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      基于北斗定位地面沉降在線監測解決方案

      添加時間:2020-10-10 08:45:03

      基于北斗定位地面沉降在線監測解決方案

       

      地球表面的海拔標高在一定時期內不斷降低的環境地質現象叫地面沉降。地面沉降有自然的地面沉降和人為的地面沉降。自然的地面沉降一種是地表松散或半松散的沉積層在重力的作用下,由松散到細密的成巖過程,另一種是由于地質構造運動、地震等引起的地面沉降。人為的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。

       

      第一是開發利用地下流體資源。由于抽取地下水,在許多國家和地區產生了地面沉降。20世紀20年代,我國上海、天津在市區集中開采地下水的地區發生地面沉降。華北平原地下水降落漏斗和地面沉降已經引起廣泛關注。

       

      第二是巖溶塌陷。中國是世界上巖溶最多的國家之一。隨著巖溶地區國民經濟的飛速發展,巖溶區土地資源、水資源和礦產資源開發不斷增強,由此引發的巖溶塌陷問題日益突出,已成為巖溶地區主要地質災害問題。

       

      第三是開采固體礦產。礦山塌陷多分布在礦山的采空區,以采煤塌陷最為突出。中國有約20個省區發生采空塌陷,以黑龍江、山西、安徽、山東、河南等省最為嚴重。

       

      第四是工程環境效應。密集高層建筑群等工程環境效應是近年來新的沉降制約因素,在地區城市化進程中不斷顯露,在部分地區的大規模城市改造建設中地面沉降效應明顯。


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      地面沉降的危害主要有:

       

      損失地面高程,使洪澇災害加劇,防洪、排澇工程效能下降


      世界上有許多沿海城市,如日本的東京市、大阪市和新瑪市,美國的長灘市,中國的上海市、天津市、臺北市等,由于地面沉降致使部分地區地面標高降低,甚至低于海平面。這些城市經常遭受海水的侵襲,嚴重危害當地的生產和生活。為了防止海潮的威脅,不得不投入巨資加高地面或修筑防洪墻或護岸堤。

       

      中國上海市的黃浦江和蘇州河沿岸,由于地面下沉,海水經常倒灌,影響沿江交通,威脅碼頭倉庫。1956年修筑防洪墻,1959~1970年間加高5次,投資超過4億元,每年維修費也達20萬元。為了排除積水,大得不改建下水道和建立排水泵站。

       

      1985年8月2日和19日,天津市沿海海水潮位達5.5m,海堤多處決口,新港、大沽一帶被海水淹沒,直接經濟損失達12億元。1992年9月1日,特大風暴再次襲擊天津、潮位達5.93m,有近100km海堤浸水,40余處潰決,直接經濟損失達3億元。雖然風暴潮是氣象方面的因素而引起的,但地面沉降損失近3m的地面標高也是海水倒灌的重要原因。

       

      地面沉降也使內陸平原城市或地區遭受洪水災害的頻次增多、危害程度加重??梢哉f,低洼地區洪澇災害是地而沉降的主要致災特征。無可否認,江漢盆地沉降、洞庭湖盆地沉降(現代構造沉降速率為10mm/a)和遼河盆地沉降加重了1998年中國的大洪災。

       

      建筑物、構筑物、公路、橋梁等遭受破壞


      地面沉降特別是不均勻沉降破壞建筑物地基,嚴重影響建筑物的正常使用和壽命,影響地鐵、越江隧道、橋梁、高速公路、高架道路、城市供水、供氣等地下管網和西氣東輸管線、高層建筑等的正常運營

       

      美國內華達州的拉斯維加斯市、因地面沉降加劇,建筑物損壞數里劇增。我國江陰市河塘鎮地面塌陷,出現150m以上的沉降帶,造成房尾墻壁開裂、樓板松動、橫梁傾斜、地面凹凸不平,約5800m2時建筑物成為危房,一座幼兒園和部分居民已被迫搬遷。地面沉降強烈的地區,伴生的水平位移有時也很大,如美國民灘市地面垂直沉降伴生的水平位移最大達到3m,不均勻水平位移所造成的巨大剪切力,使路面變形、鐵軌扭曲、橋墩移動、墻壁錯斷倒塌、高樓支柱和框架彎扭斷裂、油井及其他管道破壞。

       

      由于地面下降一些園林古跡遭到嚴重的損壞。如我國蘇州市樸園內的亭臺樓群閣、區廊假山,經常被水淹沒,園內常年備有幾臺水泵排水。


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      橋下凈空減小,內河通航能力下降


      橋墩隨地面沉降而下沉,使橋下凈空減小,導致水上交通受阻。上海市的蘇州河,原先每天可通過大小船只2000條,航運量達(100~120)×104t。由于地面沉降,橋下凈空減小,大船無法通航,中小船只通航航也受到影響。

       

      港口設施基本失效


      地面下沉使碼頭大去效用,港口貨物裝卸能力下降。美國的長灘市,因地面下沉而使港口碼頭報廢,我國上海市海輪??康拇a頭,原標高5.2m,至1964年已降至3.0m,高潮時江水涌上地面,貨物裝卸被迫停頓。

