CN215447745U - 一种用于隧道出口边坡的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于隧道出口边坡的监测系统，所述监测系统包括GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统、墙顶倾斜监测子系统、孔隙水压力监测子系统和降雨量监测子系统；所述GNSS表层位移监测子系统包括至少一个布置在边坡顶部的GNSS接收机，用于对设定的测点进行表层位移的实时监测；所述深层位移监测子系统包括布置在边坡顶部的监测孔内的阵列式位移计，所述监测孔设置有至少一个，所述监测孔内布置有至少一个阵列式位移计；所述孔隙水压力监测子系统包括布置在所述监测孔内的孔隙水压力计；所述降雨量监测子系统包括布置在边坡顶部的自动化雨量监测站；所述墙顶倾斜监测子系统包括安装在边坡底部的倾角计。

Description

一种用于隧道出口边坡的监测系统

技术领域

本实用新型涉及土建工程的地质监测领域，尤其涉及一种用于隧道出口边坡的监测系统。

背景技术

边坡工程的开挖、加固和防护，是国土地灾、交通、矿山、建筑和水利等土木工程建设中经常涉及的工程项目。边坡的发育对土建工程的正常施工、运营乃至人民的人生安全都有重要影响。边坡监测既是边坡调查、研究和防治工程的重要组成部分，又是边坡灾害预测预报信息获取的一种有效手段，对边坡的工程治理具有重要指导作用。因此，加强对边坡的变形监测及预报预警具有重要的工程意义与社会效益。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于隧道出口边坡的监测系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

所述监测系统包括GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统、墙顶倾斜监测子系统、孔隙水压力监测子系统和降雨量监测子系统；所述GNSS表层位移监测子系统包括至少一个布置在边坡顶部的GNSS接收机，用于对设定的测点进行表层位移的实时监测；所述深层位移监测子系统包括布置在边坡顶部的监测孔内的阵列式位移计，所述监测孔设置有至少一个，所述监测孔内布置有至少一个阵列式位移计；所述孔隙水压力监测子系统包括布置在所述监测孔内的孔隙水压力计；所述降雨量监测子系统包括布置在边坡顶部的自动化雨量监测站；所述墙顶倾斜监测子系统包括安装在边坡底部的倾角计。

在一些实施例中，所述监测系统还包括数据采集设备，所述数据采集设备与所述GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统、墙顶倾斜监测子系统、孔隙水压力监测子系统和降雨量监测子系统有线或无线连接。

在一些实施例中，所述监测系统还包括为所述GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统和孔隙水压力监测子系统进行供电的太阳能供电设备。

在一些实施例中，所述监测孔的深度被设计其底部高程位于隧道路基以下。

在一些实施例中，所述监测孔内布置有多个所述阵列式位移计，相邻的所述阵列式位移计的间距为4m。

在一些实施例中，所述孔隙水压力计被布置成位于最下方的所述阵列式位移计的底部。

在一些实施例中，所述自动化雨量监测站的雨量传感器的安装高度不小于0.7m或其安装高度为1.2m。

在一些实施例中，所述监测孔设置有5～6个。

在一些实施例中，所述GNSS接收机的数量与所述监测孔的位置相同，且所述GNSS接收机布被布置在靠近所述监测孔的位置。

在一些实施例中，所述倾角计用于根据设定的监测周期自动工作，并将监测到的倾角值和/或倾角变化量传输至所述数据采集设备。

根据本实用新型实施例的用于隧道出口边坡的监测系统，可同时实现GNSS表层位移监测、地下水监测、降雨量监测、边坡深层位移监测和挡墙顶倾斜监测等，及时掌握边坡体的失稳区域、滑动面情况，为后续边坡治理方案优化设计提供参考及设计依据；随时掌握边坡稳定性状况，发生危险时及时预报、预警，避免人员伤亡和降低经济损失；可了解和掌握边坡体的演变过程，及时捕捉边坡灾害的特征信息，为边坡的正确分析、评价、预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本实用新型一实施例中的用于隧道出口边坡的监测系统的立面上的布置示意图。

