滑坡位移监测装置及预警系统的制作方法

本实用新型涉及一种滑坡位移监测装置及预警系统，具体属于一种基于拉绳位移传感器的滑坡后缘位移监测装置及预警系统，适用于监测预警技术领域。

背景技术：

滑坡是最为常见和重要的地质灾害之一，对人类的生命财产安全构成严重的危害。滑坡的位移监测及基于位移的预警预报，是滑坡地质灾害防治和研究的重要手段。由于滑坡的结构类型、成因机制和演化过程各不相同，因此滑坡位移的监测方法多种多样，目前主要的方法有：基于GPS监测墩的滑坡位移监测方法、基于分布式光纤的滑坡位移监测方法和基于光电信号的滑坡位移监测方法等。

然而上述滑坡位移监测方法在实际运用过程中均存在一定的缺点和不足：

1、基于GPS监测墩的滑坡位移监测方法：该方法自动化程度低，人工劳动强度大，不能实现实时监测，且在雨、雾等恶劣天气条件下难以开展监测；

2、基于分布式光纤的滑坡位移监测方法：分布式光纤的造价较高，监测位移的量程较小，埋设分布式光纤及后期运用过程中，分布式光纤较容易拉断，该方法的可操作性较差；

3、基于光电信号的滑坡位移监测方法：该方法设备的造价较高，在滑坡现场自动监测过程中，易被盗、被破坏，且同样受到雨、雾等恶劣天气条件的限制。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种滑坡位移监测装置及预警系统，以实现滑坡后缘位移的实时监测及预警，从而保障滑坡影响范围内人民的生命财产安全。

本实用新型所采用的技术方案是：一种滑坡位移监测装置，其特征在于：具有分别锚固于滑坡上的基准桩和监测桩；

其中基准桩上装有用于实时监测基准桩与监测桩相对位移的位移监测模块、通过位移监测模块获取相对位移信息并向外发送的信息发送模块，以及为位移监测模块和信息发送模块供电的供电模块。

所述基准桩包括基准桩支架和基座平台，基座平台经旋转接头可转动安装于基准桩支架顶部，该基座平台上安装所述位移监测模块、信息发送模块和供电模块。

所述旋转接头上带有用于获取其旋转角度的角度刻度盘。

所述基准桩支架上装有水准尺。

所述供电模块包括太阳能板和与太阳能板电路连接的蓄电池，太阳能板经支撑杆安装于所述基座平台上，其中太阳能板与支撑杆可转动相连，支撑杆与基座平台可转动相连。

所述位移监测模块具有拉绳位移传感器，该拉绳位移传感器的拉绳经其端部的拉绳接头环配合锚固螺栓固定于所述监测桩顶部。

所述监测桩上装有水准尺。

所述基准桩锚固于滑坡后缘外侧稳定岩体内；所述监测桩锚固于滑坡后缘内侧滑坡体内。

一种滑坡位移预警系统，其特征在于：具有上述任意一项所述的滑坡位移监测装置和与滑坡位移监测装置中的信息发送模块通信的滑坡监测基站，滑坡监测基站内设有预警广播。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的结构简单、即设即用、自主供电，具有较好的可持续性和可操作性；本实用新型的适用性较强，不仅可用于各类滑坡的监测预警，也可以用于各类工程边坡、基坑边帮和危岩体等的监测预警；本实用新型采用拉绳位移传感器实现接触式物理监测，不受风、温度、可见度和其他天气因素的干扰，监测数据的精确度和可靠性较高；本实用新型通过信息发送系统实现了远程监控和现场预警的结合，滑坡的位移监测数据即可用于远程的监控和科研，又可用于滑坡现象的预警和预报。

