摘 要：鐵路系統(tǒng)運(yùn)行安全近年來在信息化設(shè)計(jì)方面取得了重要進(jìn)展，已初步形成理論與方法體系。特別是伴隨大量復(fù)雜交通工程的出現(xiàn)，邊坡工程地質(zhì)的理論進(jìn)一步深化，方法不斷更新，地質(zhì)災(zāi)害勘察、設(shè)計(jì)、施工一條龍思想逐漸成形，大大促進(jìn)了工程地質(zhì)信息化設(shè)計(jì)的發(fā)展。近些年來由于鐵路邊坡滑坡災(zāi)害引發(fā)的事故頻繁發(fā)生，鐵路的高速化使得對鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)己經(jīng)成為鐵路建設(shè)中的一個(gè)刻不容緩的任務(wù)，文章主要針對該問題對于鐵路邊坡安全監(jiān)測的方法進(jìn)行了粗淺的探討。
　　關(guān)鍵詞：鐵路邊坡 鐵路安全 安全監(jiān)測
　　中圖法分類號:U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ：A 文章編號：1674-098X(2011)10(b)-0000-00
　　
　　引言
　　中國鐵路己進(jìn)入高速時(shí)代，給日常生活帶來方便的同時(shí)也增加了行車的風(fēng)險(xiǎn)性。列車的運(yùn)行速度如此之快，任何微小的外界干擾或自然災(zāi)害帶來的后果都有可能是致命的，都有可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或者是人員的傷亡。這些外界干擾包括邊坡滑坡和塌方落石、強(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、地震以及異物入侵等等。邊坡地質(zhì)災(zāi)害包括人工邊坡工程中的地質(zhì)災(zāi)害，也包括天然邊坡中的地質(zhì)災(zāi)害。邊坡巖體在重力、構(gòu)造力、地震力以及各種外營力的長期作用下，都有一個(gè)向下滑落的趨勢，這個(gè)趨勢受到巖體本身抗剪切、抗破壞力的阻抗，一旦巖體阻抗力小于向下滑落的破壞力時(shí)，就會產(chǎn)生各種地質(zhì)現(xiàn)象，并可能造成災(zāi)害。通過鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的了解所監(jiān)測的鐵路邊坡的狀態(tài)。實(shí)時(shí)掌握影響其滑坡的各因素的當(dāng)前狀態(tài)，包括表面裂縫的大小、邊坡滑動(dòng)的速度、運(yùn)動(dòng)的趨勢、以及按照這種趨勢有沒有發(fā)生災(zāi)害的可能性、如果災(zāi)害發(fā)生，它可能波及到的地理范圍。本文主要對鐵路邊坡的滑坡引發(fā)的災(zāi)害進(jìn)行研究。
　　
　　1 引起鐵路邊坡破壞的因素分析
　　1.1 崩塌、落石及其形成條件和影響因素
　　陡坡上的巖體或土體在重力或有其它外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象叫做崩塌。崩落的巖體（或土體）順坡猛烈地翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積于坡腳。它和滑坡有以下幾點(diǎn)區(qū)別：滑坡運(yùn)動(dòng)速度多數(shù)緩慢，而崩塌發(fā)生猛烈，運(yùn)動(dòng)速度快； 滑坡多沿固定的面或帶運(yùn)動(dòng)，而崩塌不沿固定的面和帶；滑坡多保持原來的相對完整性，而崩塌體完全被破壞；滑坡水平位移大于垂直位移，而崩塌正相反。落石是陡坡上的個(gè)別巖石塊體在重力或其它外力作用下，突然向下滾落的現(xiàn)象。
　　崩塌、落石的形成條件和影響因素：崩塌、落石的形成條件和影響因素很多，主要有地形地貌條件、巖性條件、地質(zhì)構(gòu)造條件，以及降雨和地下水的影響；還有地震的影響、風(fēng)化作用和人為因素的影響等。崩塌、落石多發(fā)生在海、湖、河、沖溝岸坡、高陡的山坡和人工坡上，地形坡度通常大于45度。山區(qū)河谷凹岸也是崩塌、落石較集中分布的地段，因河曲凹岸遭受沖刷，山坡較陡，易于造成崩塌、落石發(fā)生。沖溝岸坡和山坡陡崖巖體直立，不穩(wěn)定巖體較多，時(shí)有崩塌、落石發(fā)生。丘陵和分水嶺地段崩塌、落石較少，原因是地形相對平緩，高差較小，如果開挖高邊坡，也會產(chǎn)生崩塌、落石。崩塌、落石絕大多數(shù)發(fā)生在巖性較堅(jiān)硬的基巖區(qū)，因?yàn)橹挥休^堅(jiān)硬的巖石才可能形成高陡的邊坡地形。