本技术属于高填路堤监测，尤其涉及一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统。
背景技术：
1、根据建设长寿命道路基础设施要求，高填路堤边坡的修筑技术和修筑质量已逐步提升，但是高填路堤边坡所处山区地形、地质条件复杂多变，填料组成复杂、填料粒径变化大、较难压实，在暴雨等工况下易引发高填路堤边坡失稳破坏，在服役期间易出现较大的工后沉降和不均匀沉降，将直接影响驾乘人员生命安全和行车舒适性，存在较大的安全隐患。高填路堤边坡作为区域交通基础设施的重要组成部分，高填路堤边坡的安全性不仅直接影响交通基础设施的稳定安全运营，也重要的灾害风险点。现有技术未对高填路堤边坡结构的使用与服役安全进行全面的实时监控预警，因此，因此亟待需要安全监测预警系统或措施来解决上述监测边坡的安全服役状态及稳定运营的有效监测手段，及时监控高填路堤边坡失稳破坏、不均匀沉降变化情况，及时发现高填路堤边坡失稳破坏、不均匀沉降等病害并及时预警，未能及时掌控高填路堤边坡的变形动态和安全性，并对存在失稳破坏和不均匀沉降风险进行预警。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，本实用新型能够感知边坡服役安全状况、土体剪切破坏位置及演化趋势，及时准确地掌控高填路堤边坡异常情况，对威胁高填路堤边坡服役安全的状况以及失稳破坏和不均匀沉降风险等异常情况进行提前预警等，有效提升高填路堤边坡的服役品质及使用寿命。本实用新型采用的技术方案如下：
2、根据本实用新型的一个方面，提供了一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，所述智能监测预警系统包括多个服役安全监测单元、监测数据采集传输单元、服役安全监测数据平台，多个所述多个服役安全监测单元分别间隔布设于高填路堤边坡的不同位置，每个服役安全监测单元分别通过监测数据采集传输单元与所述服役安全监测数据平台通信连接；所述服役安全监测单元包括分别间隔布设于高填路堤边坡不同典型位置的地表水平位移监测单元、地表垂直变形监测单元、地表裂缝监测单元、地下土体分层水平位移监测单元、路堤顶沉降监测单元、高填路堤水文地质条件监测单元；所述地表水平位移监测单元、地表垂直变形监测单元、地表裂缝监测单元、地下土体分层水平位移监测单元、路堤顶沉降监测单元和高填路堤水文地质条件监测单元分别通过监测数据采集传输单元与所述服役安全监测数据平台通信连接。
3、上述方案优选的，所述地表水平位移监测单元采用北斗监测位移监测单元或全站仪于边坡变形敏感的位置布设监测点，用于监测高填路堤边坡施工及运营过程中的水平位移变化情况；所述地表垂直变形监测单元采用北斗监测位移监测单元和第一静力水准仪于边坡变形敏感的位置布设监测点，用于监测高填路堤边坡施工及运营过程中的竖向位移变化情况；所述地表裂缝监测单元采用裂缝计监测高填路堤边坡施工及运营过程中的裂缝发展情况；所述地下土体分层水平位移监测单元采用测斜仪监测高填路堤边坡各深度处水平位移变化情况；所述路堤顶沉降监测单元采用北斗监测位移监测单元和第二静力水准仪监测高填路堤边坡施工及运营过程中路堤边坡各层的垂直位移变化情况；所述高填路堤水文地质条件监测单元采用雨量计和土壤湿度计监测高填路堤边坡施工及运营过程中的水文地质条件变化情况。
4、上述方案进一步优选的，所述全站仪布设于高填路堤边坡仰坡脚位置处和边坡不同高度平台上，所述第一静力水准仪沿边平行于路面走线方向上进行间隔布设；在所述全站仪所监测的区域分别沿高填路堤边坡设置基准点、工作基点和变形监测点，在变形监测点设置带有小棱镜或者反光贴的螺纹钢筋，在基准点设置北斗监测位移监测单元，在工作基点设置全站仪；
5、在第一静力水准仪和第二静力水准仪所监测的区域分别沿高填路堤边坡设置对应的参考点和监测点，所述参考点通过塑料软管依次串接各个对应的监测点，在参考点设置北斗监测位移监测单元，在对应的监测点分别通过设置混凝土柱安装所述第一静力水准仪和第二静力水准仪，在对应的塑料软管内分别设置所述第一静力水准仪和第二静力水准仪。
6、上述方案进一步优选的，相邻变形监测点之间的间距以及相邻监测点之间的间距以及设定为10m～30m，混凝土柱上端外露在高填路堤边坡的高度为10cm～20cm；混凝土柱上端伸入高填路堤边坡的深度为50cm～100cm。
7、上述方案进一步优选的，所述北斗监测位移监测单元包括北斗监测站和北斗基准站，沿最大坡高横断面且在每级边坡平台上布设3～4个所述北斗基准站，形成gnss表面测点，沿高填路堤边坡仰坡脚位置处布设至少1个北斗监测站，形成gnss测点作为位置坐标参考点。
8、上述方案进一步优选的，所述测斜仪通过沉降组件沉降设置于高填路堤边坡内，在高填路堤边坡的各平台上设置有多个用于放置沉降组件的测斜监测孔，该监测孔的深度小于20m。
