水电站边坡gnss滑坡体自动化监测技术方案

水电站边坡gnss滑坡体自动化监测技术方案内容摘要：

. 结论 从上面分析可得，利用 GNSS 进行 变 形监测的优点要远远大于 缺点的制约，所以说： GNSS 技术的应用给测量技术带来了一场深刻的革命。 据资料介绍，国外从 20 世界 80 年代开始用 GNSS 进行变形监测。 从 90 年代以来，世界上许多国家纷纷布设地壳运动 GNSS 监测网，为地球动力学和地震与火山喷发预报服务。 例如，日本国土地理院从 1993 年开始了 GNSS 连续观测网的筹建工作，到1994 年日本列岛已建立由 210 个 GNSS 连续观测站组成的连续监测系统（ COSMOS），目前的观测站总数以发展到 1000 多个。 该系统与 1994 年 10 月 1日正式使用， 10 月 4 日就检测到北海道 东部近海 级大地震，并清晰地记录了地震前后的地壳形变。 此后，又成功的捕捉到三陆远海地震及兵库县南部地震的地壳形变。 1995 年 1 月 17 日，在日本阪神 级大地震后，该系统在进行快速、准确、精细地监测与分析地壳运动方面起到了很大作用。 . 华测 GNSS 自动化 监测系统 应用实例 . 东海大桥监测系统 东海大桥起始于上海南汇区芦潮港，北连沪芦高速公路，南跨杭州湾北部海域，直达浙江嵊泗县小洋山岛，全长 公里。 本 GNSS 自动化 监测系统 于 2020 年建成投入使用， 系统 分别 由 1 个参考站和 8 个监测站组成。 参考站设在附近颗珠 山基岩上；主航道斜拉桥设 3 个监测站，梁桥塔顶各设 1 个，跨中桥面各设 1 个；颗珠山斜拉桥设 5 个监测站， 4 个 塔顶各设一个，跨中桥面设 1 个。 数据传输采用先进的光纤数据传输方式，与 GNSS 系统常用的数传电台通讯方式比较，一方面提高了系统的通讯可靠性，另一方面提高了数据传输速度。 控制中心配备两台服务器，一台用于设备控制，另一个台用于数据分析和图形处理，以及终端服务。 结合专业的数据处理软件，实时对数据进行分析和图形处理。 经过 近三年的连续运行 ，东海大桥实时 GNSS 形变监测系统运行可靠，稳定。 期间 分别多次 进行 对比 测试， 实测 监测数据与其它传感器监测结果 进行比较 互差都在 1cm 以内 ； 在此期间也分析了荷载试验对桥梁结构的影响、 分析了台风影响下的形变情况、桥中跨 24 小时受温度影响的情况 、地震前后的桥梁的变化情况等。 比较的结果表明， GNSS 数据处理软件的精度达到了毫米级的精度，大桥的形变情况符合事实。 东海大桥监测系统 . 瓮福磷矿尾矿库监测系统 贵州省福泉市拥有丰富的矿产资源，工业发展迅猛。 瓮福（集团）有限责任公司是集磷矿采选、磷复肥、磷煤化工、氟碘化工生产、科研、贸易为一体的国有大型磷化工企业，年产磷矿石 450 万吨、磷酸 90 万吨 、硫酸 200 万吨、磷复肥 250 万吨。 瓮福磷矿尾矿库的安全稳定在矿山的安全生产和环境保护中具有十分重要的意义。 本监测 系统 分别包括翁福磷矿尾矿库及渣场的堆积坝和边坡的位移监测，共设计了 2 个参考站 1和 20 个监测点，同时采用 华测 X60M GNSS 监测专用 接收机 1 由于本系统所监测的两个区域比较远，所以参考站是相对独立的 及一机多天线技术，另外、 由于供电来源于几个不同的自然村，存在随时断电的可能， 所以系统在实施时增加了加电自动开始数据的采集、 发送 、解算等功能。 本 GNSS 自动化 监测系统 采用准实时自动解算的功能，系统 24 小时 不间断准实时解 算 出各监测点三维坐标 2，解算精度平面为 5mm 高程为 8mm。 同时系统自动 分析 出 坝体 及边坡的变化规律，从而 做到了及时预警，消除事故隐患，为尾矿库管理者提供了决策依据，确保了尾矿库的安全运行。 瓮福磷矿尾矿库监测系统 . 黑岱沟露天煤矿边坡 监测系统 露天煤矿在生产过程中，随着煤层的不断被开采挖掘，矿坑会不断的加深加陡，边坡会越来越突出。 露天煤矿边坡变形及滑坡对安全生产的影响是造成局部或全矿停产、人员伤亡、设备毁坏和地面建筑破坏等。 