实时监控推进滑坡风险管理

由Angus W. Stocking作者

On September 30, 2018, the 200 or so residents of British Columbia’s Old Fort (not far from Fort St. John) were shocked by the roar of a landslide occurring a couple of miles outside of town, as 8 million cubic meters (10.5 million cubic yards) of dirt, rock and big boulders swept down about 1,000 meters (0.6 miles) from a gravel pit to Peace River wetlands, laying waste to everything in their path, including trees, utilities, and—of most concern to residents—about 600 meters (2,000 feet) of the Old Fort Road, the only access for residents. It was a roar heard around the nation, making the evening news and drawing the nearly immediate attention of the B.C. Ministry of Transportation and Infrastructure.

被困在老堡垒的居民的安全是最紧迫的问题。当该部动员调查时，这一消息不好。早期的现场检查表明，滑坡是一种重要的自然危害，需要进行多年时间表来减轻。来自韦斯特雷克（Westrek Geotechnical Services）的当地地质学家很快能够确认幻灯片是“幻灯片是由于落地楼头部的基岩失败而造成的，那里的砾石采石场在老堡上方的山坡上运行，”在大规模崩溃之前，幻灯片已经移动了几个月。

大规模崩溃也没有标志着滑坡下行的终结。尽管它发布了大量储存的能源，但仍在发生故障。倒塌三天后，测量了20米的额外位移。在接下来的几天中，置换4至50米很常见。这些早期的测量令人震惊，以至于卑诗省的公共安全部长迈克·法恩沃思（Mike Farnworth）于10月7日采取了审慎但有争议的步骤，撤离了整个城镇，此举影响了54家房屋和约200名居民。

对于每个参与其中的人来说，这是一个艰难而压力的时刻。鉴于山体滑坡的大小和持续的向下翻译，该部的任何人都不能说何时，甚至如果，将重建旧的堡垒路（急救驳船和直升机从邻近的和平河中进行了撤离），也不能确定该镇本身将幸免。一些居民担心他们可能永远无法回到自己的房屋中。

复杂的监控，正确完成

由于事工人员迅速使用LiDAR设备实施了每日飞越，因此对滑坡的监视开始了。这是提供覆盖几英亩幻灯片区域的准确数据的有效且安全的第一步。在最初崩溃后的最早，最危险的日子里，航空飞越也使工人脱离了幻灯片。

但是，由于每日飞行非常昂贵，因此激光跃升是不可持续的。此外，激光雷达的工作只能每24小时记录每24小时的数据，并且永远无法提供有关运动率的实时信息，该信息用于自动向工人提醒迅速增加移动的滑坡，这可能表明另一个崩溃事件。“激光雷达的工作对于界流后滑坡的立即至关重要，并且早期数据非常有帮助，”部地理学调查主管Sean Macisaac说。“但是我们知道，这不是我们需要确定滑梯何时稳定的那种监控，以及何时安全地建造临时道路并恢复公用事业。”

该团队与Leica Geosystems的结构监测总监David Rutledge以及测量解决方案提供商空间技术联系，以在降落量的两周内设计和安装基于GNSS的监测系统，开始完成。

总部位于加利福尼亚和不列颠哥伦比亚省的Rutledge使自己立即获得了自己的访问，因为这被证明是他职业生涯中涉及的许多监测项目中最紧急和最复杂的一项。“设计一个可以可靠地（经济有效）来衡量实时位移的系统是挑战。我们需要一个系统，可以在全时钟全天候以毫米级的三个维度跟踪幻灯片。这是必须了解幻灯片的机制，并确保我们不会将任何人置于伤害的方式上。” Rutledge说。“肖恩（Sean）和他的团队真正了解风险，并愿意接受几项使该解决方案成为可能的创新。”

为了他。Macisaac说：“我的调查团队长期以来一直在Leica Geosystems设备上进行标准化。鉴于情况的高赌注，我们对Leica的尝试和测试方法充满信心。”

监视解决方案由四个主要组成部分组成：

• 由Leica Geosystems设计的定制GNSS纪念碑将由直升机移动到主动幻灯片区域
• Leica GM30监控接收器，该接收器跟踪GPS星座和Glonass星座
• Leica Geosystems设计了具有三路故障功能的通信系统，可提供最高的可靠性。
• Leica Geomos的自定义实现！用于连续实时监视滑坡运动的在线分析软件。

真的很稳定的纪念碑……这一举动！

从测量师的角度来看，将GNSS传感器放在积极移动的滑坡上是一项有趣的事业。Rutledge和Macisaac设计，建造和安装的创新性，最初的纪念碑设计可能会在未来几年中在滑坡监测项目中具有影响力。

