DB37T 5192-2021 路基边坡变形远程监测预警系统技术标准

山东省工程建设标准路基边坡变形远程监测预警系统技术标准山东省市场监督管理局中园建材工出出版社2021北京路基边坡变形远程监测预警系统技术标准Technicalspecificationforremotemonitorinwarningsystemofsubgradeslope*申咽过排工世出版社地址：北京市海淀三里河路1号印数：1~200册定价：40.00元版权所有翻印必究山东省市场监督管理局鲁建标字〔2021〕30号由山东大学主编的《路基边坡变形远程监测预警系统技术标准》和《边坡客土喷播生态防护技术标准》,业经审定通过，批准为山东省工程建设标准，编号分别为DDB37/T5193—2021,现予以发布，自2021年11月1日起施行。山东省市场监督管理局2021年8月10日根据山东省住房和城乡建设厅、山东省市场监督管理局《关于印发〈2018年第一批山东省工程建设标准制修订计划〉的通知》(鲁建标字〔2018〕9号)的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内有关标准，在广泛征求意见的基础上，制定本标准。本标准共分为6章，主要内容包括：1.总则；2.术语；3.基本规定；4.系统设计；5.系统安装、调试及验收；6.系统《路基边坡变形远程监测预警系统技术标准》编制管理组(地址：济南市经十路17922号，邮编：250061,电话电子邮箱：cuixz@),以供今后修订时本标准主编单位：山东大学本标准参编单位：山东高速集团有限公司智通慧(山东)科技发展有限公司本标准主要起草人员：崔新壮金青张炯薛志超肖兴民李邦亮邢兰景王炳雷马国栋明瑞平郝建文王洁茹苏洪海包振昊本标准主要审查人员：刘俊岩丁尚辉李晋孙杰于坤卜发东崔忠英侯德国 2术语 23基本规定 34系统设计 44.1一般规定 4 5 8 5系统安装、调试及验收 5.2系统安装 6系统运营与维护 6.3运营期安全 本标准用词说明 20引用标准名录 条文说明 23 2 3 4 44.2Systemfunctionrequ 5 8 5Systeminstallation 5.1Generalrequire 6.1Generalrequireme Explanationofwordinginthiscode 20 Explanationofprovision 11.0.1为促进路基边坡变形远程监测预警系统的设计、安装、调试及验收的规范化、标准化，便于科学管理，结合山东省实际情况，特制定本标准。1.0.2本标准适用于山东省内的路基边坡变形远程监测预警系统的设计、安装、调试及验收等。1.0.3路基边坡变形远程监测预警系统的设计、安装、调试及验收除应符合本标准的规定外，尚应符合国家及地方现行相关标准的规定。22.0.1路基边坡subgradeslope路基横断面两侧与地面连接的斜面。分为挖方边坡和填方边坡：填方边坡为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面；挖方边坡为保持土方开挖区边缘未扰动的土体稳定，防止塌方所设置的斜坡。2.0.2远程监测系统remotemonitoringsystem采用远程监控手段，通过软件进行数据分析、处理并实现网络由信息采集系统、信息传输系统和信息管理系统(监控中心)构成。2.0.3信息采集系统informationacquiringsystem将工程有关的影像、工程情况和监测数据等信息进行收集、分类、整理、存储，并形成信息数据库的系统。2.0.4信息传输系统informationtransmission从一端将命令或状态信息经信道传送到另一端的系统，包括传送和接收系统。2.0.5信息管理系统informationmanagementplatform将从现场采集的各种数据进行集中管理和处理，并将处理信息发布到网络或其他设备上，由监控中心进行管理的系统。2.0.6监测点monitoringpoint直接或间接设置在路基及其周围建(构)筑物等监测对象上，并能反映监测对象力学或变形特征的点。