魏會龍

摘 要： 一直以來，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作都是非常重要的一項(xiàng)工作，不僅要保證工程的安全性，還要保證設(shè)備和施工人員的安全。在地質(zhì)災(zāi)害治理的眾多技術(shù)中，自動控制技術(shù)是使用頻率較高的技術(shù)之一，通過自動化控制技術(shù)的有效應(yīng)用可對地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害情況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測與自動化管理，有助于實(shí)現(xiàn)施工安全目標(biāo)。本文以實(shí)際工程為例，制定了地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測方案，并對自動控制技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 地質(zhì)災(zāi)害治理； 自動控制技術(shù)； 監(jiān)控調(diào)試； 合理應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害治理工程由于其特殊性，使得此類工程具有以下特征：（1）施工流程復(fù)雜多樣化；（2）設(shè)計(jì)易變性強(qiáng)；（3）施工難度大等，加大了施工人員的工作強(qiáng)度與難度。根據(jù)危險(xiǎn)源的類型，可將地質(zhì)災(zāi)害治理工程分類如下：（1）危巖體，危巖體包括一些采空區(qū)頂板以及一些崩塌地段；（2）滑坡工程；（3）地裂縫工程。這些危險(xiǎn)源具有不可控性而且不會根據(jù)人的意愿改變，隨意性較大，給施工帶來了一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此做好施工中危險(xiǎn)源的監(jiān)測工作則顯得尤為重要。當(dāng)前，如何有效監(jiān)測危險(xiǎn)源，提高施工的安全性是施工單位所面臨的難題，也是地質(zhì)災(zāi)害治理人員探究的焦點(diǎn)問題。

1. 案例介紹

某山危巖體主要分為兩種類型：（1）處于平衡狀態(tài)的危巖體，這類危巖體在無外界力量作用時(shí)處于穩(wěn)定狀況，一旦受到外界環(huán)境作用比如地震、雷擊或者人為影響時(shí)，會產(chǎn)生崩塌危險(xiǎn)，給正常的施工造成重重阻礙。（2）潛在危巖體，在工程中坡面上很多部位都存在有危巖坡體，當(dāng)前處于穩(wěn)定狀況，但隨著時(shí)間的推移，受到流水、風(fēng)等外界環(huán)境的作用，會使得部分巖體發(fā)生侵蝕現(xiàn)象，危巖體極容易發(fā)生塌方現(xiàn)象。本文所研究的危巖體是由輝長巖質(zhì)塊體組成的，受到差異風(fēng)化與球狀風(fēng)化的共同作用使得兩個(gè)輝長巖塊體相互依靠形成了一個(gè)小型的天成橋，輝長巖塊體處于極限穩(wěn)定狀態(tài)，但穩(wěn)定性極低，極易崩塌，不僅給施工帶來了、不便，也會給山下居民的人身安全造成威脅。針對此種現(xiàn)象，經(jīng)過綜合協(xié)商后可采取在修建鋼筋混凝土擋墻的方式對危巖體進(jìn)行保護(hù)，以起到加固的目的。由于施工中震動現(xiàn)象較為明顯，對危巖體的穩(wěn)定性造成一定的影響，因此對塊石穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，對安全施工來說起著舉足輕重的作用。

2. 監(jiān)測方案

2.1 設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則：盡可能排除人為干擾因素，實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警的最終目的；避免自然因素比如降雨、風(fēng)等對施工造成的不良影響；科學(xué)合理的設(shè)置安全閥值，在確保合理預(yù)警的基礎(chǔ)上，提高施工的安全等級。（2）方案設(shè)計(jì)：監(jiān)測系統(tǒng)由三大部分組成：一是設(shè)備系統(tǒng)，設(shè)備系統(tǒng)中有定位桿、位移信號傳感器以及支架；二是控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)是由遙控器與信號處理器組成的；三是報(bào)警系統(tǒng)，由高分貝喇叭與擴(kuò)大系統(tǒng)組成。本系統(tǒng)的監(jiān)測對象為位移形變值，安全閥值的取值為±2mm，當(dāng)安全閥值高于臨界值時(shí)，系統(tǒng)會自動發(fā)出報(bào)警信號，并將信號借助系統(tǒng)傳輸至管理辦公室，管理人員可按照實(shí)際情況選取行之有效的方式積極應(yīng)對，將損失降至最低[1]。報(bào)警原理：通過對監(jiān)測對象的位移變化情況進(jìn)行監(jiān)測，將這種變化以電流信號的方式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，經(jīng)過處理器處理后，傳輸至總監(jiān)測站。如若位移形變超過安全閥值可允許范圍時(shí)，控制子系統(tǒng)會發(fā)生報(bào)警信號，警告工作人員盡快撤離。