图2为本实用新型一实施例中的监测系统的平面上的布置示意图。

附图标记：

1、GNSS表层位移监测子系统；2、深层位移监测子系统；3、墙顶倾斜监测子系统；4、孔隙水压力监测子系统；5、降雨量监测子系统；6、太阳能供电设备；11、GNSS接收机；21、阵列式位移计；31、倾角计；41、孔隙水压力计；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提供了一种用于隧道出口边坡的监测系统，以及时掌握边坡体的失稳区域、滑动面情况，并为后续边坡治理方案优化设计提供参考及设计依据。

如图1和图2所示，在一些实施例中，所述监测系统包括GNSS表层位移监测子系统1、深层位移监测子系统2、墙顶倾斜监测子系统3、孔隙水压力监测子系统4和降雨量监测子系统5。

表层位移表变化是边坡失稳滑动的直观体现，因此，对边坡表层的位移监测是系统中的重要一环，本实用新型可采用GNSS表层位移监测子系统1进行护坡表层位移监测。其中，所述GNSS表层位移监测子系统1包括至少一个布置在边坡顶部的GNSS接收机11，用于对设定的测点进行表层位移的实时监测。GNSS用于监测时，往往是对一定范围内具有代表性的区域建立变形观测点，在远方距离监测点合适的位置(如稳固的基岩上) 建立基准点。在基准点架设GNSS接收机11，根据其高精度的已知的三维坐标，经过定期连续观测从而得到变形点坐标。

本实用新型可采用深层位移监测子系统2对边坡的深层位移信息进行实时采集和处理。其中，所述深层位移监测子系统2包括布置在边坡顶部的监测孔内的阵列式位移计21，所述监测孔设置有至少一个，所述监测孔内布置有至少一个阵列式位移计21。阵列式位移计21进行边坡体深层位移监测是目前较为成熟的技术，而阵列式位移计21的布设需要根据勘查的边坡发育特征进行安装。

如图1和图2所示，该监测系统的单侧护坡容易发生滑坡等坡体失稳现象，因此，可将该监测系统的各个子系统布置在一侧的护坡，但不限于此，也可布置在隧道出口(铁路)两侧的护坡。该监测系统在边坡顶部单侧布置，深部位移监测点，共5个，且孔底高程应位于在建工程路基以下。因此，此次监测孔深设计为16m。阵列式位移计21的布置应根据滑体、滑带、滑床的深度、性质确定，特别是在滑面、滑带附近，加密布设。例如，此次阵列式位移计21的布设，按照均匀布置考虑，采用4.0m间距，由孔底向孔口，依次布设，每孔共安装埋设阵列式位移计21四个。将成盘的阵列位移计搬运至测斜管管口附近，将阵列位移计逐步展开并送入测斜管中。阵列位移计在投送过程中要注意X-MARK 方向与测斜管A方向(主要变形方向)保持一致，可用手提或卷轴等辅助等方式投送，严禁阵列位移计在测孔口弯折挤压。

孔隙水压力可以直接判断出边坡体中的水位情况或边坡体土体的饱和情况，所述孔隙水压力监测子系统4包括布置在所述监测孔内的孔隙水压力计41。在一些实施例中，与深部位移监测孔一致，在边坡顶部布设5个孔隙水压力监测点，与阵列式位移计21监测点共用监测孔，所述孔隙水压力计41被布置成位于最下方的所述阵列式位移计21的底部，以对边坡体孔隙水变化情况进行实时监测。

与大气降雨相关联的地表水、地下水的变化往往是边坡失稳滑动的激发因素，同时，该边坡在前期降雨过程中出现过局部滑塌，所述降雨量监测子系统5包括布置在边坡顶部的自动化雨量监测站，以实时监测雨量信息，作为边坡变形破坏预测预警的指标。可选地，所述自动化雨量监测站的雨量传感器的安装高度不小于0.7m或其安装高度为1.2m。其中，降水量观测误差受风的影响最大。因此，观测场地应避开强风区，其周围应空旷、平坦、不受突变地形、树木和建筑物以及烟尘的影响。

