安全監測系統
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安全監測系統范文第1篇
1監測監控使用情況簡介
1）監測情況簡介。一號煤礦的安全監測系統采用天地（常州）自動化股份有限公司的KJ95N型煤礦綜合監測系統，監測、顯示瓦斯、風速、負壓、一氧化碳、粉塵、溫度、風門開關等環境參數，具有故障閉鎖和報警、就地和異地超限斷電、風電瓦斯閉鎖。安全監測系統信號傳輸采用信號電纜和光纖相結合的傳輸方式。設備使用的是該公司生產的JFl6B型通用監控分站和與子匹配的瓦斯、風速、溫度、粉塵、一氧化碳傳感器。2）存在問題。一號煤礦采用監控分站安裝在回風順槽內，與回風流處傳感器在同一位置，容易造成安全監測數據不穩定等故障，大致有以下幾點：a.違反《安全規程》、AQ6201-2006和AQ1029-2007安全監測儀器使用管理條列；b.監測監控分站易受到回風順槽潮濕空氣的侵蝕，造成數據傳輸不穩；c.容易成傳輸“隱形”故障，維護維修不便；以上問題容易造成設備使用壽命減短，所以必須挪移我礦安裝在回風順槽的監控分站。
2安全監測系統設備技術點分析
1）主要設備技術參數。a.電源采用KDW65型本質安全型電源，本電源有三路18V直流本安電源輸出，其中第1路與第2路可用于傳感器供電，第3路用于KJF18B型通用監測監控分站供電。b.傳感器主要參數如下：瓦斯傳感器：工作電壓：直流18V；工作電流：≥65mA；測量范圍：0～4%；輸出頻率：200～1000Hz頻率。風速傳感器：工作電壓：直流10～18V；工作電流：≥45～60mA；測量范圍：0.4～15m/s；頻率輸出：200Hz～1000Hz。一氧化碳傳感器：工作電壓：直流18V；工作電流：≥100mA；測量范圍：0～1000×10-6CO頻率輸出；200～1000Hz。粉塵傳感器：工作電壓直流18V；工作電流：≤300mA測量范圍：0～1000mg/m3，頻率輸出：200～1000Hz。溫度傳感器：工作電壓：直流8～18V；工作電流：≥30mA；測量范圍：-5℃～+45℃；頻率輸出：200Hz～1000Hz。c.KJF18B型通用監測監控分站有兩列信號輸入端子，左列為模擬量輸入，共8路信號輸入，右列為8路開關量信號輸入。2）頻率信號分析。頻率信號，通常是由于信號的帶寬而起的作用。帶寬是信號頻譜的寬度，也就是信號的最高頻率分量與最低頻率分量之差。信道帶寬則限定了允許通過該信道的信號下限頻率和上限頻率，也就是限定了一個頻率通帶。如果信號與信道帶寬相同且頻率范圍一致，信號能不損失頻率成分地通過信道；但頻率信號不可以遠距離傳輸，易受外界干擾，且如果采用完全獨立的信道傳輸線纜重復敷設嚴重。可以看出傳感器頻率全部在200～1000Hz。即帶寬相同，且最低頻率基點相同，可以在同一信道上傳輸，即回風流處5臺傳感器的信號負極線纜可以復用，得出以下改造措施：a.同一基點（信號負極）可以采用同一根線纜；b.不同信道之間的區分可以由不同線纜與同一根線纜（同一基點）之間配合。傳輸配合圖如下：由上圖可以看出A為公共信號基點，B、C、D、E與A基點組合不同信號的配合線纜，所以AB之間配合是風速傳感器信號，AD之間配合是瓦斯傳感器信號等。
3實際應用
因為原先一號煤礦監控分站與傳感器同時安裝回風順槽的10到15米的位置，所以在改造過程中分站如果搬遷，勢必造成每臺傳感器與分站之間線纜延長，線纜重復敷設嚴重，綜上所述材料的選擇可以依照下列幾點考慮。
3.1材料選用使用說明
1）首先采用MYJ3*2.5+1*2.5型信號電纜做為回風流處所有傳感器電源線纜，其芯線分為“紅”“黃”“藍”“綠”。兩兩一組引接18V直流電源，共兩組18V電源。2）信號線纜采用MHYVP1*7*7/0.52型的7芯信號電纜，其芯線分為“紅”“白”“藍”“綠”“黑”“黃”“紫”，將回風流處傳感器信號負極公用1色“白”，其余顏色為各個傳感器信號正，其中瓦斯信號正采用“紅”，風速信號正采用“藍”一氧化碳信號正采用“綠”溫度信號正采用“黑”粉塵信號正采用“黃”紫色為備用信號芯線。
3.2接線工藝
1）MYJ3*2.5+1*2.5型信號電纜輸入側一段直接接入KDW65型本質安全型電源18V電源輸出。共引出兩路（“紅”“黃”為單獨1組18v，“藍”“綠”為單獨1組18v），線纜輸出側接入回風流處接線盒內。2）MHYVP1*7*7/0.52型信號電纜始段直接接入KJF18B型通用監測監控分站，將線纜“白”色全部接入監控分站左列端子的信號負極上。其余線纜按照如下連接：a.瓦斯信號正采用“紅”；b.風速信號正采用“藍”；c.一氧化碳信號正采用“綠”；d.溫度信號正采用“黑”；e.粉塵信號正采用“黃”。依照色譜順序，分別接入左列端子的第1路瓦斯，2路風速，3路一氧化碳、4路溫度、5路粉塵每組端子排的信號正。而MHYVP1*7*7/0.52型信號電纜末端也接入回風流處接線盒內。
