陳子江，姜亞飛

1.貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴州 貴陽 550081

2.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550081

影響邊坡穩(wěn)定性因素比較復(fù)雜，無法準(zhǔn)確判斷出邊坡的實(shí)際狀態(tài)，為了幫助相關(guān)人員進(jìn)一步了解邊坡穩(wěn)定情況，做好相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作特別重要，在邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中，通過積極應(yīng)用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能夠幫助工作人員更好地了解邊坡發(fā)展趨勢(shì)，而且可以明顯提高邊坡監(jiān)測(cè)工作效率。為了確保測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到更好的運(yùn)用，文章重點(diǎn)分析邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體應(yīng)用要點(diǎn)，主要內(nèi)容如下。

1 測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

第一，系統(tǒng)的測(cè)程比較大。利用該系統(tǒng)可以幫助工作人員更好地判斷邊坡是否處于安全狀態(tài)，以及邊坡的穩(wěn)定性是否滿足規(guī)定要求[1]。該自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最大測(cè)程能夠達(dá)到3000m左右，同時(shí)精度能夠達(dá)到毫米級(jí)，各項(xiàng)儀器設(shè)備的靈活性與安全性均比較高，可有效躲避危險(xiǎn)點(diǎn)，適合應(yīng)用到遠(yuǎn)距離、非接觸邊坡監(jiān)測(cè)工作中。

第二，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度比較高。工作人員固定好測(cè)量機(jī)器人和棱鏡之后，測(cè)量機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)搜索與識(shí)別，而且可以準(zhǔn)確照準(zhǔn)棱鏡，在較短的時(shí)間內(nèi)，快速記錄下各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，明顯減少人為觀測(cè)誤差的出現(xiàn)，同時(shí)能夠自動(dòng)改正錯(cuò)誤的氣象數(shù)據(jù)，可以避免出現(xiàn)較多的氣象誤差。

第三，系統(tǒng)的自動(dòng)化水平比較高。測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化水平，能夠?qū)崿F(xiàn)24h連續(xù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，并且可以將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理，經(jīng)過有效的分析之后，快速輸入系統(tǒng)中，如果發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，或者邊坡某個(gè)部位出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)[2]。

大量的實(shí)踐證明，將測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用到邊坡自動(dòng)化、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中，能夠明顯降低監(jiān)測(cè)人員的工作強(qiáng)度，確保邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作效率得到有效提升。

2 案例概況

文章主要以某露天礦邊坡為例，該邊坡的高度為235m，邊坡下部剝離廢石已經(jīng)開挖到200m左右，邊坡的上部布置了4個(gè)臺(tái)階，結(jié)合此礦山開采特點(diǎn)能夠得知，該邊坡需要向下部延伸80m左右，此時(shí)邊坡的總高度會(huì)超出300m，達(dá)到315m，為了進(jìn)一步滿足礦山安全生產(chǎn)需求，相關(guān)部門需要加大邊坡監(jiān)測(cè)力度。

3 測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體運(yùn)用

3.1 建立科學(xué)的監(jiān)測(cè)體系

結(jié)合此邊坡的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)特點(diǎn)可知，監(jiān)測(cè)人員需要合理確定出具體的邊坡監(jiān)測(cè)范圍，并全方面了解此邊坡四周地形地貌，以及該地區(qū)的水文條件，并有效運(yùn)用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。在測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，主要由四部分組成，分別為測(cè)量機(jī)器人、棱鏡、監(jiān)測(cè)軟件、有關(guān)的通信設(shè)備。其中，測(cè)量機(jī)器人具備較高的精度，而且最大測(cè)程能夠達(dá)到3000m，通過運(yùn)用自動(dòng)化全站儀，能夠明顯提高邊坡穩(wěn)定性遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)精度[3]。棱鏡選擇徠卡GPR112棱鏡，監(jiān)測(cè)軟件采用徠卡GeoMos專業(yè)監(jiān)測(cè)軟件。

通過建立科學(xué)的測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能夠明顯提高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)效率，而且可以確保最終監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)人員要科學(xué)操作相關(guān)設(shè)備，對(duì)測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所呈現(xiàn)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，進(jìn)而確保邊坡自動(dòng)化、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作可以順利進(jìn)行。

3.2 合理布置監(jiān)測(cè)站與監(jiān)測(cè)點(diǎn)

結(jié)合此邊坡四周的地形地貌，包括設(shè)站所在區(qū)域的水文條件，合理布置監(jiān)測(cè)站和監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通常監(jiān)測(cè)站需要布置在距離邊坡較近的位置，同時(shí)監(jiān)測(cè)站和監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間還要具備良好的通視條件。在此邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中，監(jiān)測(cè)人員通過將監(jiān)測(cè)站布設(shè)在陡峭邊坡正對(duì)面位置，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)針對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)站內(nèi)部的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)校核[4]。監(jiān)測(cè)站和自由面的平直距離不宜超過246m，進(jìn)而可以更好地保障構(gòu)筑物安全。

確定好監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的具體位置后，監(jiān)測(cè)人員還要在監(jiān)測(cè)站周圍設(shè)置觀測(cè)墩，可以采取強(qiáng)制對(duì)中的方式確定出測(cè)量機(jī)器人的具體安裝位置。為了進(jìn)一步提升各項(xiàng)儀器設(shè)備的防護(hù)效果，為后期的觀測(cè)提供更多便利，工作人員還要建設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)房，安裝門鎖，也可以直接在監(jiān)測(cè)房四周安裝攝像頭，針對(duì)各項(xiàng)儀器設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)控，加大安全管控力度。