在沉積巖區(qū)，當(dāng)河谷陡坡由軟硬相間巖層組成時(shí)，如果軟巖層分布高度與河水位一致時(shí)，因軟巖易被河水沖刷，上部巖體常發(fā)生大崩塌；當(dāng)河岸坡腳由可溶性巖組成時(shí)，由于河流長期的沖蝕和溶解作用，易于形成岸坡巖體大崩塌；當(dāng)巨厚層、完整堅(jiān)硬的巖層夾有薄層頁巖，且?guī)r層傾向臨空面時(shí)，陡峻邊坡可能發(fā)生大型滑移式崩塌；褶曲發(fā)育的高陡頁巖和泥巖邊坡，常有小型崩塌、落石。在巖漿巖區(qū)，當(dāng)垂直節(jié)理（如柱狀節(jié)理）發(fā)育，并有傾向線路的構(gòu)造裂面時(shí)，易產(chǎn)生大型崩塌；當(dāng)巖漿巖中有晚期巖脈、巖墻穿插時(shí)，在巖體中形成不規(guī)則的軟弱接觸面，它們和其它構(gòu)造結(jié)構(gòu)面組合在一起，為崩塌落石發(fā)生提供了條件。
　　1.2 地質(zhì)構(gòu)造條件
　　斷裂構(gòu)造對崩塌落石的控制作用。當(dāng)建筑物的延伸方向和區(qū)域構(gòu)造線一致，而且采用深挖方案時(shí)，崩塌落石較多。大斷層交匯的峽谷區(qū)常有大型崩塌產(chǎn)生；斷層密集區(qū)巖層破碎，高陡邊坡地段崩塌、落石頻頻發(fā)生。構(gòu)造節(jié)理與崩塌、落石的關(guān)系。沿構(gòu)造節(jié)理常發(fā)生滑移式崩塌、落石；構(gòu)造節(jié)理面以上的潛在崩塌體的穩(wěn)定性與節(jié)理傾角的大小有關(guān)，與節(jié)理面的粗糙度和充填物有關(guān)，當(dāng)有粘土或其它風(fēng)化物充填時(shí)，易受水浸潤軟化，促進(jìn)了崩塌、落石產(chǎn)生。
　　1.3 降雨和地下水對崩塌、落石的影響
　　陰雨連綿天氣較短促的暴雨天氣崩塌、落石多；長期大雨比連綿細(xì)雨時(shí)崩塌、落石多。地下水對崩塌、落石的影響。邊坡和山坡中的地下水往往可以直接從大氣降水補(bǔ)給，使其流量大大增加，地下水和雨水聯(lián)合作用，更進(jìn)一步促進(jìn)了崩塌、落石發(fā)生，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：充滿裂隙中的水及其流動(dòng)，對潛在崩塌體產(chǎn)生靜水壓力和動(dòng)水壓力；產(chǎn)生向上的浮托力；巖體和充填物由于水的浸泡，抗剪強(qiáng)度大大降低；充滿裂隙的水，使不穩(wěn)定巖體和穩(wěn)定巖體之間的側(cè)向摩擦力減小。另外，堆積土是除粘性土、黃土、堆填土之外，還包括其余所有的第四紀(jì)堆積物，常見的有洪積坡積為主的礫石土、坡積殘積為主的碎石土、崩積坡積或滑坡堆積為主的碎塊石土等。這類滑坡的滑動(dòng)面多沿基巖頂面、不同時(shí)代及成因的堆積物分界面滑動(dòng)，有的可能沿堆積物內(nèi)部相對軟弱帶滑動(dòng)?；瑒?dòng)帶多為破碎的頁巖或千枚巖風(fēng)化而成的粘土夾層構(gòu)成，而且常是飽水或潮濕的，表明地下水較豐富。這類滑坡在發(fā)展嚴(yán)重時(shí)，滑坡主裂縫、滑坡兩側(cè)的滑動(dòng)裂縫及前緣的裂縫連通一起。當(dāng)滑坡主裂縫首先在邊坡或山坡中部出現(xiàn)，并且主裂縫以外逐漸向上發(fā)展一些弧形裂縫，裂縫寬度、長度、錯(cuò)距都越向上越小，則表明滑坡是牽引式滑坡。如果相反，滑坡最上部的主裂縫首先出現(xiàn)，而且其發(fā)展最快，寬度、長度、錯(cuò)距也最大，則表明是推動(dòng)式滑坡。
　　2 鐵路邊坡的破壞形式
　　2.1 滑坡、錯(cuò)落和堆塌
　　滑坡是指斜坡(包括開挖的人工邊坡)上的巖體，由于自然和人為因素的影響，在重力作用下，沿一定的軟弱面(或帶)，整體地以水平位移為主的向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。鐵路巖石滑坡比較多見到的類型為層狀巖層的順層滑坡，滑面的主要部位是層面或不同巖組之間的各種接觸面。特別當(dāng)巖層中夾有易滑的軟弱層，如頁巖、泥巖、泥灰?guī)r等，而當(dāng)?shù)厍治g或人工開挖基面又與軟弱層分布部位鄰近時(shí)，更易于產(chǎn)生順層滑動(dòng)。但如果巖層傾向坡內(nèi)，并發(fā)育有順坡傾斜的其它結(jié)構(gòu)面時(shí)，也有切層滑坡的產(chǎn)生。