2.0.7预警值earlywaningvalue为保证路基边坡变形控制及稳定性符合设计要求，对监测项目预先设定的控制值，当采集到的数值超越该设定控制值时，系统会发出预警。33.0.1采用自动化远程实时监测时，应遵循实用、先进、经济3.0.2监测对象应包括路基、边坡、受路基影响的建(构)筑3.0.3当系统采用新技术、新材料、新工艺和新设备时应对其3.0.4应制定信息系统管理制度，保证路基稳定性预警的响应3.0.5应定期对系统采取标定等措施，减小系统误差，控制偶3.0.6远程监测系统应定期进行维护，并制定完善的管理制度。44.1一般规定4.1.1系统设计应收集下列资料：1对新建工程，应收集工程地质、水文地质、路基设计、地基处理设计、路基施工、施工期监测资料、周边环境、水文气象统计数据等资料；对改扩建工程，尚应收集既有路基的设计与2临水路基或水中路基还应收集水位变化情况、地下水和地表水的水力联系情况、路基设计水位及水位变化控制值等。3地下管线、涵洞及受路基影响的建(构)筑物应收集建(构)筑物的结构、地基基础等方面的设计和施工材料、容许沉降、容许差异沉降、容许转角、容许倾斜等，以及已发生的沉降、差异沉降、转角、倾斜、裂缝等信息。4.1.2不同路基类型的路段应符合相应的监测设计要求。4.1.3系统设置应减少对工程实体和周边环境的不利影响。4.1.4路基变形监测对象和监测目的应根据各路段的地质条件、路堤设计、地基处理方法、周边环境、施工安排等确定，监测工作应围绕监测目的开展。4.1.5路基监控设计应包括监测断面、监测项目、监测精度、监测方法、监测点布置、预警标准和信息反馈制度等内容；路基运营期监测设计应根据施工期路基的监控情况、施工情况、监测4.1.6路基监控设计方案应经设计、监理和业主等共同认可后实施。54.2.1远程监测系统宜包括信息采集系统、信息传输系统、信2远程监测仪器设备应力求准确、稳定、便于维修、易于3应具有广泛的兼容性，便于模块化升级和横向扩展功能5应建立层次开放平台，并建立信息分析反馈系统，持续6应运用影像记录、数据监测等手段，对监测信息进行汇7所采用的软件系统和硬件设施应满足稳定可靠、安全、8应对反馈的监控信息进行处理分析并且具有4.2.3远程监测系统的软件应包括信息采集与监视、信息发送、4.2.4远程监测系统应预留可扩展接口。4.2.5自动化监测系统所采用的设备仪器应根据监测工程实际需求进行选型、布设和安装，并满足精度、灵敏度、稳定性的4.2.7传感器与信息采集系统位置应予以规划，电缆布线应整64.2.8自动化监测站可划分为自动化监测采集站和自动化监测管理站。各类监测仪器和传感器的信息由自动化监测采集站负责采集，自动化管理站负责管理。4.2.9自动化监测采集站设置应符合下列规定：1自动化监测采集站不应设置在具有较强电磁干扰设备附近。2自动化监测采集站应有防火、防盗和防电磁干扰等防护设施。3自动化监测采集站站内房防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。4.2.10自动化监测采集站基本功能应符合下列规定：1具有自动巡测、选测、自检、自诊断功能。2具有断电保护功能。7具有存储数据功能，存储格式应具有多种格式，应具有人工巡检采集数据周期的存储容量。4.2.11自动化监测管理站基本功能应符合下列规定：3应配置监测管理软件和网络通信软件，应能对整个监测系统的采集进行设置和管理。4应设置在路基边坡稳定区域。4.2.12信息传输系统应符合下列规定：1数据传输之间采用开放的通信协议和标准数据传输方式，数据传输宜采用有线传输方式，有线传输难以实现时，可采用无线传输方式。2根据工程实际选用定时、随机、实时、直接等通信方式。73远程数据传输应采用具有校验功能的通信协议，能够及4传输系统设计除满足上述规定外，尚应符合国家现行标4.2.13信息管理系统应根据监测要求完成对传感器数据采集、4.2.15监测信息的管理应符合下列规定：2各类操作记录、事件、报警、日志、历史数据和文件，5应显示系统主要设备的运行状态和数据传输网络的通断6应实现网络管理、配置管理、网络监控、故障报告、性8应可在线或离线进行培训管理，实现系统运行管理、操9应对监测现场设备的运行状态和管理信息进行数据实时更新。