4結論
安全監測系統范文第2篇
關鍵詞：配電站；安全監測；系統組成；技術參數；監測方法 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM72 文章編號：1009-2374（2016）35-0021-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.010
配電站的安全監測系統是電力系統的重要組成部分，專門用來監測10kV線路、高壓電力設備、變壓器、配電站內部溫度、濕度等，便于讓電力部門了解配電站的具體情況，并利用安全監測系統來保護電力系統安全。本文通過對配電站安全監測系統的組成結構分析，提出了一些配電站安全監測系統的監測方法，對配電站的安全監測工作有一定的幫助。
1 安全監測系統組成
1.1 10kV高壓監測部分
高壓監測部分主要是監測斷路器、搭接頭等易引起故障的位置，包括濕度監測、溫度監測、煙霧監測等方面，主要設備有溫度傳感器、濕度傳感器、通訊設備、信號接收設備等，通過傳感器獲得監測數據，將監測數據經過通訊設備傳輸到中心處理系統，中心處理系統經處理后將指令發送到信號接收設備。
1.2 0.4kV低壓監測部分
低壓部分可以直接為供電，所以對于低壓部分的監測是十分重要的。一般情況下，低壓部分相比高壓部分的溫度會更高，所以對于低壓部分的溫度監測就顯得尤為重要。低壓部分主要監測斷路器、刀閘、電容器溫度、外界溫度、濕度等。
1.3 變壓器監測部分
變壓器是配電站的重要組成部分之一，其內部結構比較復雜，所以對于變壓器的安全監測要格外關注。變壓器部分的監測除了監測內部線路的電壓電流以外，還需要關注油溫的變化。油溫可以在一定程度上反映出內部線圈的溫度，再結合外界溫度和變壓器的散熱裝置，可以大概地算出變壓器的溫度。
2 安全監測實施方案
2.1 電氣連接點的監測
2.1.1 監測點的選取。電氣連接點的監測點選取斷路器、隔離刀閘、電容器等位置。
2.1.2 監測系統安裝方式。將傳感器的綁帶和金屬線接觸，如圖1所示：
2.2 變壓器的監測
2.2.1 監測點的選取。低壓側將軍帽的套管接線端以及散熱板的油溫，如圖2所示：
2.2.2 安裝方式。
2.3 外界環境監測
2.3.1 溫度、濕度與煙霧監測。配電站需要安裝溫度傳感器、濕度傳感器以及煙霧濃度報警系統，以全面掌握配電站的環境情況。
2.3.2 安裝方式。溫度傳感器與濕度傳感器的安裝可以利用支架支撐將其安裝在墻壁上，然后將支架固定好；煙霧濃度報警系統一般是安裝在天花板上；滲水檢測器一般是安裝在容易發生滲水或積水的位置，如圖4所示：
2.3.3 移動監測報警法。移動監測報警指的是通過將之前的圖像與當前圖像進行對比，如果差異過大則視為入侵行為。這種方法只有監測系統處于防御狀態，而且開啟了這項特殊功能時才可以使用。
2.3.4 監測方法。可以將紅外掃描與移動監測報警法相結合，實現對監測區域的有效監測。
將紅外掃描探測器安裝在視野比較開闊的位置，攝像頭朝向監測區域內，一旦有帶熱輻射的人體進入監測范圍內，10秒之后自動開啟移動監測系統，并發出報警信號。這樣可以有效減少系統誤判斷，提高監測準確度。
2.4 配電箱的設置
傳感器采集到的數據通過通訊裝置傳輸到配電器的接收模塊，然后配電器根據需求分配電能。配電箱通常是設置在配電室的墻壁上，由室內220V的正常電源供電。安裝效果如圖5所示：
2.5 巡檢專用手機軟件
該軟件有三個主要組成部分：工作任務部分、數據采集部分以及用戶資料部分，所有任務清單都是根據客戶指定的要求發送到任務平臺，然后由配電站工作人員分配任務，將巡檢過后的結果統一發送到后臺處理中心。
2.5.1 用戶資料部分。用戶資料部分是用戶通過正確輸入賬號密碼即可登陸軟件。該部分會立即顯示用戶資料，包括姓名、崗位職責、所屬部門等。
2.5.2 工作任務部分。工作任務部分是指用戶所接到的工作任務，并將工作任務的完成程度進行分類，分成“已完成任務”“未完成任務”以及包含兩者的“全部”三大塊。根據工作任務部分的情況可合理安排用戶的工作進度和任務完成順序，有效提高用戶的工作效率。
2.5.3 數據采集部分。利用熱成像技術對巡檢現場的情況進行數據采集、儲存，并通過設置調整數據信息的顯示方式。
2.6 熱成像技術