9、上述方案进一步优选的，所述沉降组件包括沉降于监测孔内的多节相互串接的测斜管，其中，相邻的测斜管之间通过套接管串接，在每节测斜管的下端内部密封设置所述测斜仪，在套接管的内侧壁设置有多对对称且沿轴线方向的滑动导槽，在套接管的外壁上对称设有沿轴线方向延伸且穿透部分滑动导槽的滑道口，在对称的滑道口之间贯穿设置用于连接测斜管的滑行螺杆。
10、综上所述，本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：
11、(1)本实用新型将地表水平位移监测单元、地表垂直变形监测单元、地表裂缝监测单元、地下土体分层水平位移监测单元、路堤顶沉降监测单元、高填路堤水文地质条件监测单元等多元传感器设置于高填路堤边坡选取典型位置处，通过数据采集控制箱与通信传输模块将监测数据传输至服役安全监测数据平台，并对其进行存储、分析、展示、管理，对高填路堤边坡失稳破坏、不均匀沉降等病害动态变化情况等实现全自动化在线监测，实时感知高填路堤边坡失结构状态。与传统的监测技术相比，节省了大量的人力物力，保证了数据传输的时效性，大大提高了数据的真实性及可靠性。
12、(2)本实用新型通过智能化的监测手段对影响高填路堤边坡安全和稳定的地表水平位移与垂直变形、地下土体分层水平位移与沉降等的动态变化进行重点监测，从而掌握高填路堤边坡地表水平位移、地下土体分层水平位移量等数据变化，动态智能感知边坡服役安全状况、土体剪切破坏位置及演化趋势，及时准确地掌控高填路堤边坡异常情况，对威胁高填路堤边坡服役安全的状况进行及时预警。
13、(3)本实用新型能提升高填路堤边坡的服役品质及使用寿命，实时掌握高填路堤边坡服役状态，预测和评价其服役安全性能，为高填路堤边坡科学管理、养护决策、维修加固提供数据支撑，并为边坡在突发事件发生后的服役安全评估提供强有力的支撑。本实用新型市场需求大、推广应用前景广阔，潜在的社会、经济效益显著。
1.一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：所述智能监测预警系统包括多个服役安全监测单元(1)、监测数据采集传输单元(2)、服役安全监测数据平台(3)，多个所述多个服役安全监测单元(1)分别间隔布设于高填路堤边坡的不同位置，每个服役安全监测单元(1)分别通过监测数据采集传输单元(2)与所述服役安全监测数据平台(3)通信连接；所述服役安全监测单元(1)包括分别间隔布设于高填路堤边坡不同典型位置的地表水平位移监测单元(5)、地表垂直变形监测单元(6)、地表裂缝监测单元(7)、地下土体分层水平位移监测单元(8)、路堤顶沉降监测单元(9)、高填路堤水文地质条件监测单元(10)；
2.根据权利要求1所述的一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：所述全站仪(13)布设于高填路堤边坡仰坡脚位置处和边坡不同高度平台上，所述第一静力水准仪(14)沿边平行于路面走线方向上进行间隔布设；在所述全站仪(13)所监测的区域分别沿高填路堤边坡设置基准点、工作基点和变形监测点，在变形监测点设置带有小棱镜或者反光贴的螺纹钢筋，在基准点设置北斗监测位移监测单元，在工作基点设置全站仪(13)；
3.根据权利要求2所述的一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：相邻变形监测点之间的间距以及相邻监测点之间的间距以及设定为10m～30m，混凝土柱上端外露在高填路堤边坡的高度为10cm～20cm；混凝土柱上端伸入高填路堤边坡的深度为50cm～100cm。
4.根据权利要求2所述的一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：所述北斗监测位移监测单元包括北斗监测站(11)和北斗基准站(12)，沿最大坡高横断面且在每级边坡平台上布设3～4个所述北斗基准站(12)，形成gnss表面测点，沿高填路堤边坡仰坡脚位置处布设至少1个北斗监测站(11)，形成gnss测点作为位置坐标参考点。
5.根据权利要求1所述的一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：所述测斜仪(16)通过沉降组件沉降设置于高填路堤边坡内，在高填路堤边坡的各平台上设置有多个用于放置沉降组件的测斜监测孔(18)，该监测孔的深度小于20m。
6.根据权利要求5所述的一种高填路堤边坡服役安全智能监测预警系统，其特征在于：所述沉降组件包括沉降于监测孔内的多节相互串接的测斜管(19)，其中，相邻的测斜管(19)之间通过套接管(190)串接，在每节测斜管(19)的下端内部密封设置所述测斜仪(16)，在套接管(190)的内侧壁设置有多对对称且沿轴线方向的滑动导槽(191)，在套接管(190)的外壁上对称设有沿轴线方向延伸且穿透部分滑动导槽(191)的滑道口(192)，在对称的滑道口(192)之间贯穿设置用于连接测斜管(19)的滑行螺杆(193)。