錯(cuò)落是指斜坡上的巖體在重力作用下，沿軟弱面整體性的快速下錯(cuò)的現(xiàn)象。其整個(gè)錯(cuò)動(dòng)帶的形狀為折線形，后壁坡度較陡，下部坡度較緩;錯(cuò)動(dòng)面出口在坡腳臨空面以上，其錯(cuò)落體的垂直位移量大于水平位移量。而堆塌則是指節(jié)理發(fā)育或軟質(zhì)、破碎、風(fēng)化的巖體，由于開挖邊坡過陡，在坡頂或邊坡外緣產(chǎn)生拉張裂縫，并逐次向山側(cè)發(fā)展而堆塌在坡腳的現(xiàn)象。堆塌體多呈半錐體形，堆塌直至穩(wěn)定的安息角為止。以上三種類型中，常以滑坡、錯(cuò)落對鐵路造成的危害為大，特別是當(dāng)開挖邊坡所在斜坡發(fā)生的滑坡、錯(cuò)落破壞類型時(shí)，往往具有巨大的規(guī)模，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。除上述幾種基本破壞類型外，鐵路邊坡的破壞還可劃分為一些亞類或過渡類型，如一些破碎的硬質(zhì)巖，在風(fēng)化作用下坡面巖石呈破碎小塊沿坡落下，其塊體尺度介于剝落與落石類型之間的，可稱為碎落;又如坡面上局部或較大范圍的沿單面或雙面滑動(dòng)的塊體滑動(dòng)破壞，又可稱為滑塌。此外在鐵路系統(tǒng)，也有時(shí)籠統(tǒng)地把路基斜坡巖土體的破壞稱為坍方。
　　
　　2.2 崩塌和落石
　　斜坡上的巖體，在重力或其它外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象，叫做崩塌，而個(gè)別巖石塊體的崩落則稱為落石。崩塌落石的發(fā)生往往與斜坡陡峻、巖性堅(jiān)硬、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育有關(guān)的地貌地質(zhì)條件相聯(lián)系，崩塌落石可以發(fā)生在開挖的人工邊坡上，也可發(fā)生在開挖邊坡的自然山坡上。崩塌落石破壞道路及工程設(shè)施，中斷行車，給鐵路運(yùn)輸和人民生命財(cái)產(chǎn)往往造成重大損失。由于崩塌會給鐵路工程和運(yùn)輸帶來巨大的危害，因而對于大型的崩塌一般均在勘測階段盡可能地加以繞避。而較大規(guī)模的崩塌一般多常發(fā)生在開挖邊坡的陡峻的自然斜坡上。
　　鐵路邊坡的破壞形式以崩塌破壞和滑坡破壞為主，有的破壞介于兩者之間，還有的以流動(dòng)、剝落等等形式出現(xiàn)，有的破壞是這幾種形式的結(jié)合。崩塌經(jīng)常伴隨著強(qiáng)烈地震或強(qiáng)暴雨發(fā)生在坡頂有裂縫的地方。它可能是由風(fēng)化導(dǎo)致粘聚力力減小引起的，也可能是因?yàn)橛晁M(jìn)入裂縫產(chǎn)生的水壓引起的，或者是由于地震、雷擊等因素造成的。風(fēng)化與水分和溫度密切相關(guān)，因此對于易于發(fā)生崩塌破壞類型的邊坡要監(jiān)測表面裂縫、溫度、水分、雨量、地震等因素?；率怯捎趲r土體重力的作用導(dǎo)致巖土體內(nèi)的軟弱面產(chǎn)生整體的滑動(dòng)而引起的。它發(fā)生在巖土體內(nèi)部，破壞速度比崩塌慢。所以對于滑坡的監(jiān)測最重要的是監(jiān)測深部位移。在崩塌空間預(yù)測的基礎(chǔ)上，不穩(wěn)定的潛在崩塌體何時(shí)發(fā)生災(zāi)害性崩塌，主要取決于降雨量的變化、風(fēng)化速度、整治工程投資量等因素。投資量的大小屬于人為因素，崩塌工點(diǎn)年投資量增加可以減少崩塌的發(fā)生，而降雨量和風(fēng)化速度兩個(gè)因素都是隨時(shí)間獨(dú)立發(fā)展的，因此崩塌的中長期時(shí)間預(yù)報(bào)是一種多因素影響下的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)趨勢預(yù)報(bào)。由于崩塌工點(diǎn)投資量的資料不全，而且投資量變化不定，在中長期預(yù)報(bào)中難以考慮。風(fēng)化速度不易量測，幾乎沒有資料，而且其變化速度很小，在時(shí)間預(yù)報(bào)時(shí)也難以考慮。降雨量資料一般較完全，它與崩塌之間呈明顯的相關(guān)關(guān)系，因此可以用降雨量中長期災(zāi)變預(yù)報(bào)來實(shí)現(xiàn)對崩塌的中長期預(yù)報(bào)。對崩塌大量發(fā)生的災(zāi)變年的預(yù)報(bào)，可以提請工務(wù)部門作好預(yù)防工作，這是進(jìn)行中長期預(yù)報(bào)的重要目的。