將熱成像技術應用于配電站巡檢當中，出現了小型化的紅外熱成像模塊。這種模塊占用空間比較少，而且能量消耗也比較低，便于移動。只需要將該模塊通過數據線與手機連接在一起，就可以形成一個熱成像裝置，再結合手機專用的巡檢軟件，可以有效提高巡檢效率，降低巡檢人員的工作量。
當前市場上也出現過專業的手持熱成像儀，但是手持熱成像儀占用的空間比較大，所以移動起來也不太方便，使得巡檢人員巡檢效率降低。而新型熱成像模塊可以與手機連接在一起，只需要攜帶手機和模塊以及數據線就可以完成熱成像巡檢工作，方便快捷，如圖6所示：
3 后臺處理系統
3.1 后臺處理系統的組成
后臺處理系統位于中心控制室內，里面包含了整個配電站運行系統的監測數據，利用這些監測數據就可以對配電站每個部分的運行情況進行分析、處理。
溫度監測系統可以顯示每個監測部位的實時溫度數據，并可制作成溫度曲線、報表等，具有很好的開放性；數據庫內數據儲存量十分龐大，可以再次對數據庫進行開發。從溫度監測系統的界面上可以觀察到每個監測點所在的詳細位置，并清楚地反映了各個監測點的溫度變化狀態。
溫度監測報表可以將采集到的溫度數據進行整理，自動生成報表，便于溫度數據的儲存以及歷史記錄的
查詢。
溫度曲線圖則可以將各個監測點溫度變化趨勢直觀地表示出來，使得監測人員對配電站各部位的溫度變化情況有整體的把握，便于工作人員進行溫度調整工作。
3.2 間接測溫故障診斷技術
間接測溫點所測得的溫度會受到許多因素的影響，比如電路的回路發熱功率、測溫觸頭處電阻的熱量、外界的溫度、電柜的散熱等。將間接測溫點的溫度變化與這些影響因素的變化規律進行比較研究，利用這種變化規律可以對設備的故障進行診斷。因為在設備正常運轉狀態下，各項參數變化都是很穩定、很規律的，所以溫度變化也會相對穩定，如果溫度變化規律出現了異常，那么就說明設備某一部分出現了故障。這個變化規律可以通過計算機模型的方式得到。將設備溫度場分布情況模擬出來，最后得到各監測點溫度升高參數。
故障診斷軟件還包括其他部分：通訊部分、數據分析部分、報警部分、故障診斷部分、短信通知部分、系統管理部分、日志記錄部分、用戶授權部分、安全管理部分、服務中心部分等。
3.3 后臺處理系統功能
（1）對配電站內部各項設備、露天電力設備以及設備環境等進行24小時實時監測；（2）對于各電氣設備的接地設施的溫度進行實時監測；（3）利用網絡技術實現安全監測系統當中各計算機之間的正常通信；（4）自動在工作任務平臺上定時發送工作任務，由巡檢人員接受并完成以后，及時檢查巡檢結果；（5）利用通信系統將采集到的數據儲存到計算機的總數據庫內，以便于后期的數據分析和處理；（6）可將各個時間段的監測點溫度數據調出，制作成溫度曲線，通過比較各時間段溫度曲線的變化，分析該時間段內設備的運行情況；（7）當監測點的溫度超過預定上限、溫度上升的速度超過預定最快上升速度時，立即開啟自動報警功能，并以短信的方式通知負責該監測點所在區域的負責人，及時進行處理；（8）所采集到的溫度數據儲存到數據庫內，可隨時查詢歷史記錄；（9）通過比較溫度上升參數進行設備的故障診斷；（10）數據報表的生成打印；（11）用戶權限管理分級，一共可分為三級。
4 系統技術參數設置
4.1 后臺處理系統技術參數
（1）監測點數量的選擇：一般是選擇512個監測點，如果需要更多，可以設置1024個監測點；（2）系統可靠度參數：遙測不合格率要控制在0.01%以下；（3）系統實時性參數：遙測超越限度和遙信傳送之間的時間不能超過5秒，所測數據的刷新時間也不能超過5秒；（4）系統畫面的刷新時間也要控制在5秒以內；（5）儲存到數據庫內的數據信息至少要能保存一年以上。
4.2 數據采集設備技術參數
4.2.1 溫度傳感器技術參數。（1）準確度：測量誤差控制在1℃以內；（2）最小分度值：0.1℃；（3）每次傳輸數據的間隔一般設置為4分鐘；（4）測溫范圍：0℃～125℃。
4.2.2 電流傳感器技術參數。（1）額定工作電壓：小于35kV；（2）額定電流：10～1500A不等；（3）溫度范圍：40℃～110℃；（4）測溫準確度：2℃以內。
4.2.3 熱成像技術參數。（1）保證測溫效果的最佳距離：5m以內；（2）熱靈敏度控制：50mK以內。
5 結語
配電站正常運行直接關系到住戶的正常用電，所以其安全控制必不可少。通過對配電站安全監測系統的研究，采取合適的監測設備安裝辦法，正確選取監測點，對配電站實行實時監測。同時將專業巡檢軟件應用到巡檢當中，使人工巡檢與設備監測相結合，提高監測的準確度。利用后臺處理系統將所測得的數據收集整理入數據庫，并制作成報表和曲線圖，便于監測人員對設備運行情況的分析，及時處理故障，使安全監測系統發揮應有的作用。