为了连续操作并且没有电网电源，GM30接收器需要基于太阳能围绕太阳能的强大直流电源系统。这包括一个适当尺寸的太阳能电池板和一个能够在任何天气下提供电源的电池阵列。为了使整个系统“底部重”和防风量的抵抗力，Leica Geosystems设计了一个最小扩展的混凝土缸底座，重量超过1,700磅，使整个安装的组件的重量超过一吨。

Rutledge说：“这样的系统的替代方案将需要在现场进行钻井钻机以奠定深层地基。”“但这将达到三倍的成本，可能不是一个更好的解决方案。我们将纪念碑与预期的位移信号相匹配，这是测量科学的经常被忽视的方面。设计和特殊的混凝土混合物意味着我们可以在短短几天内将所有物品都在网站附近制造。我们觉得我们找到了一种很好的方法来安装与旧堡垒特定条件一起使用的GM30，从那时起，他们的表现证明了我们正确的。现在，我们在低毫米范围内跟踪幻灯片。”

还有一个问题：一个安装这些在地形上的GNSS站很危险地不稳定吗？一句话，直升机 - 最初的六个混凝土基地，带有安装括号，电池组和太阳阵列，当然，GM30在陆地滑坡附近的一个受限区域上演，然后在一天的时间内举起并降低至策略性地散布在滑坡上（除了安装了一个远离滑坡并用作基站的接收器）。Macisaac解释说：“在大多数情况下，将传感器放置在测量师可以安全行走的位置上，然后在由直升机降低的基础和组件上进行必要的组件。”“但是我们确实在没有步行的地方放置了一些地方，在这种情况下，我们也继续前进并降低了验船师的速度 - 对于我们的团队来说，这是异常令人兴奋的现场工作！”

有了最初的六个传感器，立即可用位移数据。Macisaac说，LiDAR的航班持续了几天，“只是为GNSS数据提供检查，并帮助我们对设备获得信任。”“两组数据非常匹配。”GNSS数据的实时处理是由Leica Spider软件完成的，然后由基于云的分析工具的Geomos现在显示这些数据。MacISAAC定义了用于自动生成警报消息的位移阈值，这些阈值由BC MOT和其他必须安全地与幻灯片区域进行安全互动并向当地房主和旅行的公众提供指导。

The Leica Geosystems monitoring system has been in place for more than a year and has provided an uninterrupted record of displacements form the slide (and at the low millimeter level), supporting the ministry’s decision to use Leica Geosystems’s expertise, equipment, and software for this demanding task.

Rutledge说：“系统正常运行时间对我们非常重要，对于我们的监视解决方案来说是一个很大的差异化因素。”“我们的GM30具有可以对其进行分区的内部内存，因此它的一部分是在首先输出的基础上运行的。这意味着，即使存在通信故障，或者部门的服务器下降，该网站上收集的所有数据都可以从本分区获得一年左右。我们将自动检索它并在系统返回在线后处理。”

监测系统建立了一个月后，MacISAAC和MOT Geotechnical团队得出结论，基于GNSS的数据，滑坡已经稳定了，并给予了重建旧的Fort Road，Restore公路，并结束疏散的批准。命令。

压力系统测试

On November 29, 2018, just a few days after residents began to return home, a 4.5 magnitude earthquake was felt over the Peace River region and was particularly noticeable in Old Fort—the earthquake’s epicenter was less than 20 kilometers from the still-recovering town. Residents across Northeast B.C. reported strong tremors that rattled homes and businesses for several seconds. That kind of seismic activity worries anyone who feels it, but Old Fort residents were understandably more alarmed than most. Had the earthquake triggered a new, massive landslide event? One that could easily destroy the newly restored access to their little community, forcing another evacuation?

“当然，这是一个惊喜，” Macisaac说。“我们周围没有很多地震活动。当然，我的第一个想法是检查滑坡。”在该地区的Rutledge也很担心。由于Leica Geosystems监视系统已经收集了一段时间，因此他和Macisaac现在能够登录Geomos！网站，看看它可能触发的任何位移。Macisaac说：“我们看了看它，可以立即验证根本没有流离失所，这真是太神奇了。”“该部能够立即致电城镇官员，并充满信心地告诉他们他们的访问受到影响。”

正如Rutledge所说，这是该部的巨大胜利和“风险管理的胜利”。Macisaac解释说：“陆地在这里并不罕见，我们已经还有其他候选人进行长期监测项目。”“幻灯片补救和评估可能需要很长时间，并且随着我们在旧堡垒学到的知识，并且通过我们组装的设备，我们将能够更快，更有效地做出反应。”

Angus Stocking是一位有执照的土地测量师，自2002年以来一直在撰写有关基础设施的文章。要了解有关创新监测解决方案的更多信息，请访问//www.secondwindkites.com/industries/monitoring-solutions。