道路高边坡监测预警与应急处置 实用技术汇编 (第一批)2024.docx
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1、道路高边坡监测预警与应急处置实用技术汇编(第一批)交通运输部科技司2024年5月编制说明2024年5月1口,广东梅大高速茶阳路段发生高边坡塌方,造成重大人员伤亡,为了支持开展全国性道路高边坡风险排查、加强后续监测预警和应急处置工作,交通运输部科技司向国内相关高校、科研院所、建设企业及专家、学者广泛征集道路工程高边坡监测预警与应急处置实用技术,经专家初步遴选,形成第一批实用技术汇编,包括道路高边坡检测、巡查与隐患探测技术15项,道路高边坡典型灾害应急处置技术15项,道路高边坡监测及预警技术42项,道路高边坡加固设计与滑坡治理技术8项,共计80项。供山区道路建设与运营相关部门及技术人员参考,希望这
2、些技术措施能够为提升道路交通高边坡安全能力提供帮助。第一部分道路高边坡检测巡查与隐患探测技术11 .滑坡灾害牛顿力智能监测预警系统22 .“南水坤宁”号巡检查险车33 .公路无人机低空巡检、精密调查和快速勘察技术44 .道路路基空洞/塌陷风险快速检测与应急处置修复技术55 .天地一体道路高边坡A1.智能化巡检监测技术66 .公路路基浸润面监测预警技术87 .道路深层隐伏空洞高精度无损探测技术及装备98 .路基隐伏灾害快速探测技术109 .三维探地雷达快捷检测路基隐蔽病害技术I1.10 .高大边坡与堤坝工程智能监测预警技术1211 .基于激光致声技术的公路沥青路面及路基缺陷无损检测技术.1412
3、.高边坡沉降光学自标定轻量化形变监测技术与网级预警系统1513.基于探地雷达和A1.识别的车载路基病害快速检测及辅助决策技术1614 .路基空洞识别与检测技术1715 .岩质高边坡地质灾害非接触式监测预警技术18第二部分道路高边坡典型灾害应急处省技术191 .道路高边坡地质灾害预防治理应急处置快速决策技术202 .道路灾后快速应急路面铺装技术213 .轻质泡沫混凝土在高填方路基中的填筑与病害处理224 .高边坡水毁路基快速修补超高延性复合矿物基胶凝材料技术.235 .公路土质边坡钢管螺旋桩应急快速处治技术246,钢轨抗滑桩与挡墙组合结构用于滑坡应急处治技术257 .装配式UHPC桁架锚钉板及T
4、型挡土墙技术268 .重大道路高边坡滑塌后紧急抢险、应急加固及快速修复技术.279 .高聚物锚杆边坡应急抢险与快速加固技术2910 .用于公路高边坡加固及地灾抢险的钢管混凝土桩结构及其施工方法3011 .基于大数据分析的重点区段导航平台动态限速及边坡灾害预警应急系统3112 .高陡边坡圆形抗滑桩与微型钢管桩联合快速支挡施工工法.3213 .重大降雨及多雨地区损坏路面快速修补加固技术及设备3414 .黄土地区公路边坡灾后快速评估和快速治理新技术3515 .道路塌陷区域提升及填充加固应急抢险材料36第三部分道路高边坡监测及预警技术37(一)空天地一体化监测技术381 .基于“前期观测”与“长期监测
5、”的高速公路边坡灾害地表变形监测技术382 .无信号山区环境道路高边坡多源一体自动化监测预警技术403 .高速公路高边坡北斗GNSS自动化监测预警技术414 .道路高边坡监测预警与应急处置实用技术425 .道路边坡安全监测高精度视觉测量系统436 .土质高陡边坡可视化监测与灾毁路段联动预警技术447 .道路高边坡检测监测预警与加固防治一体化关键技术458 .空天地一体化的高危边坡安全运行智能监测技术469 .基于北斗的公路边坡一体化智能监测预警技术4710 .北斗多源装备边坡实时监测智能预警系统4811 .公路高边坡、滑坡监测预警与应急处置系统4912 .基于卫星和无人机联合的道路高边坡监测预
6、警技术5113 .基于北斗定位与通信通导一体化道路高边坡监测预警与应急响应技术5214 .极端天气对道路高边坡雨情和变形进行智能监控及预警分析.5515.山区高速公路长距离不断间边坡变形连续监测和实时报警.57(二)基于各类传感、视觉识别的监测技术5816 .基于Ai视觉、分布式光纤传感(DAS)以及区域智能大模型融合的高速公路高边坡的自动化预报、监测、预警技术5817 .道路高边坡支护与监测一体化智能筋、智能锚杆技术5918 .高边坡岩土体锚索预应力损失超限预报与智能化快捷预应力锚固技术6019 .道路高边坡灾变全过程智能监测与实时预警技术6120 .基于常时微动的道路高边坡崩塌监测预警技术
7、与成套装备.6221 .复杂孕灾环境下公路高边坡长期安全性态监测及预警技术.6322 .道路高边坡变形实时监测和预警系统6423 .山区极端降雨多雾环境下公路边坡安全风险可视化预警技术.6524 .边坡智能安全监控预警装备、系统及平台6625 .山区公路边坡安全风险管控技术6726 .公路高边坡安全害隐患早期识别6927 .公路边坡路基地颁安全风险评价与灾害监测预警技术7028 .边坡灾害多维度协同监测与预警系统7129 .道路高边坡灾变全过程智能监测与实时预警技术7230 .高速公路道路状态安全实时在线监测与预警技术7331 .高山峡谷区高速公路边坡复合链生灾害风险防控关键技术.7532 .