根據(jù)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置特點(diǎn)能夠得知，要求監(jiān)測(cè)人員結(jié)合邊坡的具體情況，合理確定出邊坡的實(shí)際監(jiān)測(cè)范圍，在此邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，監(jiān)測(cè)人員需要準(zhǔn)確判斷出地裂縫邊界范圍，并以邊坡東部的風(fēng)化帶為次要監(jiān)測(cè)對(duì)象。因?yàn)樵撨吰路€(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作難度比較大，為了不斷減小礦山開采對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)工作帶來的影響，監(jiān)測(cè)人員需要密切觀察邊坡的實(shí)際變形情況，通過在邊坡主要滑坡方向合理設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，滿足邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)要求。

此外，在邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)部位，監(jiān)測(cè)人員需要充分利用工作面，并結(jié)合邊坡監(jiān)測(cè)工作要求，在邊坡上部臺(tái)階的下部6m部位，從上向下形成一個(gè)較為穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)剖面，采取此方法，不但可以有效滿足邊坡變形監(jiān)測(cè)需求，而且能夠顯著減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，進(jìn)一步降低邊坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)作業(yè)成本。對(duì)于邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)人員而言，其還要合理確定出棱鏡的具體位置，可以將其布置在坡面位置，不斷提高邊坡變形監(jiān)測(cè)效率[5]。

3.3 數(shù)據(jù)的快速采集和傳輸

邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)人員通過合理設(shè)置測(cè)量機(jī)器人觀測(cè)程序，能夠有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速采集和傳輸，通常測(cè)量機(jī)器人觀測(cè)程序主要包括測(cè)量的次數(shù)、正倒鏡的具體位置、時(shí)間間隔與各項(xiàng)通信參數(shù)等一系列內(nèi)容。通過啟動(dòng)測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，測(cè)量機(jī)器人能夠?qū)Ω鱾€(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)實(shí)施循環(huán)測(cè)量，真正實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

除此之外，根據(jù)測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用特點(diǎn)可知，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效傳輸主要是利用GPRS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。待全站儀所傳輸?shù)男盘?hào)傳送到GPRS模塊中后，該模塊能夠?qū)S232信號(hào)快速轉(zhuǎn)換為TCP或IP信號(hào)，同時(shí)傳送到指定IP地址中，控制服務(wù)器系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)接收模塊穩(wěn)定相連，有效接收TCP或IP信號(hào)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)換，從而幫助邊坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)人員更好地分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

3.4 數(shù)據(jù)的高效處理

結(jié)合測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀能夠得知，將其運(yùn)用到邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作中，能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高效處理，監(jiān)測(cè)人員通過采用徠卡GeoMos軟件，針對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。同時(shí)，系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)分析能力，可以在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確輸出報(bào)表，并顯示出圖形，從而幫助相關(guān)監(jiān)測(cè)人員更加全面地了解各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體變形情況，如果邊坡出現(xiàn)較大的位移，或者發(fā)生大面積突變，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警[6]。

3.5 注意事項(xiàng)

在邊坡監(jiān)測(cè)工作中，監(jiān)測(cè)人員要在各個(gè)固定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)部位，合理設(shè)置反射棱鏡，進(jìn)而快速獲取各個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際三維坐標(biāo)，通過利用各個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，針對(duì)測(cè)量機(jī)器人實(shí)施學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。與此同時(shí)，監(jiān)測(cè)人員還要調(diào)整測(cè)量機(jī)器人自身的觀測(cè)程序，然后開啟系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)量功能，此時(shí)測(cè)量機(jī)器人能夠按照系統(tǒng)所設(shè)置的具體時(shí)間間隔，包括系統(tǒng)設(shè)定的各項(xiàng)程序，針對(duì)各個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)人員可結(jié)合具體的三維坐標(biāo)值，包括其變化情況，精確判斷邊坡是否穩(wěn)定。

此外，在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)人員需要合理選擇數(shù)據(jù)通信技術(shù)，常見的通信技術(shù)主要包括兩種，分別是有線通信技術(shù)與無線通信技術(shù)。通過結(jié)合邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)實(shí)際情況，科學(xué)采用通信技術(shù)，并將系統(tǒng)之前所采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，快速而準(zhǔn)確地傳輸?shù)椒?wù)器中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效存儲(chǔ)與入庫。此時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)分析軟件可以對(duì)系統(tǒng)之前所采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)施高效處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析之后顯示出具體的邊坡變形監(jiān)測(cè)圖形，監(jiān)測(cè)人員可以結(jié)合具體的位移時(shí)間，以及相應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)，更加全面地了解邊坡體的總體變形情況，進(jìn)而采取良好的控制措施。

4 結(jié)束語

綜上，文章通過對(duì)邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作中測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體應(yīng)用和注意事項(xiàng)進(jìn)行全面的分析，應(yīng)用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但可以明顯提高邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作的效率，而且能夠進(jìn)一步提高各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的測(cè)量準(zhǔn)確度，促進(jìn)邊坡遠(yuǎn)程檢測(cè)工作的順利開展。