黑岱沟露天煤矿监测系统采用华测双频 X60M 监测专用接收机，通过 高频无线传输终端 的方式实时传输 GNSS 原始数据到控制中心，控 制中心准实时（解算周期为 3 小时一次）解算出各监测点三维坐标，解算精度为平面优于 3mm，高程优于 5mm，数据分析软件实时分析各监测点变化规律，同时本系统增加了内部位移监测手段，数据分析软件结合 GNSS 监测数据对不同深度内部位移的监测结果也进行实时分析，并有效、及时做到报警，从而对边坡的稳定性作出分析，对于传统的监测手段 节省 了 大量的人力、财力和物力 ，也实现了自动化监测目的。 软件系统具有可扩展性，为升级留有很大空间，兼容其他系统检测数据。 2 由于业主要求，本系统解算每个监测点的周期为 2 分钟，所以在一定程度上影响监测结果的精度 黑岱沟露天煤矿边坡监测系统 . 华测历史监测项目 项目名称 地点 日期 润扬大桥健康监测系统 江苏镇江 2020 年 1 月 东海大桥健康监测系统 上海市 2020 年 3 月 阳逻江大桥健康监测系统 湖北省武汉市 2020 年 5 月 贵州瓮 福 尾矿库坝体 及边坡 监测系统 贵州省贵阳市 2020 年 8 月 云浮硫矿尾矿库坝体 及边坡 监测系统 广东省云浮市 2020 年 4 月 河北金川矿业采空区地表沉降监测系统 河北省邯郸市 2020 年 6 月 上海长江大桥健康监测系统 上海市 2020 年 6 月 宁波五路四桥健康监测系统 浙江省宁波市 2020 年 7 月 黑岱沟露天煤矿边坡 监测系统 内蒙古准格尔 2020 年 9 月 拉西瓦果卜滑坡监测 青海贵德 2020 年 3 月 苗家坝库区滑坡体监测 甘肃陇南 正在实施 华测历史监测项目列表 注：除 上述已建设完成 的大型监测项目外、还包括已完成和在建中的 许多小型监测项目。 第二部分 卡拉滑坡体 GNSS 自动化监测系统 概况及设计原则 2. 监测区域概况 . 工程概况 卡拉水电站工程区位于凉山州木里县雅砻江中游河段内，为雅砻江干流两河口至江口段梯级开发 11 级中的第 6 级，坝址 位于 木里县 卡拉乡境内，受自然条件限制，目前对外交通不便， 距西昌市约 406km。 电站初 选 水库正常蓄水位，坝顶高程约 ，最大坝高约 128m，初 选 总装机容量约 1000MW，回水至杨房沟水电站，水库长约 34km。 总库容约 亿 m3，调节库容约 亿 m3。 卡拉水电站工程区为高山峡谷地区，岸坡陡峭， 卡拉水电站工程区滑坡体一期安全监测工程主要监测库区内的 周家、八通、上田镇、下田镇、田三、下马鸡店、草坪 七 个滑坡体。 滑坡体平均坡度为 30 度左右，高差在 700m~900m 之间，植被较少，多为灌木。 滑坡 体规模巨大，崩坡积层较厚，断层、节理发育， 局部倾倒变形迹象明 显，工程地质条件十分复杂。 周家滑坡 体 地处雅砻江右岸，距坝址约 ～。 周家滑坡体总体呈不规则的 “ m” 形展布，上游侧的 “ n” 形比下游侧高，上游侧以山脊为界，下游侧以一冲沟为界，后缘至陡缓交界处，前缘直抵雅砻江，中部分布一条较大冲沟。 滑坡体地形前陡后缓，在 2200m 高程以上坡度约 20186。 ～ 35186。 ，以下总体坡度约 35~42186。 上下游长度约 1880m，前后缘长约 680~1200m，分布面积 104m2，平均厚度 ，其中最大垂直揭露厚度 ，总方量约 7299104m3。 八通滑坡体位于雅砻江右岸，距坝址约 ～。 坡向沿 NEE 向展布，整体形状 呈上小下大的啦叭型展布。 上下游均以冲沟为界，前缘高程约 1925m，后缘高程 2650m，前后缘高差约 720m， 上下游长度 约 1150m。 滑坡体总体地形前陡后缓 ，高程 2200m以下较陡，边坡坡度 35～ 50186。 ，公路以下边坡陡立，高程2200m 以上较缓，边坡坡度 20～ 30186。 滑坡体 分布面积 104m2，平均厚度，其中最大垂直揭露厚度 ，总方量为 12208104m3。 上田镇滑坡体位于坝址上游右岸， 距上坝址约 370~910m，总体积约624104m3，滑坡体前陡后缓， 滑坡体边坡坡度 30~40176。 ，滑坡体从江边到滑坡体后缘平面距离约 660m，沿江边长 485m。 其中蓄水位以下方量约 万 m3， 蓄水位以上方量约 万 m3，属大型滑坡体。 下田镇滑坡 体 地 处坝址下游 ~， 位于 雅砻江右岸。 滑坡体地形前陡后缓，在 2300m 高程以上坡度约 20186。 ~30186。 ，以下总体坡度约 30186。 ，在高程 1990m以下临江岸坡较陡，为 50186。 ~55186。 