两阶段边坡在线安全监测系统设计方案.pdf
《两阶段边坡在线安全监测系统设计方案.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《两阶段边坡在线安全监测系统设计方案.pdf(42页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目目 录录第一章 工程概况.1第二章监测目的、监测项目及仪器设备.32.1 监测目的.32.2 监测项目.32.3 监测设备.4第三章 设计原则及编制依据.73.1 设计原则.73.2 编制依据.7第四章 系统框架设计.94.1 系统感知层.104.2 系统网络层.124.3 系统应用层.12第五章 系统详细设计.145.1 地表位移监测.145.1.1 监测原理.145.1.2 监测点位设计.145.1.3 设备选型.145.1.4 数据通讯.155.1.5 施工安装.155.2 深部位移监测.165.2.1 监测原理.165.2.2 监测点位设计.175.2.3 设备选型.185.2.4
2、数据通讯.185.2.5 施工安装.185.3 降雨量监测.205.3.1 监测原理.205.3.2 监测点位设计.205.3.3 设备选型.205.3.4 数据通讯.205.3.5 施工安装.215.4 地下水位监测.235.4.1 监测原理.235.4.2 监测点位设计.235.4.3 设备选型.235.4.4 数据通讯.245.4.5 施工安装.245.5 数据传输方式.255.6 系统供电方案.275.7 系统防雷.275.8 仪器保护措施.275.9 监测频率及控制指标.285.9.1 监测频率.285.9.2 控制指标.285.10 数据采集及整理.295.10.1 数据采集.29
3、5.10.2 数据处理及分析.295.10.3 基本规定.30510.4 信息反馈.31第六章 软件系统.326.1 软件系统设计.326.2 软件系统功能.326.3 软件系统演示.336.3.1 人性化主页.336.3.2 监测分析.346.3.3 数据导出.366.3.4 告警管理.366.3.5 短信预警设置.376.3.6 提供手机终端服务方案.38北京安信卓越信息科技有限公司1第一章第一章 工程概况工程概况贵港至隆安高速公路路线起于贵港市石排村附近,终于隆安县那桐镇附近,南宁市境内里程约 143 公里。项目全线采用双向四车道高速公路标准建设,主线全长约 228 公里,估算总投资约
4、197.5 亿元。贵隆高速公路对推动西江综合交通运输通道和高速公路网结构,推动珠江西江经济带发展,改善沿线地区交通运输条件和投资环境,促进沿线地区经济社会发展等方面有着重要意义。路基工程中要求对高度风险及中度风险的重点边坡进行监测,依据路堑边坡设计说明对众多边坡进行等级分类,本方案选择两个 40m 以上高边坡作为在线安全监测试点,分别为:第 5 合同段 K149+644.772K149+820.000 右侧高边坡及 K149+820.000K149+935.000 右侧高边坡。K149+644.772K149+820.000 右侧边坡:右侧边坡:该边坡区属构造剥蚀丘陵地貌,自然坡度 3035,
5、交通条件差。挖方路段中线最大挖方深度 16.5m,位于 K149+750 处;开挖后已形成最高约 45m 的边坡。全坡面共分为 5 级边坡,第一级边坡坡高 8.05m,坡率 1:0.75,采用锚杆框架植草护坡,第二级边坡坡高 8.05m,坡率 1:1:00,采用锚杆框架植草护坡,第三级边坡坡高 8.30m,坡率 1:1.00,采用锚杆框架植草护坡,第四级边坡坡高8.05m,坡率 1:1.25,采用拱形骨架护坡,第五级边坡坡高 3.51m,坡率 1:1.25,采用喷播植草护坡,坡面边缘部分采用拱形骨架护坡和喷播植草护坡。其中第三极边坡平台采取加宽处理,宽度为 10m,其余各级边坡平台宽均为 1.
6、50 米。北京安信卓越信息科技有限公司2图 1-1 K149+644.772K149+820.000 右侧边坡立面图现场如下图所示:图 1-2 K149+644.772K149+820.000 右侧边坡现场图K149+820.000K149+935.000 右侧边坡:右侧边坡:该边坡区属构造剥蚀丘陵地貌,自然坡度 3035,交通条件差。挖方路段中线最大挖方深度 34m,位于 K149+880 处;开挖后已形成最高约 44m 的边坡。全坡面共分为 4 级边坡,一、二级边坡采用锚杆框架植草护坡,三、四级边坡采用拱形骨架护坡,坡面边缘部分采用拱形骨架护坡和喷播植草护坡。图 1-2 K149+820.