　　鐵路邊坡按照組成的介質(zhì)可分為巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡。巖質(zhì)邊坡容易發(fā)生崩塌破壞而很少會發(fā)生滑坡破壞，除非是巖體內(nèi)有軟弱層或風(fēng)化層，或者是巖坡的傾角很陡并伴隨有地下水活動(dòng)，此時(shí)邊坡會向著軟弱層滑動(dòng)，對于這種滑坡破壞還要監(jiān)測地下水位。軟巖質(zhì)邊坡被風(fēng)化或受潮之后也容易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象，這種形式的滑動(dòng)在表面發(fā)生，對于這種滑坡還要檢測濕度。土質(zhì)邊坡容易發(fā)生滑坡破壞，因?yàn)樗纳蠈颖容^稀疏，透水性很強(qiáng)，如果有水的話會軟化。下層很密致，受水的作用比較小，因此在它們的分界面處容易形成軟弱面，容易沿著這個(gè)滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡破壞。因此對于土體滑坡要監(jiān)測地下水位和降雨量。
　　2.3 剝落
　　剝落是指巖石邊坡的風(fēng)化剝落。它是當(dāng)開挖的巖石邊坡在大氣中暴露，由于風(fēng)化作用，巖體產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，表層變成粒狀、碎片狀松散物被剝落下來，逐漸堆積在坡腳的一種坡面破壞的邊坡破壞形式。它的形成和發(fā)展與易于風(fēng)化的巖石，具有顯著溫度變化和明顯干濕效應(yīng)的氣候條件密切相關(guān)。如在我國西南和東南地區(qū)巖石邊坡和山西的煤系地層巖石等，由于巖石易于風(fēng)化，氣溫濕熱，因而邊坡巖石風(fēng)化剝落較為突出。巖石邊坡的風(fēng)化剝落不僅堵塞路基側(cè)溝，影響排水，引起路基松軟和堵塞橋涵，并且由于坡面巖石的風(fēng)化剝落，有的可引起上覆較堅(jiān)硬巖石失去支撐，從而發(fā)生落石、崩塌等現(xiàn)象。
　　影響鐵路邊坡穩(wěn)定性的因素與它的組成成分、外形、內(nèi)部的結(jié)構(gòu)面的構(gòu)成、外界環(huán)境等因素息息相關(guān)。所以針對不同地段、不同結(jié)構(gòu)、不同形狀的鐵路邊坡進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，要結(jié)合它的實(shí)際情況選擇合適的參數(shù)。這里將鐵路邊坡按照組成成分來類。分為堅(jiān)硬的巖坡(崩塌破壞)、內(nèi)部有軟質(zhì)層的硬巖坡(崩塌和滑坡破壞)、軟質(zhì)巖坡(崩塌和滑坡破壞)、土質(zhì)邊坡(滑坡破壞)四類。但是在選擇具體的監(jiān)測因素時(shí)要結(jié)合鐵路邊坡所處位置的實(shí)際環(huán)境和邊坡的實(shí)際構(gòu)造來進(jìn)行選擇，這里只是給出一個(gè)大致的方案。
　　
　　3 幾類鐵路邊坡變形監(jiān)測技術(shù)
　　鐵路邊坡安全監(jiān)測屬于邊坡變形監(jiān)測的范疇，現(xiàn)階段用于邊坡變形監(jiān)測的技術(shù)有以下幾種:
　　3.1 簡易觀測法
　　以人工的方式定期的對坡體進(jìn)行觀測。優(yōu)點(diǎn)是可以從宏觀上了解邊坡的狀態(tài)。缺點(diǎn)是不具實(shí)時(shí)性，如果觀察的時(shí)間間隔很久，就不具備預(yù)測的作用，而且它還摻雜了人的主觀性。對崩塌落石的空間預(yù)測可以采用綜合預(yù)測的方法，即在大量調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，首先在宏觀上對崩塌落石進(jìn)行區(qū)段預(yù)測，用以確定崩塌落石的危險(xiǎn)區(qū)段，以便對其進(jìn)行重點(diǎn)巡查和看守，防止崩塌落石造成災(zāi)害。如在寶成線采用信息量統(tǒng)計(jì)預(yù)測方法，成功地進(jìn)行了崩塌落石的區(qū)段預(yù)測。然后，在細(xì)觀上對每個(gè)崩塌落石工點(diǎn)用模糊綜合評判和綜合評分方法進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測，用以確定最危險(xiǎn)的崩塌落石工點(diǎn)，從而做到為詳細(xì)制定投資計(jì)劃、確定投資重點(diǎn)服務(wù)，
　　3.2 大地測量法
