2019年7月27日14时48分,位于中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室和同济大学深地科学中心的“滑坡牛顿力综合监测预警平台”,同时收到建设于云南省德宏州盈江县熊家山石料场4套边坡牛顿力监测设备传送的临滑预警信息。
“滑坡牛顿力空地监测预警系统”是何满潮院士团队自主研发的滑坡监测预警系统。系统同时以短信、微信两种形式推送给盈江县水利局相关领导,提醒做好防灾减灾准备。7月28日10时29分,熊家山石料场边坡发生滑移并局部解体,临滑预警时间提前19小时41分。此次滑坡已是何满潮院士团队自2006年至今第13起滑坡灾害临滑预报成功案例。
边坡滑移破坏特征及牛顿力监测点分布图
熊家山石料场为长地方水库坝址附近(5km范围内)唯一储量能满足水库筑坝用量的石料料源,其下游周边容易发生洪涝、山体滑坡、泥石流等地质灾害。2018年8月28日,何满潮院士团队针对长地方水库熊家山石料场进行现场调查,并制定了牛顿力监测方案,2019年1月完成4套滑坡牛顿力监测设备的安装与调试,对熊家山石料场危险边坡进行24小时远程实时监测。
熊家山NO.2监测点牛顿力监测曲线及滑坡后缘变形特征
2019年7月24日17时,NO.2监测点牛顿力值达到黄色预警阈值并触发长期预警;7月27日4时,达到橙色预警阈值并触发中期预警;7月27日14时48分,牛顿力值突降并触发临滑预警。预警信息及时上传到盈江县水利局驻场领导并迅速做出避险决策。现场安全人员对边坡危险区进行了排查和警戒,应急撤离了危险区内所有人员和设备。20个小时后危险区内边坡局部发生解体,由于响应及时并提前采取了防范措施,避免了大量人员伤亡和经济损失。
“滑坡牛顿力空地监测预警系统”以宏观NPR新型材料和边坡岩土体之间的相互作用为理论核心,实现对滑坡灾变全过程的实时监测和临滑预警。主要关键技术如下:
(1)NPR锚索传感技术(最大恒阻力850kN,最大变形量2m);
(2)滑坡灾变监测、加固、防治、预报一体化控制技术;
(3)基于北斗卫星通讯平台的滑坡灾变牛顿力3S远程监测预警技术;
(4)基于牛顿力变化的滑坡灾变预警模式及预警准则。
目前,该技术已在露天矿山开采、高速公路、西气东输及水利水电等工程中成功应用和推广,全国累计安装滑坡牛顿力空地监测预警系统500余套,监测点分布于吉林、辽宁、内蒙古、河南、山西、陕西、新疆、甘肃、河北、云南、湖北、广东、浙江、四川等19个省份和地区,已成功预报滑坡灾害13起,挽救了百余人生命和数以亿计的财产损失,具有显著的经济效益和社会效益。