高陡边坡工程由于岩石特性的不均匀性，地质构造的复杂性，力学作用和机理复杂影响，因素具有很强的不确定性和复杂性，边坡的变形失稳机理复杂。在此基础上的边坡初步设计和治理措施往往存在不能完全把握边坡的工作性态和安全状况，另外边坡工程施工是一个的动态过程，加之边界条件不同程度的非均质和各向异性，对于这种非确定的、动态变化的边坡变形失稳的判断和预报需要依赖于有效的边坡变形监控、监测数据的及时分析、处理，从而做到动态设计、信息化施工及时有效的防治。

一、设计思路

监测系统需充分考虑工程的实际特点，合理设置监测相关项目，科学布置监测断面和点位，既要保证监测点的代表性，又要体现其特殊性，确保系统能有效、准确地反映边坡的位移、沉降和变形情况，监测边坡结构物、防护结构的安全性及防护效果，监测边坡的渗流及地下水变化。

要求监测系统能够实时的反应出异常迹象，对出现异常现象的点位及时预警进行并实时、有效的反馈预警信息。

监测系统要具备实时性强、可靠性高、操作简易等特点。

二、监测方法

中海达边坡监测内容及方法

        广州中海达定位技术有限公司致力于边坡安全监测系统的设计与施工，主要采用中海达自主研发的VNET系列GNSS高精度卫星接收设备，外加自主研制的高精度传感器：

边坡动态情况在监控软件上实时动态直观显示

三、应用案例

项目简介

        神新能源公司黑山煤矿位于东经87°33′，北纬43°14′。隶属吐鲁番地区托克逊县，矿区海拔在2680—2420米，地势西高东底，东部7公里有省道103经过，矿区有碎石公路与之相连，交通便利。矿区西部与新疆金盛公司黑山露天煤矿相邻，东部与圣雄黑山露天煤矿相邻，南北均为山地。矿区距乌鲁木齐市90公里。距托克逊100公里。

        黑山煤矿边坡变形监测项目采用中海达高精度GNSS接收机、高精度实时解算软件与相应的预警分析系统相结合的综合性变形监测分析预警系统。

        黑山煤矿地区的主要地质灾害是滑坡，目前滑坡段已经形成 ，面积大约600*550米，滑动方向为由北向南，滑坡前缘推进距离约30m，后缘最大沉降约13m，采场底部有地下水涌出。为了清理滑坡体，保证人员与车辆安全，做到实时监控。

        为了预防类滑坡险情再次发生，黑山矿区滑坡变形监测项目针对已构成的滑坡体、未滑坡但又具有滑坡倾向的非工作帮，采用GPS智能监测系统对边坡位移实施动态监测，实现实时显示，监测系统可对数据进行自动分析，给出动态监测曲线，及时为生产管理者提供准确地预警信息,做好滑坡险情预防工作。

        目前黑山煤矿已发生特大滑坡，滑坡方量为7000万方，滑坡面积570*370米，滑坡落差110米，三分之一的区域人工不能进入，现要求结合国内外最先进的技术做出最全面科学的方案。

        针对此特大滑坡，业主从山腰上开始清理，有很多大型车辆和人工进行清理，山脚下煤层质量很高，业主继续采煤活动。为保障山腰和山底的车辆和人员的安全，现急需对滑坡体进行在线安全监测，目前对滑坡体进行人工观测，每天出一个报告，数据显示滑坡体整体向下滑动，平均每天水平滑动2cm，高程3cm。为了避免滑坡体再一次产生特大滑坡，造成人员和财产损失，对滑坡体进行实时在线监测已经刻不容缓。
 

黑山煤矿

边坡自动化监测系统优势

各观测站之间无须相互通视，且不要求网形有良好的几何结构，点位选择更加灵活；

观测误差不会被积累，各监测点观测精度分布均匀；

操作简便，勿需进行手工重复劳动，可以节省大量人力物力；

定位精度高，平面精度优于±2.5mm、垂直精度优于±5.0mm；即使在极长基线（大于3km）条件下其相对定位精度仍可达1～2×10-6；

响应快速，可实现长基线（3km左右）快速定位，其初始定位观测时间仅需数分钟；

可全天候作业，在大风、大雨、大雾、低温等极度恶劣气候条件下也能真正实现连续实时观测；

可直接提供三维坐标及其绝对或相对变化量，没有量程限制，这是传感器类、声纳类、光波类、影像类、频普类监测手段不可比拟的。
 

现场监测设备

项目基本要求

黑山煤矿滑坡变形监测系统建成后，要达到以下一些基本要求：

GPS站点无需专员值守，自动运行，年运行可靠率达95%以上；

卫星定位系统接收机主机或其外部存储器的容量应能保证至少存储30天的1秒采样数据；

太阳能供电，蓄电池辅助充电供电，GPS站点利用太阳能供电，在太阳能无法供电的情况下(无光照情况下)，蓄电池可以供给7天左右电源，当太阳能恢复之后，将继续给GPS站点供电，同时蓄电池能够利用太阳能自动充电；

GPS站点利用GPRS无线通信技术，能够实时地将卫星数据信息发送至数据处理中心，若因GPRS无线网络拥堵而发生暂时性的掉线，能够在网络恢复的情况下自动重新连接；

在数据处理中心建成后，连通网络设备，应该能够实时接收各GPS接收机的卫星信息；

在数据处理中心建成后，部署好相关的全套变形监测软件；

数据处理中心能够实时解算出各GPS监测站点的变形信息，并以三维坐标形式保存于解算中心数据库中，解算的频率可按用户需要进行设置；

数据处理中心申请动态域名，GPS站点通过域名与数据处理中心进行交互，不受数据处理中心的转移或者拨号上网动态IP限制。

四、系统优势

中海达是以GNSS精密定位技术为核心，结合智能传感器从事专业的精密监测控制,并率先研制成功基于GPS+北斗的高精度监测设备的北斗行业应用专家；

中海达相关边坡等监测预警平台软件全部自主研发，拥有自主知识产权；

公司独创的单历元解算方法在国际国内技术交流大会中，被认为是世界领先，填补国内空白的软件，完全支持北斗联合解算，开创了北斗的新应用。；

通过中海达高精度GNSS设备作为采集仪，把水位传感器，内部倾斜传感器等相关设备接入到GNSS中，将GNSS接收机作为数据采集单元，开创了业界先河；

中海达独有的“监测辅助云平台”，为每一个监测系统提供多一份的数据安全保证，成为有别于其它集成商的技术特色；

GNSS Monitor高精度解算软件克服传统解算的弱势，实现15分钟初始化后，单历元1秒输出一个监测结果，精度高达平面2.5毫米，高程5.0毫米，是直正的在线监测解决手段；

公司Vnet系列接收机是中海达公司专门为监测应用量身定制的高精度GNSS系统产品，并已成为北斗高精度应用推广的典范；

中海达公司是专业从事系统工程的研发、生产、解决方案、施工的高科技产业集团。在全国建有7大技术服务中心、31个省会城市直属分支机构、2个地市直属分支机构和121家代理销售服务商，是国内最具实力的GNSS领军企业之一。