附图说明

图1为实施例的基准桩与监测桩连接的布置示意图。

图2为实施例中基准桩的截面示意图。

图3为实施例中监测桩的截面示意图。

图4为实施例中基准桩的立体图。

图5为实施例中监测桩的桩头局部放大图。

具体实施方式

本实施例为一种滑坡位移预警系统，具有滑坡位移监测装置和与滑坡位移监测装置中的信息发送模块通信的滑坡监测基站，滑坡监测基站内设有预警广播。

如图1～图4所示，滑坡位移监测装置具有锚固于滑坡后缘19外侧稳定岩体内的基准桩和锚固于滑坡后缘19内侧滑坡体内的监测桩。

监测桩具有监测桩支架18，监测桩支架18上装有用于调整和确保该监测桩支架竖直的水准尺8。

基准桩包括基准桩支架7和基座平台5，基准桩支架7上装有用于调整和确保该基准桩支架竖直的水准尺8；基座平台5经旋转接头6可转动安装于基准桩支架7顶部，旋转接头6上带有用于获取其旋转角度的角度刻度盘。

基座平台5上安装有位移监测模块、信息发送模块和供电模块，位移监测模块用于实时监测基准桩与监测桩相对位移，信息发送模块通过位移监测模块获取相对位移信息并向外发送(发送至滑坡监测基站)，供电模块用于为位移监测模块和信息发送模块供电。

供电模块包括太阳能板1和与太阳能板电路连接的蓄电池9，太阳能板1经支撑杆3安装于基座平台5上，其中太阳能板1经太阳能板旋转接头2与支撑杆3顶端可转动的相连，支撑杆1底端经支撑杆旋转接头4与基座平台5可转动的相连。

位移监测模块具有拉绳位移传感器14和数据处理单片机13，拉绳位移传感器的拉绳15经其端部的拉绳接头环17配合锚固螺栓16固定于监测桩支架18顶部(如图5)；拉绳位移传感器14将获取的监测桩与基准桩的相对位移信息以数字信号形式输出；

数据处理单片机13根据下式：

将获取的位移信息值分解为水平位移值和竖直位移值。

式中，dh为滑坡后缘的水平位移值(mm)；dv为滑坡后缘的竖直位移值(mm)；s为拉绳位移传感器获得的位移信息值(mm)；α为基准桩锚固点与监测桩锚固点之间滑坡地表的平均倾角，由旋转接头6的角度刻度盘上获取。

信息发送模块包括信号发射器12和信号发射天线10，信号发射天线10经信号发射天线旋转接头11可转动连接于基座平台5中部，并配合信号发射器12定期的将位移信息发送至滑坡监测基站；信号发射器12还可以预设临界值，当获取的位移信息值超过预设临界值时，立即发送预警信息并启动滑坡监测基站的预警广播，从而通知滑坡影响区内的居民及时撤离。

本实施例的安装及使用方法如下：

1、监测点选定：根据前期的地质调查，确定滑坡后缘19边界，选定具有代表性的监测点；

2、基准桩和监测桩锚固：将基准桩和监测桩分别锚固于滑坡后缘19外侧稳定岩体内和滑坡后缘19内侧滑坡体内，通过水准尺8调节基准桩和监测桩，并保证基准桩和监测桩竖直，然后采用水泥砂浆固定基准桩和监测桩；确保基准桩与监测桩的连线与滑坡主滑方向一致；

3、设备调整：调整基准桩上的基座平台5，使基座平台5的倾角与滑坡地表的平均倾角一致；调整太阳能板1使阳光直射太阳能板；调整信号发射天线10，使之大致指向滑坡监测基站；然后将拉绳接头环17通过锚固螺栓16固定于监测桩支架18顶端；

4、倾角测量：通过旋转接头6上的角度刻度盘获取其旋转角度α，即为基准桩锚固点与监测桩锚固点之间滑坡地表的平均倾角；

5、初始化设置：初始化拉绳位移传感器14的监测数据，设定滑坡倾角值、位移预设临界值和信息发送时间间隔值。

完成上述安装及使用步骤后，本实用新型即进入到自动实时监测及预警工作状态。