參考文獻
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安全監測系統范文第3篇
[關鍵詞]煤礦 瓦斯監測 安全運行 分析
中圖分類號：O50 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0367-01
一、電磁兼容性能
目前使用的監控系統普遍存在著假數干擾問題，盡管有些礦井使用了光纖傳輸，依舊沒有解決冒大數的頑疾，傳感器信號向分站傳輸大都采用200-1000Hz頻率制式，分站采用脈沖計數方式工作，抗干擾防衛能力很差，極容易在此環節上引入干擾，現場的干擾源有以下3個來源：
1、煤礦井下特殊狹小的現場環境，傳感器連線與動力電纜很難分開鋪設，有些地方干脆就是掛在同一個電纜掛鉤上，大型電器設備啟動和停止時會釋放出極其強烈的電磁脈沖輻射，強干擾脈沖能在瞬間完全淹沒傳感器信號，結果就造成了“冒大數”現象。
2、遇有線路接觸不良，譬如接線盒壓線螺栓松動，傳感器接插件氧化、連接電纜接頭氧化等等，就會造連接虛抖，致使規整的矩形脈沖被“切割”成許多雜散尖脈沖信號，結果造成大數假象。
3、井下變頻設備工作時會釋放強烈的電磁干擾，嚴重污染電源環境，干擾信號通過電源線路竄入分站，輕則造成假數干擾，嚴重會阻塞分站通信，甚至造成分站CPU頻繁死機。 井下分站和地面計算機無法識別這些比常規信號還強烈的干擾，分站將這些干擾信號作為數據處理，就造成了難以克服的“大數干擾”，干擾問題普遍存在于目前使用的各種系統中，根據對神華寧夏煤業集團所屬14個礦井進行調研，大多存在誤報警，且次數頻繁，極大損害了監控設備的可信度。為了克服脈沖干擾，許多系統都采用軟件干擾濾除方法，即把傳感器多次采集結果進行比較，經過多個采集周期后才能確認超限信息的“有效性”，為了加強濾除干擾能力，需要反復進行多次過濾，結果帶來的是系統反應遲鈍，斷電閉鎖動作緩慢，使真實超限的數據遲遲不能正確反映上來，無法達到煤礦安全監控標準30秒的最低要求。
二、分站后備電電源
目前分站中使用的后備電源，大都是鉛酸免維護電池，電池放電完畢，一定要立即充電，否則電池機板將很快硫化損壞！使用中的后備電源，每次完全放電后，要經過48小時充電方能全部充滿，每天都發生交流電停電的場合，電池將長期處于過放電狀態，不能保證后備時間且極易損壞電池極板。
下面是幾項蓄電池損壞的實例：
（1）井下工作面設備搬遷時，往往生產部門首先切斷工作面電源，然后才逐步拆卸設備，帶有后備電源的分站，在交流電停止那一刻開始，已經開始消耗后備電池中的電能，直到電池放光為止。如果這臺設備不能迅速搬移到新工作地點，并且連接好電源將電池及時充電，那么這臺分站中的電池組注定就報廢了。用戶要避免這種在不知不覺中損壞設備的習慣行為，一定要在拆裝設備之前，用遙控器關閉分站電源。
（2）有些礦井工作面每天都要停電，注意：只要發生一次停電后沒有及時恢復，電池就將全部放光儲存的電能，恢復供電后充電不足24小時接著再次放光，這樣長期處于欠充電的電池將很快損壞。
在進行后備電源容量的測試之前，一定要保證48小時的全充電（二天二夜），如果僅僅充電八小時就開始放電，電池組只能充到1/3不到的容量，將遠遠達不到全容量的指標！使用中要避免后備電池長期處于過度放電狀態，儀器一旦過度放電后沒有及時充電，會造成電池永久性損壞。建議為分站提供雙電源或專用供電線路，保障系統電源的可靠性。
（3）倉儲中的分站沒有連接交流電源，不要輕易啟動設備運行，一旦后備電源被啟動，就將一直放電到電池終了，儲存的環境得不到及時充電，電池將很快損壞。庫存的分站要定期半年充電一次，升井檢修的儀器，一定要充足電后再儲藏，避免損壞電池。
三、系統防雷的若干問題（能改成井下的實際情況不）
除了大氣放電造成的強電磁干擾外，還有一種來自礦井內部動力電源故障浪涌電流造成的破壞， 后者的破壞力往往遠高于雷電的損壞力，特別在動力電源設備發生擊穿短路、電纜短路放炮、電纜弧光短路等情況時，動力電源的相間會發生嚴重的不平衡。擊穿點對地短路，造成很高的跨步電壓（不同位置的兩點大地電位差），能造成井下現場接地點與地面機房接地點很高的電位差。信號傳輸線跨接在這個高電位差的兩地之間，與儀器之間形成放電回路，能在很短的時間內燒焦電路板，并使其碳化擊穿，會破壞整個網絡。用戶往往在沒有發生雷雨的季節也發生了擊穿損壞，這就是動力電源浪涌造成的破壞。