7、000K149+935.000 右侧边坡立面图北京安信卓越信息科技有限公司3第二章第二章监测目的、监测项目及仪器设备监测目的、监测项目及仪器设备2.12.1 监测目的监测目的对岩土体内部沉降、倾斜、表面位移,表面沉降等进行连续监测,及时捕捉边坡性状变化的特征信息,通过有线或无线方式将监测数据及时发送到监测中心。并结合地表监测的雨量、位移等信息,由专用的计算机数据分析软件处理,对边坡的整体稳定性做出判断,快速做出诸如山体边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报,更加准确、有效地监测灾情发生,减少人员、财产损失。同时可以识别支护结构的损伤程度评定支护结构的安全、可靠性与耐久性;验证边坡支护结构设计建造理
8、论与方法,完善相关设计施工技术规程,提高边坡工程设计水平和安全可靠度,保障结构的使用安全,具有重要的社会意义、经济价值和广泛的应用前景。2.22.2 监测项目监测项目深部位移降雨量地表沉降地表位移边坡监测内容北京安信卓越信息科技有限公司4(1)表面位移监测)表面位移监测监测目的:掌握边坡整体表面位置的变化及其变化速率(包括平面位移和垂直沉降),确定边坡整体位移变形的情况,是确定边坡稳定性重要指标之一。监测手段:GNSS。(2)深部位移)深部位移监测目的:掌握边坡内部的位移变化及其变化速率,结合表面综合位移信息可确定边坡整体位移变形情况。为于边坡稳定性评价提供重要的数据参考。监测手段:导轮式固定
9、测斜仪。(3)降雨量监测)降雨量监测监测目的:掌握边坡区域环境参数情况,有较大降雨时进行报警。监测手段:雨量计。2.32.3 监测设备监测设备综合以上内容,本项目边坡监测项目及采用设备汇总如下表:表 2.1 边坡监测设备监测项目监测项目监测设备监测设备规格型号规格型号数量数量表面位移监测GNSSFS-M3004+1深部位移监测导轮式固定测斜仪FS-GGC0114降雨量监测雨量计FS-YLJ-Z1各设备工作原理:(1)GNSS各 GNSS 监测点与参考点接收机通过 GNSS 天线实时接收 GNSS 信号,并通过数据通讯网络实时发送到控制中心,控制中心服务器 GNSS 数据处理软件GPSensor
10、 实时差分解算出各监测点三维坐标,数据分析软件获取各监测点实时三维坐标,并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量,同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。北京安信卓越信息科技有限公司5图 2-1 表面位移监测系统集成图(2)导轮式固定测斜仪多支测斜仪串联后,将这些仪器产生的位移变化量进行累加即可获取整个剖面的垂直位移变形曲线,导轮式固定测斜仪用于内部位移监测的工作原理如下图所示。图 2-2 固定式测斜仪工作原理示意图(4)雨量计该雨量计采用的是精密容栅位移传感器,检测精度高。经过承水器收集的雨北京安信卓越信息科技有限公司6水进入、或排出贮水室,都是通过微机控制两个电动阀门来自动完成。所以即
11、使针对特大暴雨的计量,数据也不会又任何流失。这种科学设计,从根本上解决了以往虹吸、或者翻斗雨量计遇到大雨时计量误差的固有毛病。采集数据可以通过无线传输的方式上传至云平台。北京安信卓越信息科技有限公司7第三章第三章 设计原则及编制依据设计原则及编制依据3.13.1 设计原则设计原则监测系统是提供获取边坡结构信息的工具,使决策者可以针对特定目标做出正确的决策,其设计原则如下:(1)保证系统的可靠性:由于边坡结构安全监测系统是长期野外实时运行,保证系统的可靠性,否则先进的仪器,在系统损坏的前提下也发挥不出应有的作用及效果。(2)保证系统的先进性:设备的选择、监测系统功能与现在技术成熟监测及测试技术发
12、展水平、结构安全监测的相关理论发展相适应,具有先进和超前预警性。(3)可操作和易于维护性:系统正常运行后应易于管理、易于操作,对操作维护人员的技术水平及能力不应要求过高,方便更新换代。(4)系统具有远程固件升级功能:根据系统自检及系统需求可通过远程固件进行完善,且系统具备各种类型的通讯协议和接口,可为后期设备升级服务。(5)以最优成本控制:本方案的一个原则就是利用最优布控方式做到既节省项目成本、后期维护投入的人力及物力,又能最大限度发挥出实际监测、监测的效果。3.23.2 编制依据编制依据本边坡的在线健康监测系统工程的主要依据如下:(1)边坡工程勘察规范(YS5230-96);(2)岩土工程监