上下游长度约 1230m，前后缘长约 1500m，分布面积 104m2，平均厚度 71m，总方量为 12200104m3，属巨型滑坡。 田三滑坡体位于雅砻江右岸，在下田镇村下游约 1000m，处于坝址下游 ，距离 约 ～。 滑坡体近东西向展布，西侧以基岩山坡为界，东侧基本以冲沟为界，长约 640m。 前缘高程约 1900m，直抵雅砻江；后缘高程 2650m，为坡度陡缓交替处，前后缘高差约 750m，南北长约 1600m。 在 2260m 高程以上坡度约20186。 ～ 25186。 ，以下总体坡度约 30186。 ～ 35186。 滑坡体西侧发育有一深切冲沟，长约 900m，沟宽约 20～ 100m，前缘最大下切深度约 80m，向坡内延伸长。 滑坡体 分布面积 104m2，平均厚度 40m，其中最大垂直揭露厚度 ，总方量为 3662104m3。 下马鸡店滑坡体位于坝址下游，距离坝址 ~。 中前部整体呈缓坡状，坡度约 30186。 ，局部较陡，约 45186。 ，后部较陡，整体坡度约 50186。 上下游长度约 1570m，前后缘长约 1380m，分布面积 104m2，平均厚度 ，其中最大垂直揭露厚度 ，总方量为 104m3。 草坪滑坡体 位于坝址下游 ，体积约 104m3，为Ⅲ级下游河道边坡， 滑坡体呈漏斗型，滑坡体 上下游长度约 1900m，一般厚度约 100m，体积约 13171104m3。 滑坡体前部坡度约 50186。 ；中部较平缓，坡度约 25186。 ；后部较陡，坡度约 40186。 . 工程地形、地质条件 滑坡体分布河段长约 30km 左右， 河谷为典型的 “V”型高山峡谷地貌，谷底狭窄，两岸山脊高程均在 以上。 沿江两岸岸坡多为陡壁和陡坡，直通江边，坡度一般 40～ 60176。 ；各滑坡体所处河段坡度相对较缓，一般为 20～ 35176。 河水面高程约 ～ ，河道较狭窄， 河面一般宽度 50～ 100m，水流湍急。 两岸冲沟较发育，区内沟谷大多垂直雅砻江。 岸坡为基岩出露与第四系覆盖交互分布，植被不发育，在高程 以下树木一般较少，以杂草、灌林 为主。 该区出露的地层主要有三叠系上统杂谷脑组 (T3z)的砂质板岩、变质砂岩、含炭质板岩、大理岩，和二叠系上统冈达概组 (P2g)灰绿色、深灰色变基性火山岩、泥砂质岩及泥、砂岩，元古界下村岩群 (Pt12XC)云母片岩、钠长石英岩夹绿泥片岩、变粒岩及大理岩，以及上覆第四系松散堆积层。 工程区范围内地质构造较发育，前波断层从工程区内通过 ，东部外围分布羊奶向斜，西部外围分布催保向斜及藏翁断层，南部有长枪穹窿倾伏端出露。 区内的节理发育，主要发育 N17176。 W SW∠ 31176。 、 N58176。 E NW∠ 84176。 、 N50176。 W NE∠ 70176。 、N53176。 E SE∠ 70176。 、 N87176。 E SE∠ 77176。 的五组剪节理，其中产状 N17176。 W SW∠ 31176。 的一组剪节理最为发育，节理间距较为规则，平均间距约。 据野外地质调查及钻孔揭示，滑坡区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水，地下水埋深较大，水位埋深一般 40～ 60m。 坡体地下水排泄路径通畅，地表排水条件较好。 地下水主要接受大 气降雨补给，在深切冲沟发育处受冲沟水渗入补给。 . 边坡等级划分 预可阶段参照《水电水利工程边坡设计规范》 (DL/T53532020)规定，结合卡拉枢纽特征及滑坡体可能失稳模式及危害，将滑坡体分为枢纽工程区边坡、水库边坡及下游河道边坡等三类，其中库内滑坡体距坝址 2km 以内的初步拟定为A 类 Ⅱ 级枢纽工程区边坡、距坝址 2km～ 5km 的为 B 类 Ⅱ 级水库边坡、距坝址5km以外的为 B 类 Ⅲ 级水库边坡；坝下滑坡体距坝址 2km 以内的为 Ⅱ 级下游河道边坡、距坝址 2km～ 15km 为 Ⅲ 级下游河道边坡、距坝址 15km 之外的为 Ⅲ 级以下下游河 道边坡。 水电水利规划设计总院会同四川省发展和改革委对卡拉水电站预可报告审查意见同意上述对滑坡体类别和安全级别划分， 上 坝址滑坡体类别和级别划分见下表 131。 相对于上坝址边坡类别和级别划分表 滑坡体名称 体积 (万 m3) 规模 与坝址的关系 边坡类别、级。