（1）主通訊線采用光纜傳輸，因光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜，這一點對于強電領域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統特別有利。
（2）有條件的話地面線路可以考慮采取埋地走線方案，穿入鋼管作防護外皮埋入地下能取得良好防雷性能。
（3）如果實在沒有條件使用屏蔽電纜，把四芯電纜中的二根剩余芯線，在井上井下分別良好接地，也可有效吸收感應能量獲得明顯的保護作用。
（4）傳輸線終端的井上下分別加裝避雷器，不可以只安裝地面，忽略井下。安裝線路避雷器，可以得到很好的保護效果，千萬不要拆掉避雷器運行系統。
（5）避雷器的保險管被擊斷后，要換上相同容量的備用保險管，當地購買不到相同規格保險管盡快與廠家聯系，切不可以用大容量的代換，一般不要用大于500毫安的保險管，絕對不要用導線替代融絲。現場對損壞的保險管可以自己焊接，可以找來0.08到0.1漆包線替代熔絲焊接在玻璃管中。
（6）信號傳輸線不要同動力電纜掛在同一側邦上，更不要掛在同一個電纜鉤子上，否則動力電纜發生瞬間短路的浪涌電流會在傳輸線上感應出數千伏電壓，能量非常強大。
（7）避雷器的接地線要良好接地，特別是安裝在井下的避雷器尤其重要。
（8）雷電大作時，特別在機房附近落雷時，建議關閉地面主計算機，然后拔下主機和接口的電源插頭，接有局域網的也要拔下網線插頭，這樣可以有效的保護計算機不被雷電擊毀，但不能保護井下設備，只停電不拔下插頭，主機照樣容易被雷擊毀。
（9）計算機外殼接地不能改善防雷性能，恰恰相反，機器外殼懸空能有效阻斷放電通路，更有利于防雷。建議電腦插座中的保護接地不要連接大地（品字形插座中間的插孔），但要保證外置接口的外殼和電腦的外殼地連接在一起就可以（插在同一電源插座上，或用導線將二個插座的“保護地”連在一起），千萬不可以只有一臺接地而另一臺外殼懸空（指通信接口和電腦的外殼）。
（10）在使用多個電源插座時，尤其是采用雙回路電源供電的機房，千萬要將幾個電源插座中的保安接地相互牢靠連在一起。以保證電腦及接口的外殼“同電位”，否則電源浪涌和雷電極易損壞你的串行接口！千萬不可以輕視此問題，即使不采用雙回路供電，也是一樣的危險，現場已經發現多起類似嚴重的事故。
四、總結
煤礦瓦斯監測系統目前雖然存在著一定的問題，但從各礦實際出發查找系統存在的不足，著實解決安全隱患 ，是保障系統安全穩定運行的基礎。同時系統的穩定運行也離不開專業的技術支持，煤礦安全監測維護人員應加強計算機技術、電子技術、供電與安全等方面的學習，從而助推瓦斯監測系統長期安全可靠運行。
參考文獻
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安全監測系統范文第4篇
關鍵詞：滑坡高邊坡監測系統原理應用
1引言
滑坡是巖土工程界常見的一種地質病害，經常破壞路基，中斷交通，影響公路的暢通和正常的運輸與安全。大規模的滑坡病害，甚至可摧毀公路、破壞廠礦、掩埋村莊、甚至堵塞河道，造成嚴重的破壞后果和災害損失，具有性質復雜、規模相對較大、災害后果嚴重等特點。國內外開展對滑坡的研究工作較多，包括滑坡機理研究、滑坡防治措施以及滑坡監測等。
目前工程界對滑坡監測多采用位移變形法，即地表位移變形和深部位移變形監測法，包括全站儀法、傾斜盤法、鉆孔測斜儀法、GPRS無線遠程監控法等。但是，綜合目前滑坡監測技術，其最大的缺陷就是僅局限于坡體巖土體的變形監測，而忽略坡體內的應力變化，因此對于前期已實施治理工程的滑坡穩定性分析及補強措施方面缺少必要的基礎資料。鑒于我國近年基礎建設工程快速發展、大量滑坡治理工程處于運營階段的狀況，本文闡述了位移應力相結合的新型滑坡及高邊坡安全監測系統的原理及工程實踐應用。
2 滑坡及高邊坡的變形模式
滑坡及高邊坡的變形破壞是一個比較復雜的過程，一般經歷蠕滑、加速變形、變形相對減緩、破壞變形等階段。通常根據滑坡及高邊坡的破壞規模劃分為淺表層變形、局部滑塌變形和深層整體變形。
2.1 淺表層變形
淺表層變形是指發生變形的巖土體處于坡體的表層或表面厚度較小部分，一般破壞規模較小。常見的破壞形態有：表層滑塌或溜坍，淺層滑坡等。發生淺表層變形的原因主要有以下幾個方面：
⑴淺表層坡殘積或全風化土層覆蓋在強度較高的巖層上，巖層傾向邊坡臨空面造成上覆土層失穩或土層自身抗剪強度較低而失穩。
⑵受人工開挖或爆破等工程活動影響，坡體淺表層巖土體抗滑力降低，引起淺表層巖土體下滑變形。
⑶受自然界降雨、地震等不利因素作用，坡體淺表層巖土體物理力學指標降低或外界不利荷載作用下，引起穩定性降低而失穩。
2.2 局部滑塌變形