13、测规范(YS5229-96);(3)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2013);(4)岩土工程勘察规范(GB50021-2001);(5)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/12004);(6)全球定位系统测量规范(GB/T 18314-2009);(7)综合布线系统工程验收规范(GB 50312-2007);北京安信卓越信息科技有限公司8(8)电子设备雷击保护导则(GB/T7450-87);(9)计算机软件可靠性和可维护性管理(GB/T143942008);(10)国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006);(11)国家三、四等水准测量规范(GB/T 12898-
14、2009);(13)深圳外环高速公路深圳段一期工程 第 8 合同段 两阶段施工图设计文件第二册说明:若国家或部颁发的标准和规范规程做出修改时,则以修订后的新标准和规程规范为准。上述规范、标准、规程仅是本工程监控的最基本要求,并未包括实施中所涉及到的所有规定、标准和规程,在监控中对于上述未尽事宜,按国家和地方现行的规定执行。北京安信卓越信息科技有限公司9第四章第四章 系统框架设计系统框架设计边坡在线健康监测系统是一个涉及面广、采集项目繁多、设备种类差异较大的现状,多种设备在一个系统中同时运行,通过合理布置,统筹管理,使该系统健康、高效的运转。图 4-1 系统框架组成示意图北京安信卓越信息科技有限
15、公司10图 4-2 基于云物联技术的边坡在线健康监测系统设计视图基于云物联技术的在线健康监测系统架构中各层需要实现的应用,其中包括多项共性技术,具体如下阐述:1、IOT 架构:是指在边坡在线健康监测中的监测过程符合物联网感知、网络、应用的层级架构。2、标识解析:实现边坡感知设备、测量方法及参数等物联网层级对应标识的唯一识别;将物理上分布,逻辑上集中的安心云在线健康监测平台对监测对象准确、唯一定位变为可能。3、安全&隐私:用户隐私信息、数据安全的保护。4、网络管理:现场总线、网络层设备等进行诊断和管理。5、资源管理:安心云运行期:CPU、内存、硬盘、网络带宽等资源监控和管理。4.14.1 系统感
16、知层系统感知层边坡在线健康监测系统是一个涉及面广、采集项目繁多、设备种类差异较大的现状,多种设备在一个系统中同时运行,通过合理布置,统筹管理,使该系统健康、高效的运转。(1)系统时间一致性功能系统时间一致性功能多种设备同时运行,不同的设备间存在一些时间一致性的问题(或相位一致北京安信卓越信息科技有限公司11性),如果不解决这个问题可能会导致评估出现误差甚至错误。例如在某一荷载作用下,边坡发生了剧烈的响应,此时必须分析同一状态下结构的几何变形、水位状况及环境因素等综合指标,只有同时分析它们的状况才能对边坡的情况有一个清晰的了解、进而做出全面的判断。同时也必须考虑此响应是在何种荷载作用下产生的,对
17、应的荷载状况如何。通过软硬件相互间对时间参数校时从而保证将各类不同信号的时间对应起来,也就是要解决系统时间一致性的问题。边坡在线系统的信号采集拟通过各采集模块与系统进行统一对时,读取同一服务器上的时间,然后与本机器的时间进行对照,这样就可以免除时间不一致而带来的数据无法统一处理的问题。2.系统自诊断功能系统自诊断功能系统自诊断功能在于对自身系统的排查,通过排查结果指导维护人员进行有目的维护,节约时间的同时能保证整个系统的长期运行。系统自诊断功能从三个层次上进行判断及给出相应处理建议,分为传感器层次自诊断、采集层次自诊断、通信层次自诊断。传感器层次自诊断:系统会在采集数据前对传感器进行测试判断,
18、根据软件接收回来的命令进行判断是否出现传感器短路、断路等现象。管理人员可以通过软件提示的异常类型和处理方法进行相应的处理。采集层次自诊断:采集层次自诊断是系统自诊断的另一个重要部分,主要是通过设备本身判断完成,当设备执行采集操作时,如果设备某模块存在异常,无法完成此次操作,将返回一个异常报告,提示操作人员设备存在异常,需要按照异常类型和排查方法处理异常,直至异常排查完成,同时排查期间不影响其他采集设备及整套系统的运行。系统层次自诊断:通信正常是数据采集和远程控制的保障,对于系统通信异常的检测,主要由上位机软件完成操作,上位机软件从通讯系统的上端下端远端采集设备逐步进行命令测试,根据返回的数据帧
19、判断通信故障出现的层次,如果通信出现异常或总线上出现干扰信号,则需要操作人员重新连接,做好防干扰措施。利用系统自诊断功能监测系统的自身安全,及时反馈监测系统的运行状况给北京安信卓越信息科技有限公司12操作人员,以保障安全与安全监控预警系统良好地发挥作用。4.24.2 系统网络层系统网络层网络层是连接感知层和应用层的枢纽,是整个系统承接的关键层次,是保证系统正常运营的载体,所有感知层的数据只有通过网络层才能传递给应用层进行处理,同时应用层的命令也只能够由网络层下达给感知层的设备去执行。下面重点介绍网络层中在边坡监测项目中比较常见的一种无线数据传输方式:图 4-3 无线传输系统拓扑图数据采集通讯大