8、基于分布式光纤传感的道路高边坡全断面立体监测预警技术7733 .基于微波位移感测的道路高边坡监测与实时预警技术7834 .基于机器视觉的道路高边坡监测与实时预警技术7935 .南方多雨地区公路路基滑坡应急期安全监控及处置技术8036 .公路高边坡监测预警系统8137 .基于灾变理论的多源信息融合边坡监测技术8338 .边坡监测无人机载SAR成像雷达与可见光图像融合技术8439 .重大冰等灾害后路面性能快速检测、病害预测及处置技术.8540 .山区高速公路高边坡安全运营健康监测及预警技术8641 .道路高边坡区域变形的动态监测与风险主动预警8742 .基于微波光子相移的滑坡灾变监测预警关键技术及
9、应用88第四部分道路高边坡加固设计与滑坡治理技术901 .道路边坡安全建议及应急预防措施912 .地震滑坡(公路)治理与边坡灾害防治技术研究953 .粉煤灰基气泡轻质土路基结构与填筑关键技术974 .基于智能士工格栅的道路高边坡加固-预警一体化技术985 .多雨地区边坡夹层内排水结构设置同时加固边坡施工工法.996 .不良地段高坤方路基处治技术IO1.7 .混凝土微型钢管群桩加固高速公路滑坡带路基边坡施工技术.1028 .高韧性混凝土喷射支护技术103第一部分道路高边坡检测、巡查与隐患探测技术I.滑坡灾害牛顿力智能监测预警系统(一)功能与用途道路高边坡滑动面力学信息全生命周期智能监测与精准预报
10、。(二)技术简介该技术以中国科学院何满潮院上提出的岩石力学灾变牛顿力变化定律和双体灾变力学模型为理论基础,Fi主研发了适用于滑坡大变形灾害的NPR锚索及滑坡灾害牛顿力远程智能监测预警系统,提出r基于牛顿力变化的滑坡灾变预警模式和预警准则,实现了滑坡灾害监测-侦警-控制一体化目标。目前全国已建立823个牛顿力监测点,监测范围内的14次滑坡灾害均提前3.5-20小时发出预警,成功的解决了滑坡短临预报的科学难题,保障了人民生命财产安全,取得巨大的社会效益和经济效益。(三)技术来源单位名称:2. “南水坤宁”号巡检杳险车(一)功能与用途研发的“南水坤宁”巡检查险车具备“日常体检”、应急查险”、多源数据
11、远程传输、现场风险研判等功能,可开展公路隧道内部隐患、外部变形及综合灾害的风险检测预报。(二)技术简介研发的“南水坤宁”巡检查险车包括指挥方舱、无人探测车和无人巡查机,主要技术特点如下:1 .应急快速探测模式下:可分辨S公路隧道路面探测深度1/10的隐患,探测深度N30m,可识别边坡坡面变形范围q2m,探测速度10kmh:2 .高精度详细探测模式下:可分辨公路隧道路而探测深度的1/20隐患,探测速度1处隐患点h,探测深度30m;除驾驶员外,仪器操作和辅助操作人员数量M人;3 .车载仪器支持全球卫星定位/北斗定位、高速通讯功能。(三)技术来源单位名称:3 .公路无人机低空巡检、精密调查和快速勘察
12、技术(一)功能与用途利用垂起固定翼无人机进行公路边坡低空巡检,低空领域调查测绘与灾害定性评价,针对快速变形期及突发地质灾害的快速勘察评价。(二)技术简介以现场调查为主、辅以无人机等高精度测绘设备的方法,收集公路沿线地质情况并提取致灾因广,确定地质灾害分布特征,并对市点段落、重大灾害进行灾害分区。将无人机低空巡检技术引入公路路面、边坡、桥涵、排水及防护设施巡检工作中,利用自主开发的公路无人机低空巡检软件平台,实现包括航飞大数据管理、软件自动建模、变化检测、信息提取与分析、行业管理与报表生成、三维展示、智能识别等功能。快速变形阶段的地质灾害体往往急需保通或快速处置,根据多年抢险救灾经验,提出r一种
13、地质调查辅以少量钻孔综合物探的快速勘察方法,可用于查明灾害特征。(三)技术来源单位名称:4 .道路路基空洞/塌陷风险快速检测与应急处置修复技术(一)功能与用途进行路基隐患的快速检测,科学应急处置,保障道路安全。(二)技术简介通过三维探地雷达快速无损检测手段及时发现道路路基空洞和塌陷风险,结合聚氨酯和高聚物快速修补增强材料与快速注浆技术实现路基应急处置。主要技术特点如下:1 .自主研制车载三维探地雷达系统,可快速、非接触、远距离、全断面实现道路隐蔽性病害的数据采集、实时侦处理及塌陷隐患智能定位,探测深度0-5米,分辨率小于等于0.4米,在不干扰正常运营条件卜实现道路快速病害普查和定期体检;2 .