　　崩塌是山區(qū)鐵路沿線常見的一種地質(zhì)災(zāi)害，其分布之廣泛，危害之嚴(yán)重，已日益引起人們的高度重視。為了建立科學(xué)的崩塌預(yù)測方法，為邊坡防護(hù)及崩塌危巖的監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù)。通過測角或測距來測量邊坡的二維水平位移和垂直位移。優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)測范圍廣、可以找出要重點(diǎn)監(jiān)測的位置、量程大、測量的位移是絕對值，可以掌握邊坡的變形性態(tài)。缺點(diǎn)是易受天氣和地形的影響、勞動(dòng)強(qiáng)度大、測量周期長、不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測。該方法有兩個(gè)基本步驟：首先，計(jì)算各地質(zhì)因素和失穩(wěn)標(biāo)志所提供崩塌發(fā)生的信息量，定量評價(jià)各因素和標(biāo)志對邊坡崩塌的貢獻(xiàn)，借以選擇與崩塌發(fā)生關(guān)系密切的變量。然后，計(jì)算各區(qū)段單元中各標(biāo)志（因素）信息量的總和，其大小反映了該單元相對的穩(wěn)定程度，以此對崩塌災(zāi)害進(jìn)行區(qū)段評價(jià)和預(yù)測。
　　3.3 GPS測量技術(shù)
　　利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)確定待測點(diǎn)三維坐標(biāo)，從而判斷該測點(diǎn)是否有發(fā)生滑坡災(zāi)害的可能。優(yōu)點(diǎn)是精度高、測量速度快、能夠連續(xù)觀測、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)。缺點(diǎn)是費(fèi)用高，不符合我國的經(jīng)濟(jì)形勢。雖然現(xiàn)階段出現(xiàn)了一機(jī)多天線的測量模式來減少成本，但它的高價(jià)格是仍然不能被中國龐大的鐵路系統(tǒng)所接受的。鐵路中線確定后，利用中線樁點(diǎn)坐標(biāo)，通過繪圖軟件，即可給出路線縱斷面和各樁點(diǎn)的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時(shí)采集來的，因此不需要再到現(xiàn)場進(jìn)行縱、橫斷面測量。從而大大減少了外業(yè)工作。如果需要進(jìn)行現(xiàn)場斷面測量時(shí)，也可采用實(shí)時(shí)GPS測量。與傳統(tǒng)方法相比，在精度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用各方面都有明顯的優(yōu)勢。變形監(jiān)測網(wǎng)具有毫米級的精度，比一般工程控制網(wǎng)高一個(gè)數(shù)量級。實(shí)踐表明，如果用較長的觀測時(shí)間，分幾個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測，并采用強(qiáng)制對中，觀測時(shí)天線指北等措施，長度不超過四千米的基線向量可達(dá)到兩到三毫米的精度。隨著研究深化，GPS廣泛用于變形觀測是完全有可能的。
　　3.4 儀表觀測法
　　利用精密儀器對邊坡的破壞機(jī)制進(jìn)行監(jiān)測從而判斷邊坡的穩(wěn)定性。優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測、測量速度快、精度高、集數(shù)據(jù)的采集、傳輸、管理、分析與一身。缺點(diǎn)是量程有限、元件易老化、可靠性也有待考證?，F(xiàn)階段電子儀器都在向著工業(yè)化的方向邁進(jìn)，很多傳感器和電子元件都具有防雨、防風(fēng)、防震、防雷、防腐蝕等特性，可以滿足工作環(huán)境與可靠性的要求。例如，攝影測量技術(shù)是一項(xiàng)快速便捷的新技術(shù)，可以推廣到鐵路邊坡監(jiān)測，為邊坡的穩(wěn)定性分析提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。隨著攝影器材制造技術(shù)的進(jìn)步，將來必將能夠?qū)崿F(xiàn)在強(qiáng)對流天氣環(huán)境下的測量檢測。
　　
　　3.5 遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)