2.2 安裝

（1）將傳感器三角支架放置在恰當(dāng)?shù)奈恢茫氐浊謇韨鞲衅魅侵Ъ芪恢玫幕覊m雜物，完成后調(diào)整傳感器的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)。設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示：（2）施工人員需將云石膠與固化劑進(jìn)行有效混合，將其攪拌均勻呈現(xiàn)出較稀狀態(tài)時(shí)涂抹在打磨位置，不斷打壓，使混合物與打磨位置充分接觸。待混合物處于半固化時(shí)可將其置于三角支架上，等到完全凝固后，手可離開支架，進(jìn)行多次涂膠，使三腳支架根部形成金字塔形狀。（3）將信號線穿入事先打好孔的定距桿內(nèi)，并在定距桿表面套上保溫海綿套，使用膠帶進(jìn)行固定。為了降低溫差，可選擇反光膠帶，并在膠帶表面貼上警告標(biāo)貼，提高工作人員的安全防范意識。（4）所有的膠完全固化后，將傳感器固定在三腳支架上，并將不同顏色的信號線進(jìn)行有效連接。（5）借助螺栓將定距桿與傳感器位移桿進(jìn)行有效固定。（6）將處理器與報(bào)警喇叭安裝到恰當(dāng)?shù)奈恢茫B接電纜并做好局部防水工作，將紅色熱縮管套在支架與處理器之間的信號電纜上，進(jìn)行加固，提高其穩(wěn)定性。（7）將處理器的信號線與電源線進(jìn)行相連接。（8）施工人員打開系統(tǒng)電源，根據(jù)情況對位移桿進(jìn)行有效調(diào)整。對每一根電線進(jìn)行檢測，看其是否能正常工作，待確認(rèn)無誤后，連接信號線，做好防觸電工作[2]。（9）施工前，進(jìn)行試驗(yàn)報(bào)警，確保線路通暢3. 自動控制技術(shù)使用

3.1 調(diào)試

（1）調(diào)試人員可使用遙控器多次打開與關(guān)閉系統(tǒng)電源，觀察電源各項(xiàng)參數(shù)以及指示燈等是否能夠正常工作，對存在故障的部位應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修。（2）使用遙控器檢測報(bào)警功能能否正常工作，待系統(tǒng)各部分都能正常運(yùn)作后，對監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，設(shè)置起始工作位置，并啟動系統(tǒng)運(yùn)行[3]。監(jiān)控系統(tǒng)使用如圖3所示：

3.2 使用注意事項(xiàng)

（1）在監(jiān)控時(shí)間內(nèi)確保持續(xù)通電，中間不得隨意斷電。（2）設(shè)備不運(yùn)行時(shí)，可將電源關(guān)閉。（3）嚴(yán)禁人為撞擊傳感器或者處理器，以免影響其監(jiān)測的精確性。（4）定距桿一旦確定后，不得隨意移動或者調(diào)整。（5）如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點(diǎn)之間的位移變化與設(shè)定值不相吻合或者存在較大出入時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整位移設(shè)定值。（6）采取保溫海綿與反光膠帶對定距桿進(jìn)行保溫處理，使溫度處于可控范圍內(nèi)[4]。與此同時(shí)，施工人員還應(yīng)對傳感器與監(jiān)測體連接的牢固性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，以免影響施工的順利實(shí)施。

4. 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

本工程巖體治理工程在2016年6月中旬開始實(shí)施，在8月中旬完工，工期歷時(shí)兩個(gè)月。工程在炎熱、多雨的夏季進(jìn)行施工，因此對監(jiān)測系統(tǒng)采取了相關(guān)保溫、防水措施，確保安全監(jiān)測工作的順利開展。在施工中，建筑單位還結(jié)合實(shí)際情況制定出了切實(shí)可行的巡視管理制度，強(qiáng)化了監(jiān)測設(shè)備的管理力度，使工程順利實(shí)施。此次施工存在下列特征：（1）在地質(zhì)災(zāi)害治理施工中，通過自動控制技術(shù)可有效避免施工中不安全現(xiàn)象的發(fā)生，提高施工的成效性[5]。（2）自動控制技術(shù)的有效應(yīng)用可在一定程度上降低地質(zhì)災(zāi)害事故現(xiàn)象的發(fā)生，通過安全監(jiān)測閥值得控制，有助于施工單位制定切實(shí)可行的安全應(yīng)急預(yù)案，為施工的順利實(shí)施提供可靠的保障。（3）借助自動控制技術(shù)可降低誤差，能夠?qū)ξｋU(xiǎn)進(jìn)行提前預(yù)警，有助于施工人員在第一時(shí)間逃離現(xiàn)場，提高施工的安全等級。（4）由于此次施工工期較短而且工程量大，需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，還發(fā)現(xiàn)施工人員并未安裝位移變形值記錄系統(tǒng)，而且未將位移變形的相關(guān)影響因素考慮其中，這些現(xiàn)象造成后期不能準(zhǔn)確監(jiān)測出位移變形情況，很難得出有效的數(shù)據(jù)信息。

5. 結(jié)論與建議

綜上所述，將自動控制技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害治理工作中可以取得良好的控制效果，保證巖體安全性。通過在崩塌、采空區(qū)、滑坡區(qū)一級高危邊坡區(qū)應(yīng)用自動控制技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害治理過程進(jìn)行監(jiān)測，對各種有可能對地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行了監(jiān)測，積累和總結(jié)施工數(shù)據(jù)，找出危險(xiǎn)源位移變形和影響因素之間的關(guān)系，進(jìn)而更好地對施工進(jìn)行指導(dǎo)。

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