       

      據有關部門估計,上海地面每沉降1mm,就會造成1000萬元的經濟損失。40年來,上海因地面沉降造成的經濟損失達2900億元。蘇錫常地區也造成了數百億元的損失。由于地面沉降天津塘沽沉降中心的高程已不足1m,現有防潮堤不足以抵擋海水,1992年9月1日潮位達5.93m,部分碼頭、庫房、工廠、農田被淹,僅這一次被淹的直接損失就達3.99億元??傊?,經濟越發達的地區,地面沉降造成的損失也越大,嚴重影響著城市建設和經濟發展。


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      地面沉降預防措施和監測

       

      地面沉降與地下水過量開采緊密相關,只要地下水位以下存在可壓縮地層就會因過量開采地下水而出現地面沉降,而地面沉降一旦出現則很難治理,因此地面沉降主要在于預防和監測。

       

      法制措施

      上海市為合理開采使用地下水,有效控制地面沉降,近年來堅持“嚴格控制、合理開采”的原則,加大對地下水開發、利用和管理的力度,取得了顯著的成效。據上海市給水處的統計數據,1996年至今全市近郊地區共壓縮停用深井185口,地下水的開采量從1996年的1.5×1012m3縮減到1999年的1.04×1012m3,使本市地下水開采量又恢復到20世紀80年代的水平;1999年全市平均地面沉降量比1998年減少1.94mm。為繼續保持地下水開采量負增長的良好勢頭,上海市政府做出決定,2000年全市地下水凈開采量要比上年同比遞減300×104m3。

       

      工程技術措施

      目前,國內外預防地面沉降的主要工程技術措施大同小異,主要包括:建立健全地面沉降監測網絡,加強地下水動態和地面沉降監測工作,開辟新的替代水源、推廣節水技術,調整地下水開采布局、控制地下水開采量,對地下水開采層位進行人工回灌,實行地下水開采總量控制、計劃開采和目標管理。

       

      建筑物基礎處理措施

      查清地質構造,對高層建筑物的地基進行防沉降處理。在已發生區域性地面沉降的地區,為了減輕海水倒灌和洪澇等災害損失,還應采取加高加固防洪堤、防潮堤以及疏導河道、興建排澇工程等措施。針對密集建筑群誘發地面沉降的防治,上海采用了很多工程措施,如淺層高壓縮性土加固與改良、復合地基控制沉降、優化建筑群基礎持力層及基礎傳力方式、優化建筑容積率及建筑平面布置方式等。

       

      地面沉降監測系統

      自動化監測系統是利用傳感器技術、信號傳輸技術,以及無線傳輸技術和軟件技術,從宏觀、微觀相結合的全方位角度,來監測影響結構安全的關鍵技術指標,記錄歷史、現有的數據,分析未來的走勢,以便輔助施工、監測單位決策,提升安全保障水平,有效防范和遏制重特大事故發生。 系統依托智能軟件系統,建立分析變形預警模型,實現與短消息平臺結合,當發生異常時,及時自動發布短消息到監測、施工管理人員的手機上并且支持語音報警功能,以便提供啟動相應的預案。


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      系統優勢:

      實現對建筑物重要運行數據的實時采集、傳輸、計算、分析。

      直觀顯示各項監測數據,監測數據的歷史變化過程及當前狀態。

      一旦出現緊急情況,系統能及時的發出預警信息。

      可實現安全監測信息的多級共享。

      可實現安全預警信息的發布。


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      北京天璣科技有限公司(以下簡稱天璣科技)隸屬于北京奧宇集團,是一家致力于北斗智慧工程應用的高科技企業。天璣科技以交通部公路院、中國水科院,北京地研發等為行業技術支撐,結合自身強大的研發實力,整合行業資源優勢,匯聚資深創業團隊,深耕行業應用需求,深入了解中國特色,為用戶提供一整套智慧工程建設全流程解決方案。

      天璣科技成立以來高速發展,創新性的將北斗技術應用到公路、鐵路,水利、機場工程建設領域,以工程質量過程管控為核心,將隱蔽工程透明化,為業主和施工總包單位解決質量,安全、效率、管理等核心問題。已形成TJMC攤鋪系統,壓實系統,樁基信息化系統,TJ-Cloud變形監測等系統產品,從終端到平臺,硬件到軟件,產品銷售到全程技術服務為廣大業主和施工總包方提供完善的北斗智慧工程方案。特別是基于北斗的道路工程質量信息化系統成熟應用于日照交發,武漢交投,中建四局,南寧繞城高速等項目中,京雄城際,江巷水庫大壩,大興機場沉降監測等項目中也已全線選用,積累了豐富的成功案例,得到業界高度肯定和贊許。

      天璣科技已通過ISO9001質量體系,3A信用企業,國家、中關村雙高新技術企業等認證,取得軟件著作權10項,發明專利3項,是拓普康數字化施工產品核心代理商,已成為智慧工程領域的領軍企業。天璣星,是北斗七星的第三顆, 尊為祿存星。天璣,主理天上人間的財富,喻為財富之星,不斷為用戶創造價值,為業主提升管理,為業者提供保障,為行業積累財富。

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