　　是遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)和電子儀表技術(shù)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對邊坡的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測。優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行全天候的觀測、集數(shù)據(jù)采集、存儲、處理于一體、高度自動(dòng)化、省時(shí)省力、可靠性好。缺點(diǎn)是容易受到傳感器質(zhì)量的影響、運(yùn)行中容易產(chǎn)生故障、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)有中斷。通過上面的分析可知，邊坡變形監(jiān)測技術(shù)各有優(yōu)劣，它們在精度、實(shí)時(shí)性、測量范圍、經(jīng)費(fèi)、應(yīng)用條件、可靠性等等方面或多或少的都存在著一些問題。能夠進(jìn)行自動(dòng)化的測量，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的傳輸，進(jìn)行智能化的管理是變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展方向。綜合各方面的性能比較這里選擇遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)。
　　
　　4鐵路邊坡安全監(jiān)測的實(shí)施
　　4.1 鐵路邊坡監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的布設(shè)
　　目前監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)一般采用人工的方式，依靠有經(jīng)驗(yàn)的人根據(jù)自己多年的觀察經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行布設(shè)。對于滑動(dòng)方向和變形范圍明確的邊坡一般采用十字形布設(shè)法，一般深部位移測量孔鋪設(shè)在滑動(dòng)方向上;如果不確定則一般采用放射形布設(shè)的方式，它一般將深部位移測量孔鋪設(shè)在不同方向的交叉處。布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，首先要布置測線，利用大地測量法找出要監(jiān)測的范圍，根據(jù)主滑動(dòng)方向和變形的范圍確定測線，選擇典型的斷面，布置測線，再按照測線布置相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)。然后將各測線組成一個(gè)監(jiān)測網(wǎng)，監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)不僅要體現(xiàn)某個(gè)面的特性，也要體現(xiàn)空間性，如主滑動(dòng)面和可能的滑動(dòng)面、組成邊坡的各地質(zhì)分界面、不同的風(fēng)化帶上都要布設(shè)測點(diǎn)，這樣可對整個(gè)邊坡的破壞過程進(jìn)行全面的監(jiān)測，最后要在關(guān)鍵的變形位置要加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)，在深度和密度方面都要加強(qiáng)。
　　4.2 鐵路邊坡監(jiān)測儀器的選擇
　　選擇儀器時(shí)要考慮性能、埋設(shè)、測量、讀數(shù)和經(jīng)濟(jì)性等因素。要監(jiān)測邊坡變形需要監(jiān)測表面裂縫、溫度、雨量、地震(地震儀)、深部位移、地下水位等因素。其中裂縫計(jì)有差動(dòng)電阻式、振弦式和電位器式等形式，多點(diǎn)位移計(jì)也有差動(dòng)電阻式和振弦式，滲壓計(jì)也有差動(dòng)電阻式和振弦式等形式。為了使測量與讀數(shù)方式統(tǒng)一，選擇差阻式或振弦式儀器來進(jìn)行形變量的測量。對于環(huán)境量的監(jiān)測選擇相應(yīng)的儀器或利用當(dāng)?shù)氐臍庀箢A(yù)報(bào)與地震預(yù)報(bào)。