局部滑塌變形是指坡體局部巖土體發生呈現一定規律的變形破壞，其變形范圍一般較小，但變形底面具有較明顯的特征，如土體中呈圓弧或近圓弧狀，巖層中沿結構面或層面變形等。局部滑塌變形厚度一般比淺表層變形要厚，其破壞規模也較大。發生局部滑塌變形的原因可歸納為以下幾個方面：
⑴坡體巖體或風化成土體的原巖局部范圍不利構造面發育，引起該部分巖土體沿不利結構面失穩。
⑵處于坡體應力集中或高應力區域的巖土體，當其內部應力達到不平衡狀態時，易引發該部分巖土體失穩。
⑶受地形或其它因素限制，容易受外界不利因素頻繁作用的區域，例如溝槽地帶或邊坡兩側區域等，因不利因素降低該部分巖土體的物理力學指標而失穩。
⑷因人工工程活動等改變原坡體巖土體的平衡狀態，使局部巖土體因減小支撐抗力而失去平衡，產生滑塌變形。
2.3整體變形
整體變形是指滑坡或高邊坡主體沿一定的軟弱面(或軟弱帶)整體地向下滑動并以水平運動為主的變形破壞，其變形范圍較大、深度較厚，變形體具有較強特征，底部滑動面按一定規律分布，土體中呈圓弧或近圓弧狀，巖層中沿軟弱結構面或層面呈連續或臺階式變形；表觀形態有滑坡周界裂縫、滑坡出口、后緣陡坎等特征。整體變形一般性質復雜、規模較大、破壞后果嚴重。滑坡或高邊坡發生整體變形的原因較多，主要有以下幾個方面：
⑴坡體地層巖性具有上部強度低、底部強度高且透水性較差的特點，兩者之間彈性模量差異較大，在一定的條件下誘發坡體沿著分界面整體變形。
⑵構成坡體的巖土體在地質構造上發育有斷層破碎帶、褶曲、順傾單斜巖層及錯落等不良地質結構，當坡體巖土體應力達到不平衡時，從而沿著上述不良地質結構發生整體變形。
⑶外界各種不利因素，例如大氣降雨、地震等，降低坡體巖土體物理力學指標或改變巖土體應力平衡狀態，誘發坡體整體變形。
⑷因人工工程活動等改變原坡體巖土體的平衡狀態，尤其是坡體下部大量開挖，降低原坡體的抗滑支撐力，導致坡體整體變形。
⑸已實施的支擋或加固工程在運營期間受各種因素影響，有效荷載降低，破壞原有應力平衡狀態，誘發坡體整體變形。
3 安全監測的原理
根據上述滑坡及高邊坡變形模式及其機理的分析，實施全面有效的安全監測系統，對于有效預報坡體變形、提前實施治理或避讓措施、減小破壞災害損失具有重要的作用。為此，采用位移與應力綜合監測系統不但能反應坡體的變形情況，而且通過應力能進一步了解坡體巖土體的應力狀況。
3.1 深部位移監測原理
深部位移監測通常采用鉆孔測斜儀進行監測，其工作原理是：在巖土體中施工鉆孔、安裝測斜管，當巖土體產生變形時，通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來監測土、巖石的側向位移，如圖1所示。
帶有導向滑輪的傾斜儀在測斜管中按傾斜儀標距 逐段測出測斜管與鉛垂線夾角 ，分別求出不同高程處水平位移 ，即
(1)
由測斜管底部測點開始逐段累加，可得任一高程處的實際水平位移 ，即
（2）
式中： 為測量段的水平位移； 為測量點的分段長度，即儀器標距； 為測量段測斜管與鉛垂線的夾角； 為自孔底開始第 個測點的水平位移。
圖1鉆孔測斜儀工作原理圖
根據不同高程測試的巖土移，繪制水平位移 ～深度曲線，即可掌握坡體巖土體的深部位移情況。
3.2 應力監測原理
當坡體發生變形時，作用于坡體內的支擋或錨固工程將限制該變形趨勢，于是在其內部產生附加應力，該附加應力就是其應力變化量。目前工程界多采用振弦式傳感器來測試該應 力變化量，支擋結構的應力監測采用應力或應變計，錨固工程應力監測則直接采用測力計。
振弦式傳感器的工作原理為：根據彈性體振動理論，一根金屬弦在一定的拉應力作用下，具有一定的自振頻率，當其內部的應力變化時，它的自振頻率也隨之變化，金屬絲振動頻率與張力的平方根成正比。鋼線的振動頻率與其張力之間的關系為
（3）
式中，為鋼弦的自振頻率；為鋼弦的長度；為單位長度鋼弦的質量； 為鋼弦的張力。
由于傳感器鋼線的長度和單位長度的質量為常量，通過測試傳感器的振動頻率按標定曲線即可計算出作用于其上的荷載。
3.3地表變形監測原理
地表變形監測包括地表裂縫監測和地表位移監測，分別采用游標卡尺或全站儀進行監測。由于坡體變形自軟弱滑動面開始，逐步向地表發展，當位移變形達到一定界限時，變形巖土體與周圍穩定巖土體之間將克服內部粘聚力而出現裂縫。因此，在地表設置觀測樁，或者沿著垂直裂縫方向布置標志點，采用全站儀監測觀測樁的坐標或采用游標卡尺量測裂縫兩側標志點的間距，可以對坡體地表位移進行監測。
4 安全監測技術的實踐應用
4.1 工程概況
