1、基于测量机器人的高边坡自动基于测量机器人的高边坡自动化监测技术化监测技术w一一问题的提出问题的提出w二二高边坡定义高边坡定义w三三高边坡高边坡类型及特点、病害类型及特点、病害w四四高边坡的安全监测技术介绍高边坡的安全监测技术介绍w五五基于测量机器人的高边坡自动化监测技基于测量机器人的高边坡自动化监测技术术高边坡在工程建设中存在广泛，比如公高边坡在工程建设中存在广泛，比如公路高边坡、水利水电高边坡、矿山高边坡等，路高边坡、水利水电高边坡、矿山高边坡等，高边坡坡度陡、高度高，治理难度大，有些高边坡坡度陡、高度高，治理难度大，有些高边坡由于其地质状况很差或者其特殊性，高边坡由于其地质状况很
2、差或者其特殊性，在工程完工后边坡需要持续的监控量测。一在工程完工后边坡需要持续的监控量测。一些严重病害的边坡也需要持续的监控量测。些严重病害的边坡也需要持续的监控量测。本文探讨怎么样高效的进行高边坡的监测本文探讨怎么样高效的进行高边坡的监测水利水电高边坡公路高边坡矿山高边坡二高边坡定义高边坡定义：对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡，其边坡高度因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响，其边坡稳定性分析和防护加固工程设计应进行个别或特别设计计算，这些边坡称为高边坡。表表1不同部门岩石工程高边坡类型及特点不同部门岩石工程高边坡类型及特点一般高边坡高度
3、范围一般高边坡高度范围边坡及边坡工程特点边坡及边坡工程特点水电系统水电系统人工：人工：100-700m自然：自然：100-1000m边坡高度大，地质结构及环境条件复杂，工程边坡高度大，地质结构及环境条件复杂，工程对边坡质量要求高，常需要保证永久稳定。对边坡质量要求高，常需要保证永久稳定。矿山系统矿山系统人工：人工：100-800m边坡高度大，地质结构较复杂边坡高度大，地质结构较复杂,工程对边坡质量工程对边坡质量有一定要求有一定要求,但通常考虑极限设计。但通常考虑极限设计。铁道系统铁道系统人工：人工：50-150m自然：自然：100-300m边坡高度一般较大，地质结构及环境条件复杂，边坡高度一
4、般较大，地质结构及环境条件复杂，对边坡质量要求高，但通常要求线路快速通过。对边坡质量要求高，但通常要求线路快速通过。公路系统公路系统人工：人工：30-80m自然：自然：30-150m边坡高度一般较小边坡高度一般较小,地质结构及环境条件相对简地质结构及环境条件相对简单单,对边坡质量要求较高。对边坡质量要求较高。城建系统城建系统人工：人工：15-50m自然：自然：15-100边坡高度小边坡高度小,地质结构及环境条件相对简单地质结构及环境条件相对简单,对边对边坡质量要求高。坡质量要求高。三高边坡的类型及特点、病害w边坡的常见病害类型有：风化剥落、流石流泥、掉块落实、崩塌、倾倒、坍塌、溃屈、溜坍、坍
5、滑、滑坡、错落等11大类。其中最严重的为坍滑、滑坡。堆积层坍塌黄土滑坡错落w矿山边坡灾害严重矿山边坡灾害严重根据我们对全国非煤露天矿山调查与详细研究分析，根据我们对全国非煤露天矿山调查与详细研究分析，在我国在我国21个典型的非煤露天矿山大中型边坡中，出现过个典型的非煤露天矿山大中型边坡中，出现过变形、破坏的占变形、破坏的占42.7%，接近半数，处于险级边坡占，接近半数，处于险级边坡占19，处于病级边坡占，处于病级边坡占71，正常边坡仅占占，正常边坡仅占占10。攀钢朱家包包铁攀钢朱家包包铁矿南帮边坡矿南帮边坡20032003年年99月月2929日日较大楔形滑体，较大楔形滑体，高
