尾矿基坑/大坝导轮式固定测斜监测方案
时间：2025-04-09
涉川
一、方案背景
尾矿坝、基坑边坡、高填方土体等大型工程体在长期运行过程中易发生内部水平位移和深层滑动变形。常规表面测斜手段难以获取真实的内部位移趋势。采用导轮式固定测斜仪（In-Place Inclinometer）系统，可实现连续、深层、自动化监测坝体或边坡的变形剖面，支持远程数据传输、异常预警和趋势分析。
二、监测目标
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实时监测尾矿坝、基坑、堆土边坡内部的水平位移变化；
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构建深部位移剖面，识别潜在滑移面或破坏层；
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支持连续布点、长期无人值守在线监测；
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提供远程平台数据管理、手机查看与预警推送；
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为灾害预警、加固治理决策、工程验收等提供精准数据支撑。
三、导轮式固定测斜系统原理
导轮式测斜系统基于倾角传感器（MEMS）+不锈钢导轮组件组成的单元，预埋于测斜管中（ABS/钢制导管）。每个传感单元测量所在深度处的倾斜角度（X、Y轴），通过多点串联安装，可获得从上到下各深度处的倾斜变化，从而计算出水平位移剖面与累计位移量。
四、系统组成
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模块
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作用说明
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导轮式固定测斜仪
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测量设定深度的倾斜角度，导轮防止偏移，增强测量稳定性
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测斜管（导管）
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埋设在坝体/基坑中，承载测斜仪，传递土体变形信息
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数据采集控制器（DTU/采集箱）
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管理多个测斜单元的数据采集、处理与上传
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4G通信模块
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实现测量数据远程上传至云平台
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云平台/手机小程序
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实时查看、曲线分析、历史对比、导出报表、推送告警等功能
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太阳能+电池供电系统（可选）
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实现偏远区域无人值守连续供电
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五、技术参数（示例）
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项目
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技术规格
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测量方式
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MEMS倾角传感器（双轴）+导轮稳定机构
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单元长度
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0.5 m / 1.0 m（可定制）
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位移分辨率
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≤0.05 mm（视长度与角度精度计算）
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倾角精度
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±0.05° ～ ±0.1°
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最大监测深度
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10 ~ 60 m（视导管长度和应用需求）
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输出频率
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1次/5分钟 ～ 1次/1小时
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通信方式
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4G / NB-IoT / RS485（可选）
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工作电压
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12V DC，支持太阳能+锂电池供电
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防护等级
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IP68（传感器） / IP65（控制器）
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六、系统部署流程
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孔位勘定：根据设计要求或变形监测点选定孔位；
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预埋导管：采用ABS或不锈钢测斜管，垂直埋入坝体/边坡，灌注水泥砂浆固定；
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组装测斜单元：将多个导轮式测斜仪按照深度顺序串接并垂直放入导管；
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连接采集终端：将测斜仪引线汇入采集终端，配置地址与上传参数；
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供电与联网调试：连接太阳能板/电池/市电，测试数据上传；
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平台对接：用户平台/小程序远程查看数据、配置报警、生成报表。
七、平台功能与数据管理
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实时展示各深度点倾角/水平位移值；
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构建多时段、深度剖面曲线图；
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自动生成累计位移趋势图、速度变化图；
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超限自动报警，推送至APP/微信/短信；
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支持数据导出为Excel/CSV格式，用于分析与归档；
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多点统一接入管理，适合尾矿坝体多监测孔布设；
八、方案优势
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结构稳定：导轮设计使得传感器在导管中滑动顺畅且定位准确；
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免人工测量：对比传统人工测斜仪无需频繁下孔，自动化监测更安全；
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实时性强：支持低频连续监测，快速响应潜在灾害变化；
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扩展能力强：可拓展接入土壤水分、渗压、水位、裂缝等其他传感器；
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适应性强：耐腐蚀防水，适用于尾矿坝、滑坡、基坑、隧道、边坡等环境；
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平台智能：手机+Web多端查看，数据可视化、分析、告警一体化。
九、典型应用场景
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尾矿坝坝体深层位移监测
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高陡边坡、滑坡体内部位移预警
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高填方路基、边坡稳定性监测
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地下深基坑支护墙体变形监测
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地铁、隧道盾构段周边土体结构控制
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水库大坝/土石坝安全状态长期观测
十、效益分析
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项目
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效益说明
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安全保障
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提前感知坝体内部变形趋势，预防灾害发生，保护人员财产安全
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成本节约
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替代人工测量与巡检，减少人力投入，提高效率
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数据支撑
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提供高时效、高精度的结构变形数据，辅助治理与工程优化
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技术升级
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推动尾矿坝/基坑数字化、智能化升级，提升现代监测管理水平
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十一、案例简述（示意）
云南某尾矿库高坝段部署3套导轮式固定测斜系统，监测深度30m，采样频率每10分钟一次。系统成功识别坝体3m以下土体层在雨季前发生缓慢滑移，及时预警启动下游支护，避免坝体失稳风险。
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