摘要：山区高速公路边坡施工过程中的稳定与安全是边坡施工中需重点关注的内容，尤其在西南山区，由于地质情况复杂，降雨量大，高边坡在施工过程中容易发生滑坡、坍塌等病害，因此，采用有效的监测手段来保证边坡施工过程中的稳定与安全便十分必要。传统的监测主要通过经纬仪、全站仪、GPS等仪器监测各级边坡的位移情况，通过与理论值进行比较从而判断边坡的稳定与安全，其存在的主要问题是间断测量、判断指标单一等。针对传统方法存在的问题，国内外学者根据边坡结构物的特点，从边坡岩性、结构特点出发，设计开发各类边坡监测系统，如基于边坡结构体位移为首要监测参数的监测系统、基于岩质边坡的监测系统等。
关键词：山区高速公路；边坡施工；监测系统；方案设计
1工程概况
广西天峨至巴马高速公路NO.4合同段位于广西凤山县凤城镇境内，其中建设主线长度16.4km，连接线长度10.2km，主线按高速公路建设；主线设计速度100km/h，路基宽度33.5m，双向六车道设计，连接线设计速度为60km/h，双向四车道设计。全线高填深挖路基路
段共3143m（左幅2073m，右幅1070m），最大边坡高度62.92m，代表地质主要为：表层为褐黄硬塑状黏土，厚2.5～3.5m，基岩为三迭系中统褐黄泥质粉砂岩，强风化，薄层状构造，岩体破碎，岩质较软。
2监测系统设计的目标
根据施工及安全的需要，拟定施工监测参数，对于边坡施工的监测，主要考虑边坡土体的稳定，通常通过监测土木表面及内部位移作为控制指标，同时监测影响土体性质的因素，主要有渗流量、降雨量、土体裂缝及土体含水率。通过对直接因素和间接因素的监测，掌握边坡内部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。
3系统设计
3.1总体技术方案
边坡监测系统主要由综合监测站设备、现场通信设备和监测参数设置中心以及基于物联网技术和云计算的监测和数据采集平台组成，以及各种用户终端信息设备和应用软件。各种监测参数的综合监测站设备是系统架构的基础，用于测量实时监测数据。建立与现场通信设备、
监控中心和监控数据采集平台的通信，上传各种监控参数的监控数据和设备状态信息，发布终端指令;监测中心和数据采集平台接收监测站设备采集到的数据，并通过网络发布。
3.2主要设备选型
（1）表面位移设备选型
表面位移（裂缝）测量是滑坡体自动监测的重点内容，选点主要考虑滑坡体上部后缘，兼顾滑坡面内局部阶梯面有明显裂缝处，进行触发式动态监测。使用GPRS/CDMA/SMS/北斗卫星等通讯方式进行数据传输，可通过本地或远程读取监测站存储的数据，支持远程管理、命令下发等功能。
（2）土体内部位移监测设备选型
土体深部位移自动监测仪采用一体化设计，用于监测滑体深部滑面位移变化情况，采用无线传感器终端连接固定式测斜仪进行长期在线测量。使用GPRS/CDMA/SMS/北斗卫星等通讯方式进行数据传输。通常采用测斜仪进行测量。
（3）渗透量监测设备选型
选用渗压计埋设在基岩内或安装在测压管、钻孔中，实时监测边坡岩体的孔隙水压力。
（4）降雨量设备选型
选用翻斗式流量计测量降雨量。降雨流入翻斗，通过计算翻斗次数得到雨量大小。采集数据通过RS485通信接口电缆直接接入服务器或传输网络。
3.3功能设计
边坡监测预警中心及分中心平台软件主要由边坡监测预警平台系统运行环境系统、实时监测数据接收及汇集平台、边坡监测预警管理系统（基于WEBGIS）三部分构成。
3.3.1边坡监测预警平台系统运行环境
监测预警渠道体系选用四层架构。(1)表现层。表示层只负责剖析数据层中的数据并将其呈现给用户。用户可以依据自己的实际需求，按照指定的界面格局，开宣布契合自己需求的界面表达形式。(2)数据层。数据层的主要功能是将一切原始数据和经过剖析处理后的数据存储在数据库中。数据库支持当前一切的数据库体系。(3)事务逻辑层。事务逻辑层是软件体系的中
心，其主要功能是对通信层上传的数据进行处理，并将处理后的数据按照指定的接口格局发送给数据层。详细功能包括接口转化、数据剖析和数据格局转化等。(4)通信层。通信层的主要任务是从遥测站获取原始数据，并从事务逻辑层将需求传递给遥测站的指令下发。
3.3.2实时监测数据接收及汇集平台系统
实时监测数据接纳收集平台首要负责各种监测数据的接纳、入库、处理和收集功用，首要由通讯模块、操控模块、数据模块和办理模块组成。(1)通讯模块。通讯模块首要采用不同的通讯方式和协议来接纳数据和下发命令，并将接纳到的数据转换为统一的数据格式。(2)操控模块。操控模块是数据收集设备的长途操控模块，首要完结数据收集设备的长途操作和运转结果的反应。(3)数据模块。对通讯模块输出的数据进行处理，依据存储的设备信息和组成信息生成契合用户要求的数据并输出。(4)办理模块。经过Web可以对体系进行统一办理，包括长途操作设备、集中处理异常数据、实时查看设备运转状态、统一办理设备信息等。
3.3.3监测预警管理系统
边坡监测预警管理系统以各类边坡数据和拟监测区域基础地形、地貌、地质、气象数据为基
础，以边坡管理及预警业务为中心设计系统。由实时查询展示模块、数据分析模块、预警模块构成。（1）实时查询展示模块。实时查询展示模块主要基于电子地图，对拟监测区域边坡隐患点监测数据及信息实时查询展示功能，为边坡预警预报提供数据支持。（2）数据分析模块。高边坡预警数据分析模块是基于孕灾环境、致灾因子和承灾体对大气降水为主导因素诱发的崩塌、边坡、泥石流三大灾种进行分析研究和预报预警分析的系统。根据边坡的特点建立非线性动态组织系统模型数据处理的自组织模型、模糊信息优化模型和人工神经网络模型等一系列模型。利用每个模型坚实的科学理论基础，结合边坡的特点，建立起灾害体的解算方法和失稳机制。（3）预警信息发布模块。预警信息发布系统是及时向相关单位发布灾害预警信息，可通过、短信、邮件等方式发布，同时记录预警日志。
3.4通讯及供电设计
（1）通讯系统设计
高速查询系统的通讯主要有有线通讯、无线通讯、混合通讯等几种形式。针对边坡监测项目一般都处于野外，有线通讯相对比较难以实现，应采用无线通讯的方式。无线通讯的方式是在现场设备的后端安装无线传输模块，一般可供选择的无线模块有WIFI、5G、GPRS等。
（2）供电系统设计
优先考虑采用太阳能供电系统。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。
4结语
在山区高速公路建设过程中不可避免地会涉及到大规模的边坡结构物，因此有必要通过监测系统，来辅助施工监测，避免高边坡结构体出现滑坡、坍塌对施工造成影响。通过对边坡监测系统的构建，为山区边坡施工安全提供切实可靠的监测手段，为同类工程提供参考。
参考文献
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