差阻式儀器適用于潮濕的工業(yè)環(huán)境、穩(wěn)定可靠并且埋設(shè)起來也方便。它的測量精度、靈敏度都比振弦式儀器低、而且體積大、檢測的精度易受溫度和芯線電阻變化的影響。對連接電纜的要求高，不適合遠(yuǎn)距離傳輸與建立自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)。在初期，差阻式儀器的測量都采用三芯電纜接法，隨著芯線電阻阻值影響的日益顯著，研究出了四五六芯的接法，改善了測量的性能、提高了測量的精度、增加了傳輸?shù)木嚯x。但是也造成了連接的不便等問題，因此影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。而且國家沒有出臺相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使得各廠商制造產(chǎn)品的不統(tǒng)一影響了儀器的通用性。
　　4.3 鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)
　　鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心三部分組成。對于巖坡而言，其中硬質(zhì)邊坡，需要監(jiān)測溫度、水分、雨量、地震、裂縫等量;含有軟弱層的巖質(zhì)邊坡它還要監(jiān)測深部位移和地下水位;對于土質(zhì)邊坡需要監(jiān)測雨量、地下水位、滲壓、裂縫、深部位移。邊坡安全監(jiān)測節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)邊坡的實(shí)際類型選擇合適的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，獲取相應(yīng)的物理量，然后把數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行處理。采用有線的傳輸方式可以采用鐵路內(nèi)部光纖通信網(wǎng)，高速鐵路在鐵路兩側(cè)的槽道內(nèi)分別鋪設(shè)了光纜，光接入設(shè)備設(shè)的組網(wǎng)是每隔三千米左右通過光纖將其引入到通信機(jī)房內(nèi)。無線傳輸方式的系統(tǒng)架構(gòu)顯然比有線傳輸方式簡單，實(shí)現(xiàn)起來也相對容易一些，但是采用無線傳輸方式時(shí)，系統(tǒng)的建設(shè)成本很高，只要是系統(tǒng)在運(yùn)行就存在著運(yùn)行成本。在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)存在著無線傳輸延時(shí)的問題，這對系統(tǒng)可靠性的影響是很大的。因此無論是從可靠性還是經(jīng)濟(jì)性方面來考慮，無線傳輸方式都不是一個(gè)好的選擇。有線傳輸能夠保證高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸，只要建成了就可以一勞永逸，沒有任何的運(yùn)行成本，綜合這幾點(diǎn)的考慮，這里選擇有線的傳輸方式。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的作用就是接收各匯聚節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性相關(guān)的理論來判斷所測邊坡的穩(wěn)定性，如果發(fā)現(xiàn)有滑坡的危險(xiǎn)，則要報(bào)警。
　　4.4 加強(qiáng)邊坡信息化施工
　　信息采集系統(tǒng)是通過設(shè)置于加固結(jié)構(gòu)體系及與其相互作用的巖土體和相鄰建筑物中（或周圍環(huán)境）的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行工作的，以便獲取如下信息：加固結(jié)構(gòu)的變形；加固結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；巖土體變形； 錨索錨桿變形與應(yīng)力；相鄰建筑變形。采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初步整理，并清繪各種測試曲線，以便隨時(shí)分析與掌握加固結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，對測試失誤原因進(jìn)行分析，及時(shí)改進(jìn)與修正。