14、以高效聚氨酯修补材料与高聚物注浆为核心,对检测出的空洞进行迅速而稳固的修补,及时恢复道路使用安全:3 .研发韧性注浆加固技术,利用中空锚杆、自进锚杆或花管成孔,之后进行注浆封孔,采用渗透型高聚物注浆材料进行锚固注浆,利用渗透型高聚物渗透进土体孔隙并胶结周围土体,形成注浆锚固体,实现土质边坡快速韧性加固。(三)技术来源单位名称:5 .天地一体道路高边坡AI智能化巡检监测技术(一)功能与用途进行低成本、全时空的道路高边坡病害巡检识别与(二)技术简介开发基于卫星雷达InSAR与车载视觉的道路高边坡AI智能化巡检监测系统,主要对边坡滑动、崩塌、坍塌、倾倒和错落等变形与病害进行智能化辨识与风险研判预警,
15、主要关键技术如下:1 .基于InSAR的高边坡变形隐患识别技术采用JSInSAR、PSInSAR.Stacking.SBASsD1.nSAR等技术方法,实现对高边坡缓慢连续蠕变情况的长期连续监测、稳定性评估和风险隐患预警。2 .基于视觉A1.的高边坡病害自动识别技术采用车载视觉传感设备、边缘处理设备和人工智能算法,实现植被干扰严重及地形起伏较大区域的边坡信息精准采集,以及对高边坡连续中速变形和快速变形/突变情况的快速比对识别和风险隐患预警。3 .道路高边坡病害数据“一张图”展示技术面向WEB平台或移动平台,采用基于GIS技术架构的数字化“一张图”实时显示技术,实现边坡病害、位置等时空数据直观化
16、呈现:通过病害特征和时空信息精准去重,按照预设条件自动推送风险隐患预警信息:支持病害应急处置作业优化、自动派单、验收核算等任务的全过程自动化闭环管理。技术优势:天基卫星适用于长期蠕变变形体监测,车载视觉设备适用于突变类型变形体监测,两者结合可实现道路高边坡病害检出速度更快、效率更高、成本更低,支持智能化的日常巡检,适用于高速公路、一般公路、农村公路等各类道路.(三)技术来源单位名称:6 .公路路基浸润面监测预警技术(一)功能与用途对道路路基地卜.水浸涧面变化进行监测和预警(二)技术简介在多雨地区,降雨在路基土体的入渗是驱动路基稳定性降低的重要原因。设置全花管测压管、IiI动采集仪器,同步设置阵
17、列式位移计,实时感知高边坡地下水位和连续变形:水位和位移监测分别配置智能分析和预警单兵模块,实时监控路基地下水发展变化情况,对路基边坡抗滑稳定性提出预警信息。(三)技术来源单位名称:7 .道路深层隐伏空洞高精度无损探测技术及装备(一)功能与用途采用深地多波无损探测仪对公路路基地卜.塌陷、空洞等病害进行无损探测。(二)技术简介开发的全数字智能化无损多波深地病害探测装备可对地下塌陷、孔洞、溶洞、软弱夹层、断层等不良地质体结构进行精准定位和探测,主要技术特点如下:1 .探测深度可达地下60m,平均分辨率1m:2 .包括自主研发的大能量变频可控冲击震源、地震多波场模拟仿真技术、基于节点和网格技术的数字
18、化高精度深地多波物探装备、高精度地震多波数据处理算法和地震多波数据分析软件系统:3 .探测效率高、准确度高,可在深层道路地卜.病害领域推广应用。(三)技术来源单位名称:8 .路基隐伏灾害快速探测技术(一)功能与用途暴雨、水灾、冻融、滑坡等灾害后,快速检测路基是否存在脱空、空洞、疏松体、富水体等病害,进行公路路基隐伏塌陷风险源的快速探测与识别。(二)技术简介采用车载三维地质雷达,在不中断交通、不降低车速的情况下,对填方路基、存在不良地质的路基、边坡出现重大病害的路基段等进行快速检测。开发的公路路基隙伏塌陷风险源快速探测方法与装备可以用于上述灾害源的快速探测,主要技术特点为:1、以下载移动平台为基