4.2.16远程监测数据存储应符合下2数据存储应采用开放型的标准关系数据库，并具有足够的数据库容量和网络共享功能、良好的可扩充性和快速的检索功能。83存储的监测数据应便于维护、定期自动备份和数据库应用开发，备份的数据与主数据库存放在不同的服务器中。作；存储的数据需要时可方便提取，并可在通用的计算机中读取。4.3路基远程监测设计4.3.1各路段的监控等级应根据监测工作对实现监测目标的重要性确定，同一路段属于不同监控等级时应采取较高监测等级，其中一级监控路基应进行监测，二级监控路基宜进行监测。路基监控等级划分应符合现行国家标准《软土地基路基监控标准》GB/T51275的有关规定。4.3.2监测项目应根据监测目的和工程具体情况确定，监测项目选择应符合下列规定：1监测项目应符合现行国家标准《软土地基路基监控标准》GB/T51275的有关规定。3对表征路基稳定性的裂缝，应监测其位置、宽度、深度、长度及其发展情况。4.3.3各监测项目可选择的监测传感器应符合下列规定：2路基表面沉降可采用光纤光栅变形监测系统、InSAR雷达监测。4.3.4监测点的布置应符合下列规定：1地基水平位移监测点距离路基坡脚不宜大于1m。2监测点布置应减少监测与运营的相互干扰。远程自动监9处。15m深度以下分层沉降监测点间距不宜大于5m,加固区底2对于施工期监控表明路基稳定性差的路段，以及天然地基路基稳定安全系数小于1.0,采用排水固结法处理(含散体材料桩复合地基)的路段或采用部分换填方法处理的路段，且实际预压荷载未包括交通荷载的路段，其监测断面间距不宜大于50m。3天然地基预测工后沉降大于容许工后沉降结构物过渡段以外的路段监测断面不宜大于100m。4对于天然地基预测工后沉降大于3倍容许工后沉降的结5有条件时应利用施工期监测断面或在施工期监测断面附6营运期监测断面、测点布设应满足维护部门的要求及其2路基内部变形的精度不宜低于5mm。3地基深层沉降的精度不宜低于2mm。4边桩水平位移的中误差宜小于预警值的1/10,且不宜大5测斜仪的精度不宜低于5mm。4.3.7路基稳定性评估采用预警值法时应根据地质情况、路基4.4.1边坡工程的监测项目宜根据安全等级、地质环境、边坡可采用高精度北斗卫星定位系统结合实时动态定位技术(RTK)2应对坡顶建(构)筑物变形进行监测，测点的位置应布斗卫星定位系统结合实时动态定位技术(RTK)进行远程监测。3支护结构上设置有锚杆或锚索时，应对锚杆或锚索的受4应对支护结构整体的受力变形进行监测，可在支护结构地基合成孔径雷达干涉测量(GBInSAR)技术对整个边坡的变4.4.2边坡工程监测设计应符合下列规定：1边坡工程的变形监测，应根据边坡工程的实际情况、边2坡顶位移观测，应在每一典型边坡段的支护结构顶部设置不少于3个监测点的观测网，观测水平、竖直位移量和位移3监测工作可根据设计要求、边坡稳定性、周边环境和施4测点布置时应设置在能反映边坡变形特征的位置或监测5传感器与数据采集系统位置应予以规划，减少对施工的6监测点被破坏时，应及时维修恢复，并与之前监测数据7边坡变形监测的精度应符合现行国家标准《工程测量规8水平位移与垂直位移的报警值应符合现行国家标准《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497的规定，如表4.4.2所示。累计值D(mm)累计值S4.4.3边坡工程监测过程中，根据信息反馈及数据处理，若出1有软弱外倾结构面的岩土边坡支护结构坡顶有水平位移迹象；土质边坡支护结构坡顶的最大水平位移已大于20mm,其2土质边坡坡顶邻近建筑物的累计沉降、不均匀沉降或整体倾斜已大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定允许值的80%,或建筑物的整体倾斜度变化速度已连续3d大于0.00008/d;3支护结构中有重要构件出现应力剧增、压屈、断裂、松弛或破坏的迹象；4边坡底部或周围岩土体已出现可能导致边坡剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆。5.1.1系统安装过程所涉及的监测仪器应经检定或校准合格，5.1.2测点埋设计划应根据监控目的，结合现场条件、监测器5.1.3钻孔埋设测点时应核实地层情况，差别大时应调整监控5.1.4用于测点埋设的钻孔应避免塌孔，垂直度偏差不应大5.1.5测点埋设应符合仪器埋设技术要求。5.1.6测点埋设后监测次数不应少于2次，并应将稳定测值作5.1.7监测初期，监测仪器和备用仪器应对比测量。5.1.8监测前应确认测点，确定监测仪器完好。5.1.9监测时应减小或消除路基施工等干扰因素对监测的影响。5.2.1系统安装宜包括各类传感器与数据采集系统、信息传输1锚杆应力计的埋设流程为：钻孔—应力计与锚杆套筒连2光纤光栅测斜仪安装埋设的流程为：测斜孔钻孔—安装1)对于路基监测，在现场找到并确认铺设位置，将铺设位置整理平整，剔除铺设现场尖锐不平的碎石块或其他容易损坏机敏土工带的不规则尖锐物。如是细粒土，按预定的铺设位置直接铺设机敏土工带；如是碎为30cm的细粒土并压实。2)对于边坡监测，沿边坡顶面布设多个竖向钻孔，或沿其坡面布设多个横向钻孔，每个钻孔中埋设一根机敏土工带，且埋入的深度穿过边坡的预测滑裂面。机敏土工带与钻孔内壁之间的缝隙，对岩质边坡使用水泥浆填充密实，对土质边坡使用膨润土填充密实，使其4自动雨量传感器的安装应严格按照水文规范进行。雨量倾斜为宜，承水口在水平状态下至观测场地面的高度应为0.7m,在雨量计内计量组件上方的接线架上。接线后，调整调平螺母，使圆水泡居中，即表示计量组件处于水平状态，然后用螺钉锁紧。5.2.3各监测传感器埋设完毕后，通过电缆引线将传感器采集模块，实现远程传输。所有光缆应采用PVC套管进行保护。5.2.4监控中心内应配备服务器，并应有220V交流电源、UPS5.2.5远程监测系统应采用RS232、RS485/422A、CANbus、5.2.6通信网络可采用双绞线和光纤等有线通信介质，也可采5.2.7通信线路布设时应做线缆的防护接地。5.3.1远程监测系统在进入正常工作状态前应进行系统的调试。1室内单项和联机多项调试与测试应利用试验工作室内调2现场安装完毕后的调试与测试应进行检查，系统各部分5.3.2远程监测系统的性能宜符合下列规定：1监测中心发送指令到现场终端的传送时间不宜大于2s。2实时监测数据在现场监测平台或监测中心整幅调出的响应时间不宜大于2s。3监测中心处理应急数据信息并发出报警信息到相关单位4动态设置监测中心与设备终端之间通信巡检方式和时间的巡检周期不宜大于2h。5监测数据信息及设备运行状态信息记录，应自动进行统6远程监测系统应有统一的时钟管理，累计误差不应大7系统采样周期不宜大于3min。5.3.3远程监控系统调试应按设备、子系统以及整体系统的步1设备安装工作完成后应由安装单位进行调试工作。2应按照设计图纸、方案和过程施工资料进行调试。项目进行调试。记录。1软件安装工作完成后应由系统开发单位进行调试工作。2应对软件接口、数据采集、传输、存取、稳定性等方面进行调试。3调试过程中发现的问题及处理方法和结果应做相应的记录。由专人负责。文件。使用。的联合运行验收，并应符合下列要求：文件：2系统设计文件、施工技术标准、工程合同、设计变更通知、竣工图、隐蔽工程验收文件、施工监测布置图件等。系统功能进行日常检测，及时掌握系统的运行状况。监测及预警产生延误。完善。象应查找原因，必要时要进行人工复测。6.2.5对每种原始监测数据应通过检查指标变化幅度，检查指标变化规律、不同监测项目对比，与加载和环境变化关联等手段判断监测仪器的性能是否稳定、正常，检查监测数据的合理性、可靠性。接安全。2应对远程监控系统的访问权限进行分级管理，登录应进行身份认证和授权。3应建立网管系统，设置防火墙，对计算机病毒实施监控6.3.2远程监控系统的应用安全应符合下列规定：2监控中心应设置应急报警信息显示功能，并应能显示、本标准用词说明1为了便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程1)表示很严格，非这样做不可的用词：2)表示严格，在正常情况下均应该这样做的用词：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应该这样做的4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词：2本标准中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应按……执行(或采用)”或“应符合……的规定(或要求)”。