[发明专利]一种用于落石灾害的弹簧式消能报警装置和分级预警方法

说明书

本发明公开了一种用于边坡防护网的缓冲消能报警装置及落石灾害分级预警方法。本发明中的缓冲消能报警装置主要包括弹簧式消能和警报触发器、供电模块、警报控制模块，及与之相连的现场警报发布模块和警报信息远程无线传输模块；其中弹簧式消能和警报触发器感知落石灾害，传递信号至警报控制模块，通过现场警报发布模块及信息无线传输模块将警报信息发送至现场及远程数据控制中心；供电模块为整个装置提供稳定电源支持。本发明还公开了一种利用上述装置对较大能量落石进行分级预警的方法。利用本发明中的装置及方法可以有效准确地实现落石灾害的监测预警，警报发布机制可靠，最大限度避免和减少道路边坡崩塌落石灾害所带来的危害。

技术领域

本发明涉及地质灾害安全防护和监测预警技术领域，具体尤其是一种用于落石灾害的弹簧式消能报警装置和分级预警方法。

背景技术

落石是指边坡岩石块体因某种原因从地质体表面失稳后经过下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等运动方式沿着坡面向下快速运动，最后在较平缓的地带或障碍物附近静止下来的一个动力演化过程。落石是山区常见地质灾害，其突发性强、预测困难，给人民生命财产造成极大威胁。

目前，对落石灾害的有效防控方法主要为设置防护网和危岩体监测预警。其中，防护网应对落石灾害施工简单，较为环保，但由于落石能量较大，拦截过程中经常击穿防护网或防护网整体扯落，导致防护失效。目前尚未有行之有效的方法改进防护网的缓冲性能，实现对大能量落石冲击的监测预警。

另外，危岩体的监测预警多为采用相关仪器设备等对变形情况、岩体断裂声音、岩土体应力等进行监测，但由于地质条件的复杂性，各灾害点情况各异等原因，通常难以准确预测灾害的发生并发出可靠预警。准确预测灾害的发生为世界性难题，预测难度较大，但如果做到对已发灾害的及时预警，同样能够起到防灾减灾的作用。目前，对于落石灾害的分级预警还没有及时、可靠的方法和手段。

对落石灾害的有效防控方法就是做好防护和监测预警。目前做法是对危岩体加装主动防护网，对落石采用被动防护网等。防护网应对落石的方法具有施工相对简便，较为环保等优点，但由于落石一般位处高陡，拦截过程中对防护网冲击力巨大，落石经常击穿防护网或将防护网整体扯落，导致防护失效。改进防护网的缓冲性能，对大能量的落石冲击进行监测和预警，具有重要意义。

以往对崩塌落石的监测，主要集中在对危岩体的监测上。主要监测方法有：

1、对危岩体变形情况的监测。主要方法包括采用卫星定位监测危岩体绝对位移；裂缝计、激光测距仪等监测危岩体相对位移；倾斜仪监测危岩体的倾斜或深部位移；或采用卷尺、全站仪、图像识别，乃至遥感或近景摄影等方法监测危岩体变形。

2、对岩体破裂声音的监测。主要方法有地声发射仪、地音探测仪等采集岩体变形破裂产生的声波信号，进而分析判断危岩体变形情况。

3、对岩土体应力的监测。主要采用压力计等设备监测地表地下岩土体应力变化情况。

4、其他监测方法。如采用视频识别等方法监测崩塌发生后岩土体运动状况来达到对崩塌灾害的监测预警。

上述方法一般都能较为精确的测定危岩体变形情况，但由于地质条件的复杂性，各灾害点情况各异等原因，通常都难以准确预测灾害的发生并发出可靠预警。

对于地质灾害的预测，目前仍是世界性难题。主要原因有：

1、灾害点地质条件复杂，几何结构唯一，每个灾害点的情况都与其他点不一样，因此某个点的灾害预测经验不能直接用于其他灾害点，具体点的灾害预测必须经过分析、计算和验证；

2、灾害点的地质条件，尤其是地下部分，难以完全调查清楚，给岩土体稳定分析和灾害的预测增加了极大难度；

3、岩土体失稳机理目前尚未完全掌握；

4、监测技术和方法还不足以准确获得岩土体稳定分析所需的所有参数。