所述墙顶倾斜监测子系统3包括安装在边坡底部的倾角计31。倾角计31可安装在重力墙上方，倾角计31将根据平台上设定好的监测周期自动工作。一旦监测时间到达，仪器会自动获取当前的倾角值，并跟参考基准相减，得到当前倾角的变化量，然后发送到云端或数据采集设备。

在一些实施例中，所述监测系统还包括数据采集设备，所述数据采集设备与所述GNSS表层位移监测子系统1、深层位移监测子系统2、墙顶倾斜监测子系统3、孔隙水压力监测子系统4和降雨量监测子系统5有线或无线连接。该数据采集设备可统一将所有的数据发送至云端或后台。

在一些实施例中，所述监测系统还包括为所述GNSS表层位移监测子系统1、深层位移监测子系统2和孔隙水压力监测子系统4进行供电的太阳能供电设备6。太阳能供电设备6可采用太阳能与蓄电池组合安装，主要附件包括太阳能电池板、太阳能转换器、蓄电池、太阳能支架、避雷针和防护箱等。

在一些实施例中，监测云平台(云端)主要由监测传感器、综合采集仪和监测预警云平台组成，通过有线或无线的方式将监测数据传送到监测预警云平台，云平台分析、存储、展示和发布数据，并对危险区域提前预警，可通过系统主页、手机短信、邮件等多元化预警提醒，实现系统互联互通。

根据本实用新型实施例的用于隧道出口边坡的监测系统，可同时实现GNSS表层位移监测、地下水监测、降雨量监测、边坡深层位移监测和挡墙顶倾斜监测等，及时掌握边坡体的失稳区域、滑动面情况，为后续边坡治理方案优化设计提供参考及设计依据；随时掌握边坡稳定性状况，发生危险时及时预报、预警，避免人员伤亡和降低经济损失；可了解和掌握边坡体的演变过程，及时捕捉边坡灾害的特征信息，为边坡的正确分析、评价、预测、预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据。

本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测系统包括GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统、墙顶倾斜监测子系统、孔隙水压力监测子系统和降雨量监测子系统；

所述GNSS表层位移监测子系统包括至少一个布置在边坡顶部的GNSS接收机，用于对设定的测点进行表层位移的实时监测；

所述深层位移监测子系统包括布置在边坡顶部的监测孔内的阵列式位移计，所述监测孔设置有至少一个，所述监测孔内布置有至少一个阵列式位移计；

所述孔隙水压力监测子系统包括布置在所述监测孔内的孔隙水压力计；

所述降雨量监测子系统包括布置在边坡顶部的自动化雨量监测站；

所述墙顶倾斜监测子系统包括安装在边坡底部的倾角计。

2.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括数据采集设备，所述数据采集设备与所述GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统、墙顶倾斜监测子系统、孔隙水压力监测子系统和降雨量监测子系统有线或无线连接。

3.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括为所述GNSS表层位移监测子系统、深层位移监测子系统和孔隙水压力监测子系统进行供电的太阳能供电设备。

4.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测孔的深度被设计其底部高程位于隧道路基以下。

5.根据权利要求4所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测孔内布置有多个所述阵列式位移计，相邻的所述阵列式位移计的间距为4m。

6.根据权利要求5所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述孔隙水压力计被布置成位于最下方的所述阵列式位移计的底部。

7.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述自动化雨量监测站的雨量传感器的安装高度不小于0.7m或其安装高度为1.2m。

8.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述监测孔设置有5～6个。

9.根据权利要求1所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述GNSS接收机的数量与所述监测孔的位置相同，且所述GNSS接收机布被布置在靠近所述监测孔的位置。

10.根据权利要求2所述的用于隧道出口边坡的监测系统，其特征在于，所述倾角计用于根据设定的监测周期自动工作，并将监测到的倾角值和/或倾角变化量传输至所述数据采集设备。

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