福建省某高速公路穿過一大型古滑坡，該古滑坡地處低山丘陵地貌、沖洪積溝谷，自然山坡較陡，坡度約40°，坡體中部斜坡坡度較緩，坡度約15～25°。地層巖性上部為第四系崩坡積塊碎石土、粉質粘土，下部為三疊系砂土狀強風化砂巖、弱風化砂巖組成。場區內巖層風化層較為深厚，巖層產狀較為紊亂，傾角變化較大。發育兩條斷層構造，分別從從坡體后部和右側穿過，斷層附近貫通構造結構面和劈理帶發育，巖層破碎。地下水發育，主要為坡殘積風化層孔隙水和基巖孔隙、裂隙水，水量豐富。
施工期間本滑坡治理方案為：一級坡率1：0.5，設置C15片石混凝土擋墻；二級1：1.5，中部設置一排抗滑樁，兩側設置預應力錨索框架；三級1：1.75，中部設置一排抗滑樁，兩側設置預應力錨索框架；四～六級坡率1：2.0，采用拱形骨架植草防護，每級坡高設置為8m。
4.2 監測系統設置方案
該滑坡在施工期間一直發生蠕動變形，為了掌握滑坡的變形發展狀況，保證施工及運營安全，對該滑坡體采用綜合安全監測系統，具體布置方案如下：
1、深部位移監測
選擇4個控制斷面，分別在每個斷面的坡頂以上10～20m以及坡體中上部、下部各布置3～4個監測孔，形成深部位移監測網。
2、應力監測
對應上述4個深部位移控制監測斷面，在該斷面或附近的抗滑樁內埋設鋼筋計、預應力錨索上安裝測力計，對支擋或錨固工程結構進行應力監測。
3、地表位移及裂縫監測
在上述4個斷面及斷面中間的各級平臺上設置標志樁，并在滑坡后緣裂縫兩側埋設觀測樁；當地表出現裂縫時，選擇具有特征的裂縫進行布置觀測點。
4.3監測結果
該滑坡體于2008年底竣工，運營期間一直處于調整期，但在2010年5月暴雨季節，發生較大變形，深部位移監測數據對該變形進行了詳盡記錄，應力監測也如實反應了錨固工程的荷載變化情況，尤其在暴雨期內當滑坡加速變形時，部分深部位移監測孔因位移過大遭到破壞，及時啟動地表位移和裂縫監測，使位移監測數據保持連貫性，綜合監測數據對滑坡穩定性狀提供了科學精準的判斷。根據監測資料，有關單位及時提出預警意見，并對既有支擋及錨固工程進行有效評估，然后采取有針對性的加固補強措施，最終滑坡趨于穩定，避免了重大安全事故的發生。各項監測典型曲線見圖2～圖4。
圖2深部位移典型位移曲線圖
圖3錨固荷載變化典型曲線
圖4地表位移監測典型曲線
5 結論
⑴滑坡及高邊坡位移應力綜合監測系統不但能有效監測坡移變形情況，而且結合應力監測能對既有工程進行有效評估，具有重要的安全和經濟價值。
⑵當坡體變形較小時，主要通過深部位移對坡移進行監測；當坡體變形較大時，容易破壞深部位移監測孔，應及時進行地表位移和裂縫監測，以保持監測工作的連續性，掌握坡體變形情況，避免安全事故發生。
安全監測系統范文第5篇
［關鍵詞］ 大壩安全監測； 設備； 選型
1工程概況
新立城水庫位于吉林省伊通河中上游，距長春市區16km，控制流域面積1 970平方公里，總庫容5．92億立方米，是一座以防洪、供水為主的大型水庫。水庫按百年一遇洪水設計，按可能最大洪水校核。樞紐工程包括大壩、輸水洞和溢洪道等主要建筑物。
2大壩滲流監測系統建設必要性
雖然新立城水庫大壩現有安全監測設施對揭示水庫存在的問題和保證大壩安全運行發揮了重要作用，但監測項目設置仍存在不足，不能適應新立城水庫工程管理技術進步的要求；本次除險加固后，原設滲流監測設施無法全部保留，也不滿足《土石壩安全監測技術規范》（sl60—1994）的要求，主要表現為：
（1） 大壩壩基壩體滲流監測雖已建立包括輸水洞滲漏監測在內的6個監測斷面，但監測儀器的布設基于當時大壩滲流狀態，一是壩基高噴灌漿施工勢必導致壩頂及上游監測設施損壞，二是原監測儀器布置難以滿足建立灌漿體后的滲流監測要求。在灌漿體有效作用下，壩軸線下游布設的監測儀器尤其是壩體滲流監測儀器可能處于非有效工作狀態，應針對大壩新的防滲體系布設和完善滲流監測測點。
（2） 在目前條件下減壓井能起到一定的排水減壓作用，但灌漿體建立后，減壓井功效將發生根本的改變，應視具體情況更新監測方案。滲流量監測將以總堰為主進行監測。
3滲流監測系統技術方案設計
3．1滲流監測斷面及測點設計
大壩除險加固主體工程為壩基高噴灌漿，其主旨為根治大壩壩基滲透隱患。對于灌漿完工后的防滲效果以及大壩滲流場的變化情況，均需要有針對性地在特定的位置安裝監測設施，對其工程效果進行監測。
本次滲流監測設計充分考慮壩基地質情況及此次除險加固工程的工程內容，并結合原滲流監測系統的布置及系統運行成果，共布設14個監測斷面，分別為0＋405、0＋605、0＋805、1＋005、1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005、2＋201、2＋401、2＋525。下面以幾個典型斷面為例闡述一下監測系統的布點原則。
