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地质灾害实时预警 应急处置快速科学

四川探索公路边坡智能监控

2019-04-15 16:24:35 来源:中国交通新闻网 作者:匡成刚 邬凯

“如果能提前对边坡地质灾害危险性进行监测监控和辨识评价,捕捉灾害发生前兆,及时发布预警信息,采取应急处置措施,就可极大减少灾害造成的经济损失和负面影响。”四川省公路规划勘察设计研究院有限公司(简称四川公路设计院)总工程师牟廷敏介绍,近期,该院主持研究的“基于物联网的公路边坡地质灾害监测预警与决策支持系统研究”课题顺利通过验收。

该课题组研发了3项拥有自主知识产权的管理系统,获得计算机软件著作权3项,累计发表论文17篇,正在申报3项专利。目前,该课题研究成果已成功应用于多条高速公路,为高速公路安全运营和防灾减灾提供了技术支撑。

自动监测助力防灾减灾

四川作为西部交通大省,截至2018年年底,全省公路总里程突破33万公里。其中,高速公路通车总里程达7238公里,加上在建项目总里程突破1万公里。

“如此大规模的公路网络,要实现长期安全运营压力巨大。”牟廷敏说,四川地形复杂多样,大部分地区地层岩性复杂,新构造运动活动强烈,地震、滑坡等灾害频繁,受复杂脆弱的地质环境条件和不利的气候条件影响,运营期公路边坡地质灾害防灾减灾难度进一步凸显。

在环境与工程因素影响下,边坡岩土体的地质与力学特征有可能发生改变,极易诱发滑坡、崩塌等严重灾害。而灾害一旦发生就可能中断交通,或造成行车事故,对公路交通基础设施和群众生命安全危害极大,甚至可能会引起“生命线”工程的堵塞、混乱与瘫痪。

“传统的监测方法多靠人工定期现场采集,不仅效率低下,技术人员也难以掌握公路边坡的实时信息并进行危险性动态评估。”该课题组负责人杨雪莲介绍,而一旦发生地质灾害,作为决策部门,需要及时掌握动态监测结果、突发性地质灾害的预警指标和应急处置技术,从而快速作出防灾减灾工作决策部署。

因此,对于公路边坡全生命周期危险性评估、长期监测及应急决策,选择自动监测方法并与现代远程传输技术、数据库技术、互联网技术相结合,建立远程、实时、自动的公路边坡地质灾害监测预警和决策支持系统是极其重要和必要的。

完善基础数据实现动态评价

为了保证课题研究成果的科学性和实用性,四川公路设计院开展了成(都)南(充)高速公路、成(都)雅(安)高速公路、雅(安)西(昌)高速公路等889处运营期典型公路边坡调查,建立了公路边坡地质灾害基础信息数据库。

与此同时,课题组通过GPRS网络建立了公路边坡地质灾害监测预警智能系统,研发了集边坡工程基础信息管理、边坡灾害监测信息管理、公路地质灾害应急决策管理为一体的防灾减灾管理平台,提升了高速公路地质灾害快速处置能力。

“数据库和管理平台采用多学科交叉方法,实现了边坡地质灾害基础信息建库、监测感知、无线远程传输、数据分析、决策应用的无缝对接和功能集成,提高了公路边坡地质灾害防灾减灾信息化管理水平。”杨雪莲介绍,高速公路运营公司可以根据平台在线动态评价结果,及时对不稳定边坡进行处置,有效保障了高速公路的运营安全,推动物联网技术在山区公路边坡地质灾害防灾减灾领域中的应用。

“成雅高速公路等7个依托工程中都安装应用了我们研发的监测系统。”杨雪莲介绍,“4·20”芦山地震时,成雅高速公路K1920+416左侧滑坡安装的地表位移监测系统成功监测到地震发生时坡体位移变化,监测结果第一时间通知了高速公路运营公司,为震后及时判断坡体稳定性提供了重要依据。

课题组还研发了超大钢管混凝土群桩和机械成孔抗滑桩等大型滑坡新型应急支挡技术,该技术首次应用于成雅高速公路K1920+416左侧滑坡应急抢险过程中,实现了滑坡发生后15天高速公路半幅双向通车,极大提高了大型滑坡应急处置能力和效率。目前,该技术在多条高速公路滑坡地质灾害应急抢险处置过程中得到成功应用。

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