6、高110110，宽，宽100100，截断了，截断了乡村公路，严重乡村公路，严重威胁到采场运输威胁到采场运输出入口，造成直出入口，造成直接经济损失接经济损失40004000多万元。多万元。攀钢朱家包包铁矿南帮滑坡地貌攀钢朱家包包铁矿南帮滑坡地貌20032003年年66月月77月山东大业金矿下盘边坡发生滑坡，长月山东大业金矿下盘边坡发生滑坡，长60m60m，高高120m120m，致使部分民房拆迁，采矿被迫停止。，致使部分民房拆迁，采矿被迫停止。山东大业金矿下盘边坡滑坡地貌山东大业金矿下盘边坡滑坡地貌新桥硫铁矿露天矿边坡下盘新桥硫铁矿露天矿边坡下盘20062006
7、年年11月滑坡，经济损失月滑坡，经济损失11千多万元，严重威胁采场安全生产。千多万元，严重威胁采场安全生产。宝成铁路宝成铁路K190K190第三次滑坡后全貌第三次滑坡后全貌山西长治晋城高速公路山西长治晋城高速公路K31砂泥岩砂泥岩顺层滑坡，体积达顺层滑坡，体积达25万万m3小湾电站左坝肩边坡高小湾电站左坝肩边坡高500m500m，66##山头发生山头发生1010万万mm33崩塌崩塌w表面观测法表面观测法w深部观测法深部观测法边坡监测方法边坡监测方法w表面观测法观测对象：坡体表面位移。其中表面观测法观测对象：坡体表面位移。其中精密大地测量技术精密大地测量技术最为最为成熟、精度最高，
8、是目前成熟、精度最高，是目前广泛使用的最有效的监测方法广泛使用的最有效的监测方法。w大地测量法的技术进步大地测量法的技术进步仪器与测量技术：经纬仪、水准仪、测距仪仪器与测量技术：经纬仪、水准仪、测距仪电子经纬仪、全站电子经纬仪、全站式速测仪式速测仪测量机器人测量机器人坡体变形观测的误差：坡体变形观测的误差：毫米级毫米级实现了实时动态观测实现了实时动态观测新技术的发展：新技术的发展：GPSGPS测量技术测量技术由于观测精度的不断提高，目前逐由于观测精度的不断提高，目前逐步进入实用阶段，有较广阔的发展前景。其他如近景摄影测量和步进入实用阶段，有较广阔的发展前景。其他如近景摄影测量和INSARIN
9、SAR干涉雷达测量等，在近年也取得了明显的进步。干涉雷达测量等，在近年也取得了明显的进步。表面观测法表面观测法深部观测法深部观测法1监测边坡岩土体的受力情况；2监测边坡渗流区土体物理量（渗流、渗压、水位等）；3监测基岩变形量（错动变形、地应力等）；4监测边坡加固结构单元效果（抗滑桩、锚杆等）；钢筋应力计钢筋应力计土压力传感器土压力传感器锚索计锚索计渗压计渗压计埋入式应变计埋入式应变计埋入式测缝计埋入式测缝计五基于测量机器人的高边坡自动化测量莱卡莱卡TCA2003TCA2003测量机器人测量机器人目标点测量机器人基站计算机监测软件通讯电缆参考系变形体参考点1目标点1参考点n目标点
10、m参考点目标点目标点测量机器人基站计算机监测软件通讯电缆参考系变形体参考点1目标点1参考点n目标点m参考点目标点目标点测量机器人基站计算机监测软件通讯电缆参考系变形体参考点1目标点1参考点n目标点m参考点目标点目标点测量机器人基站计算机监测软件通讯电缆参考系变形体参考点1目标点1参考点n目标点m参考点目标点区区区区区区区区区区区区区区区区区区滑坡监测系统布置图滑坡监测系统布置图区ID02ID018号平硐入口P03JZK27JZK32P04JZK13P02JZK33IN04TP15TP14TP13TP12TP45TP44金坪子滑坡变形监测系统布置图金沙江乌东德坝址区
11、区区区区监测网点监测网点兼监测点视准线监测点TN03TN02TN01TN04TN08TN05TN06TN07TN09TN10TN11图例雨量、气温监测点雨量、气温监测点钻孔测斜管IN02JZK05IN01JZK21IN03JZK17AL01AAL02AAL03AAL01BAL02BAL03BAL01CAL02CAL03CAL01DAL02DAL03DP01JZK10地下水监测孔TN13TN12新增监测点TN14TN15TP04TP02TP01TP03TP05TP08TP06TP07TP10TP09TP11视准线D视准线C视准线B视准线A监测点群三维动画演示监测点群三维动画演示滑坡体测量机器人站预警软