（1） 0＋405斷面。大壩0＋000~0＋400樁號處于壩址河道岸坡段，此壩段滲流隱患屬于次要部位，建壩時未清至壩基風化巖石，基礎仍為強透水層。盡管庫區天然及淤積覆蓋深厚，但了解壩基灌漿效果還是必要的。因此，此斷面僅在灌漿斷面前后各布置一個測點，監測其灌漿效果。
（2） 1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005斷面。大壩1＋200~2＋200樁號處于壩址河床段，壩高超過15米。此壩段是大壩變形較大的壩段，也是壩基滲透隱患嚴重的壩段，應予以重點監測。因此，在1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005樁號各布置一個監測斷面。其中，1＋405和2＋005斷面布置及監測目的與0＋405斷面相同；1＋205斷面布置3條監測垂線，分別位于灌漿斷面前、后及下游馬道，每條垂線壩基壩體各布置一個測點，監測高壓灌漿在壩基壩體防滲效果、壩基滲流壓力分布和壩體浸潤線。1＋591斷面布置4條監測垂線，灌漿斷面前、后各一個鉆孔，每孔壩基壩體各設一個測點，監測高壓灌漿效果，每條垂線壩基壩體各布置一個測點，監測灌漿在壩基壩體防滲效果、壩基滲流壓力分布和壩體浸潤線。下游馬道和壩腳下游的兩條垂線均沿用原滲流監測系統測點，監測壩基滲流壓力分布和壩體浸潤線；1＋805斷面布置4條監測垂線，灌漿斷面前、后布置與1＋591斷面布置和監測目的相同，下游馬道垂線上布置一個壩體測點，監測壩體浸潤線，下游壩腳外壩基布置一個測點，與灌漿斷面前、后壩基測點形成壩基監測斷面，監測本斷面壩基滲流壓力分布情況；1＋911斷面灌漿斷面前壩基設一個測點，下游馬道和壩腳下游的兩條垂線均沿用原滲流監測系統測點，本斷面3測點均為壩基測點，旨在監測灌漿在壩基的防滲效果。
（3） 2＋201、2＋401、2＋525斷面。大壩2＋200~2＋600樁號為壩址主河槽段，亦即最大壩高段，是大壩滲流監測的重點壩段。為此，在2＋201、2＋401、2＋525斷面各布置一個完整監測斷面，監測壩基壩體滲流壓力狀態。其中2＋201、2＋401斷面基于原滲流斷面布置，并盡量利用原系統有效測點。
上述滲流監測斷面及布設滲流測點構成大壩滲流監測體系，基于其監測成果，對大壩壩基、壩體滲流壓力平面分布狀態進行總體評價。
3．2大壩滲流監測系統儀器選型
大壩滲流安全監測和管理自動化系統，采用分布式自動化數據采集系統，各斷面測點滲流監測數據傳入從站的mcu，從站mcu數據無線傳輸到設在水庫管理局工程管理處總控制室控制主站。
3．2．1儀器選型原則
掌握儀器的使用條件，了解其應用歷史，包括儀器應用歷史、正常使用年限、使用環境、故障率、準確度、精度等；考察生產廠家的生產能力，售后保證條件；足夠的可靠性、耐久性及滿足工程需要的使用精度要求；必須根據工程性態的預測結果、物理量的變化范圍、使用條件、使用年限及性價比確定儀器類型、型號、量程及精度等級等。
3．2．2滲流壓力監測儀器
滲流壓力監測儀器品種和類型較多，有振弦式、差動電阻式、電阻應變片式以及電感式、氣動式等類型，國內外生產廠家知名的就有20余家。各孔隙水壓力計的性能指標和穩定性各有特點，通過性能價格比的綜合比較，新立城水庫大壩滲流監測所用孔隙水壓力計選用美國geokon公司生產的振弦式4500系列孔隙水壓力計。該類傳感器全部采用受溫度影響最小的不銹鋼元件制造，振弦元件設在焊接成的真空密封腔內，鋼弦的兩端采用特殊鍛壓工藝技術固定，標準透水石是用帶50微米小孔的不銹鋼制成，從而保證了產品的高穩定性和微型化，具有堅固耐用、外形尺寸小、安裝簡便、測值穩定可靠、精度和分辨率高等特點，因而在國內許多大型水利工程中得到應用，如二灘水電站、三峽水利樞紐、丹江口水電站、葛洲壩樞紐、官廳水庫、黃碧莊水庫、潘家口水利樞紐、萬家寨引黃入晉工程、豐滿水電站等近百個水利工程的安全監測，取得了較好的監測效果。
3．3測控單元（mcu）選型
3．3．1選型原則
大壩安全監測自動化系統起步于20世紀80年代，在90年代得到較大的發展，國內外均有成熟的產品問世并在實際應用中日臻完善。考慮到進口產品雖在性能上具有較大的優勢，但其價位高、維護不及時且對操作管理人員要求高（英文操作軟件），建議大壩測控單元選用國內產品。
3．3．2本系統建議mcu選型
依據新立城水庫大壩滲流監測系統工程的特點以及系統建設先進性的要求，數據采集單元（mcu），選用基康儀器（北京）有限公司生產的測量控制單元bgk－micro－40mcu。