19、础,能在不阻断正常交通情况卜.,快速检测路基灾害源发育程度:2、路面下方采用多极化方向、多频率三维探地雷达,能够兼顾不同深度和分辨率;3、路面融合视频+机器学习模块,与探地雷达结果相互印证、立体定位:及时确定病害体类型、范围、深度等,并评估危害性。(三)技术来源单位名称9 .三维探地雷达快捷检测路基隐蔽病害技术(一)功能与用途利用三维探地雷达装备不停车快速检测道路结构层及路基隐蔽病害,实时字生数字图像,快捷判定病害类型并预售重大风险。(二)技术简介在不限制车速、不影响交通的情况下,利用三维探地雷达技术,通过数据智能分析系统,实时挛生数字图像,快捷判定病害类型并预警重大风险。实现通过开挖方式即可
20、快速判断道路结构层和路基隐蔽病害:异常体、疏松体、富水区以及空洞与裂缝。技术特点如F:1 .三维探地雷达技术,检测速度为80-110公里/小时,探测深度覆盖0-5米;2 .基于大数据深度学习的病害智能识别与三维重构技术,实现检测数据的快速处理和检测结果的可视化:3 .结合检测图谱快捷判定并预警重大坍塌风险:4 .形成病害报告,包括病害类型、三维位置等,以便养护决策。(三)技术来源单位名称:10 .高大边坡与堤坝工程智能监测预警技术(一)功能与用途对在建和运营公路与水运工程等高大边坡及堤坝的稳定性进行智能化监测与预警。(一)技术简介开发的河南省交通基础设施健康监测管理平台,通过监测采集:地表位移
21、、深层水平位移、锚杆应力、土体含水率、地下水位、建筑物变形等传感器数据,可以实现远程对在建和运营公路与水运工程等高大边坡及堤坝的稳定性进行智能化监测与预警。主要技术特点如卜.:1.采用北斗高精度定位技术,实现对边坡水平及竖向位移的精准监测,监测精度水平方向2mm,竖向5mm:2 .利用4G或5G无线网络,实时上传数据,实现对边坡稳定性全天候、全自动24小时不间断监测;3 .通过仿真力学模型+AI大数据驱动的分析评估系统,对北斗卫星和其他地面智能传感终端获取的多维数据进行专业分析和处理,精准识别监测对象的安全状态和风险等级;4 .通过短信、微信、电话、手机APP等多种方式实时报警,确保管理人员和
22、现场人员实时接收预警信息,保障及时处置隐患和险情。(三)技术来源单位名称:河南交院工程技术集团有限公司绿色高性能材料应用技术交通运输行业研发中心河南省基础设施建设智能检测技术与装备工程研究中心联系地址:11 .基于激光致声技术的公路沥青路面及路基缺陷无损检测技术(一)功能与用途公路沥青路面及路基性能状况的快速检测.(二)技术简介开发基于激光致声技术的包括路面裂缝、路基空洞缺陷的快速检测装备,可用于重大雨雪灾害后,路面使用性能快速检测、病害预测及病害处治,主要技术特点如下:1 .基于激光致声技术的路面路基缺陷快速检测装备,能在不阻断正常交通情况下,快速检测路面和路基的各项技术性能指标并进行自动损
23、坏识别分析;2 .用于沥青路面裂痕及路基塌陷空洞的快速检测。(三)技术来源单位名称:12 .高边坡沉降光学自标定轻量化形变监测技术与网级预警系统(一)功能与用途进行高边坡沉降形变的轻量化监测与网级滑坡灾害预警。(二)技术简介开发的高边坡光学监测技术及预警系统,可用于道路高边坡长期远距离实时形变监测及区域级边坡灾害预警,主要技术特点如下:1 .针对高边坡沉降长期监测需求,将免靶标数字图像相关算法与自标定靶标相结合,可实现全自动轻量化边坡沉降光学监测I。2 .针对高边坡形变远距离测量需求,对远距离热对流及环境振动扰动下的光学测量数据进行自主降噪,可保证边坡沉降长期监测的高鲁棒性。3 .高边坡形变监
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