20、体分为有线通讯和无线通讯,有线通讯通常会选择光缆通讯。光缆通讯具有非常突出的优点:其传输速度快、带宽宽、不受距离、雷击、电磁干扰等影响;同样光缆通讯的在野外也有弊端如光缆敷设的难度较大,工作量大等。故此我们选择无线通讯有 GPRS/3G/4G 等,无线通讯施工工程量小,组网方便,便于维护。4.34.3 系统应用层系统应用层应用层是直接面向用户,体现服务意识的,因此在应用层面设计重点为人与系统的对话,使用户能够便捷管理系统。从用户的出发点考虑系统功能设计,真正做到自动响应、自动控制的目的。下面是云物联边坡在线监测系统的一些特点北京安信卓越信息科技有限公司13及系统框架的介绍:1、能够实现远程自动
21、化监控,无需人员多次进入施工现场;2、系统可实现无线传输,无需长距离布设线缆、光缆;3、实现监测数据信息化管理,相关人员可以通过不同权限登入以太网或者利用手机取得现场结构安全数据及安全评估信息;4、通过传感器得到丰富的荷载效应等数据,通过系统分析,并与计算结果进行对比,可以得出结构实际情况下的实时状态变化发展趋势,了解结构的安全状况;5、在结构出现异常信息时,系统自动进行预告警,并可通过短信方式将信息及时转达给相关管理人员,并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。北京安信卓越信息科技有限公司14第五章第五章 系统详细设计系统详细设计5.15.1 地表位移监测地表位移监测5.1.1 监测原理监
22、测原理GNSS 系统由三大部分组成,包括空间部分、地面控制部分、用户部分。空间部分主要为各轨道平面上的多颗卫星,每颗卫星都发出用于导航定位的信号。地面控制部分由若干个跟踪站组成,通过各监控站对 GNSS 的观测数据计算卫星的星历和卫星钟的改成参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中;同时对卫星进行控制,对卫星发布指令。GNSS 用户部分由 GNSS 接收机、数据处理软件及相应的用户设备,接收GNSS 卫星所发出的信号,并利用这些信号,通过解算等进行导航定位等工作。5.1.2 监测点位设计监测点位设计(1)K149+644.772K149+820.000 右侧边坡:右侧边坡:布设 3 个监测断
23、面,各监测 1 个地表位移点,共计 3 个测点,并在稳定处布置一个基点。(2)K149+820.000K149+935.000 右侧边坡:右侧边坡:布设 1 个监测断面,1 个测点,并和 K149+644.772K149+820.000 右侧边坡共用一个基点。5.1.3 设备选型设备选型表 5.1 GNSS 双频接收机技术指标监测项监测项设备名称设备名称设备型号设备型号技术指标技术指标设备图片设备图片表面位移GNSS 接 收机FS-M300单历元解算精度:平面:(2.5mm+1x10-6D),高程:(5.0mm+1x10-6D)RS232、RJ45/WIFI、蓝牙、北京安信卓越信息科技有限公司
24、15GPRS/CDMA 等通讯方式5.1.4 数据通讯数据通讯数据的传输则可利用成熟的 GPRS/3G/4G 网络,通过灵活地控制设备的采集制度,进行远程控制。内置 2000 伏光电隔离,可有效保护接收机过流过压,预防雷击。5.1.5 施工安装施工安装(1)北斗基础土建工作的准备工作)北斗基础土建工作的准备工作1)根据方案画出北斗施工尺寸图,需要注意的是预埋穿线管的位置,应考虑到穿线管出口的位置;同时北斗预埋底座的孔位要能与穿线管孔位对中好,以免北斗天线接头不能通过穿线管从中部位置进入采集箱内。2)质量监督。在施工的时候要求施工队严格按照自己的图纸及质量控制要求施工。(2)基准站选址)基准站选
25、址基准站要求建立在地基稳定的地点,同时北斗基准站满足以下要求:基准站距离测区 1km 以内为宜;基准站基础应相对稳固,最好建在稳定的基岩上或冻土层以下 0.5m;周边视野尽可能开阔;远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等),且距离不小于 200m,远离高压输电线和微波无线电传送通道,其距离不得小于 50m;远离震动源(如铁路、公路等)50m 以上;尽量靠近数据传输网络。(3)观测墩建设)观测墩建设为防止观测墩的破坏,应做好预防措施。铁质材料对北斗的信号接收的影响决定了不适宜对观测墩配置铁框或铁笼式的防破坏装置。实际浇筑观测墩时根据实际情况提高其高度。(4)观测墩混凝土浇筑)观测墩混凝
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 阶段 在线 安全 监测 系统 设计方案
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。