非必须按指定的标准、规范执行的写法为“可参照……"。引用标准名录山东省工程建设标准路基边坡变形远程监测预警 26 4系统设计 28 5系统安装、调试及验收 1.0.1本条说明了编制本标准的目的。随着路基边坡变形远程监测的开发及应用发展，目前却没有关于路基边坡变形远程监测的施工设计、系统配置调试以及运行的统一标准，所以需要实现路基边坡变形远程监测技术的标准化，使该技术手段达到所预期的效果。1.0.3本标准适用于路基边坡工程的运营期，主要是对路基边坡使用过程中变形程度进行监测，当达到破坏预警值时，起到提前预警的作用，减少破坏的发生。2.0.4光纤光栅传感、高精度卫星导航定位静态处理技术和高动态卫星导航实时定位技术、干涉雷达InSAR等现代化监测传3.0.2确定路基边坡变形监测的对象和目的对监测系统的设计非常重要，监测对象主要分为路基、边坡两大部分，不同路段、不同监测对象的监测目的不完全相同。3.0.5监测系统设备因一些不可控因素及人为操作不当所引起的测量精度等问题往往不可避免，因此需对监测误差进行检验分析，保证监测精度的要求，以确保监测结果的可靠度。4.2.1远程监测系统根据现阶段的产品，可由信息采集系统、防雷接地装置等；信息传输系统可包括有线或无线的收发装置、传输线缆等；信息管理系统可包括监测数据分析、处理、显示、4.2.8、4.2.9远程监测系统可包括一个或多个自动化监测站。式多为自动化监测管理站，包含站房及站房内的监测数据采集/4.2.12远程监测系统的信息传输主要包括有线通信、无线通4.3.1本条说明各路段监控等级划分标准的规定。1综合考虑下列因素，将天然地基预测工后沉降大于3倍1)多条高速公路监控实践表明，对于路基稳定性较好、施工监控基本不控制路基填筑速率的排水固结路段，路基填筑期间完成的沉降通常小于总沉降的60%。2)结构物过渡段行车舒适性和安全性对工后沉降敏感。3)由于以下原因，沉降计算可靠度不高：①地质勘察难以全面准确给出各路段的地层情况，也难以准确给出反映真实状态的计算指标；②沉降计算方法尚有许多4)由于以下原因，工后沉降预测精度不高，实际工后沉降往往偏大：①目前的工后沉降预测方法存在一定缺陷；②推算工后沉降通常未考虑次固结沉降；③实际预压荷载往往不足，未按照运营期长期荷载推算最终沉降和剩余沉降；④通常未考虑交通荷载、工后沉降5)结构物过渡路段工后沉降对行车舒适性、安全性和行车效率影响较大，因此预测工后沉降小于容许工后沉4.3.2确定路基监控对象和监控目的对路基变形监控非常重要。(构)筑物时，监控对象还应包括受路基影响的建(构)筑物等。2不同工程、不同路段的路基变形的监控目的不同。路基1)评估路基稳定性，以保证路基的长期稳定性。2)监测工后沉降和差异沉降转角，以合理确定预压荷载时间，指导路面及时加铺，确保行车安全性和舒适3)评估路基对周围建(构)筑物的影响，以免路基施工对附近既有建(构)筑物产生不可接受的影响。4)评价地基处理效果、验证设计与施工方案、优化设计5)监测沉降土方等。其中第1)、2)条为路基监控的常见目的。4.3.3光栅光纤变形监测系统主要需要用到布拉格光栅光纤，被阻止。布拉格光栅传感器信号是每个光栅反射产生的窄光谱。土工带的主要性能参数包括灵敏度GF(相对电阻变化与应变变化的比值)、应变感应范围(量程)、检测下限、循环稳定性等。在整个应变感应范围内(>10%)的灵敏度高于100(GF>128),并具有极低的检测下限和高循环稳定性等优势，能够精宽×高),如图1所示。试验箱无顶板，其四周墙板均由厚度10mm的钢模板制作而成。为方便填土夯实作业，正面墙板设计为拼装式钢模板。该拼装式钢模板由两个钢板(3.5m×1.5m)接的方式连接固定，并在外侧设置有支护结整体式钢模板钢模板实后的每层土厚度控制在0.5m,然后将智能土工带平铺。智能土工带沿中轴线从上至下均匀铺设5层，每层间隔0.5m。每个的数据采集仪自动采