信息的反饋主要通過計(jì)算機(jī)輸入初步整理的數(shù)據(jù)，用預(yù)測程序進(jìn)行系統(tǒng)分析。根據(jù)處理過的信息，定期發(fā)布監(jiān)測簡報(bào)，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象預(yù)示潛在危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)發(fā)布應(yīng)急預(yù)報(bào)，并應(yīng)迅速通報(bào)設(shè)計(jì)施工部門進(jìn)行研究，對出現(xiàn)的各種情況作出決策，采取有效的措施，并不斷完善所示。與優(yōu)化下一步設(shè)計(jì)與施工。信息化施工技術(shù)內(nèi)容可歸納為以下幾點(diǎn)：對加固結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案全過程進(jìn)行反演和過程優(yōu)化；預(yù)測各因素對 加固體系的影響及其權(quán)重和后果分析；作出施工方案可行性和可提供決策依據(jù)，并提出采取的措施。靠性評估；隨施工過程作出風(fēng)險(xiǎn)評估和失控分析。
　　利用儀器監(jiān)測無論是監(jiān)測斷面選擇還是測點(diǎn)布置都是有限的，對有限的監(jiān)測斷面和測點(diǎn)則要求有相當(dāng)?shù)拇硇?。從大悟高邊坡穩(wěn)定存在的問題以及影響穩(wěn)定的因素分析來看，其邊坡失穩(wěn)主要是局部失穩(wěn)，一般不可能整體失穩(wěn)。而可能發(fā)生局部失穩(wěn)的巖體往往是那些由不利地質(zhì)構(gòu)造面組合所形成的楔形體，以及那些由于爆破振動(dòng)影響在邊坡上緣開裂的危巖體。這些可能發(fā)生局部失穩(wěn)的部位在事先是難以確定的，若發(fā)生失穩(wěn)塌落時(shí)相應(yīng)的規(guī)模也較小，再加上這種部位很多，不可能一一布置儀器來監(jiān)測。
　　
　　5 結(jié)論
　　邊坡包括自然邊坡和人工邊坡，是巖石圈表面的天然地質(zhì)和工程地質(zhì)的作用范圍內(nèi)具有露天側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，是廣泛分布于地表的一種地貌形態(tài)。邊坡是人類生活和工程活動(dòng)中最普遍也是極為重要的地質(zhì)環(huán)境，與人類的各種活動(dòng)密切相關(guān)。在人類發(fā)展演化過程中，無時(shí)不與邊坡相互沖突、相互協(xié)調(diào)，進(jìn)而達(dá)到相互共存。特別是近幾十年來，人們已充分認(rèn)識到：邊坡作為一種人類不可回避的地質(zhì)環(huán)境，總是伴隨著人類的工程活動(dòng)，一方面人類力圖對邊坡進(jìn)行改造、加固，使之服務(wù)于人類；另一方面，邊坡在受到人類的工程活動(dòng)及外界環(huán)境影響時(shí)，坡體發(fā)生破壞，給人類的安全及建設(shè)帶來災(zāi)害。因此，一百多年來，人們對邊坡變形過程、失穩(wěn)形式、失穩(wěn)機(jī)制、穩(wěn)定性評價(jià)及滑坡預(yù)測預(yù)報(bào)等進(jìn)行了廣泛而深入的研究，借助數(shù)學(xué)、力學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論與方法，試圖對邊坡的演化及滑坡預(yù)測預(yù)報(bào)進(jìn)行研究，并應(yīng)用到人類工程活動(dòng)的實(shí)踐中去。分析了鐵路邊坡的破壞形式和導(dǎo)致它破壞的因素，按照地質(zhì)組成對鐵路邊坡進(jìn)行了分類，指出了各類邊坡穩(wěn)定性的影響因素，接著研究了目前用于邊坡變形監(jiān)測的各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了精度高、價(jià)格低、可靠性好、適合建立網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)作為系統(tǒng)的核心監(jiān)測技術(shù)。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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