高速公路边坡无人机巡查问题分析与探讨
【摘要】采用无人机技术,能够提高高速公路外场作业的能力和效率,对应急处置快速反应、日常巡查管理都有十分重要的意义。但是无人机在执行巡检任务时,需要明确边坡养护巡查的内容和要求,了解边坡所处的周边环境,清楚其用于边坡巡查时受到的约束条件。根据上述三点内容,本文进行详细的分析,希望对无人机在高速公路巡检有所助益。
【关键字】高速公路;无人机;高边坡;巡检
中图分类号:TM752 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)14-0122-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.054
1 边坡日常养护巡查要求及内容分类
一般来说,边坡主要是指因为人类工程活动需要对地形、地势进行改造而形成的坡地或坡面,分为自然斜坡和人工边坡。高速公路边坡的基本要素包括坡顶、坡面、坡脚、坡高、坡长、坡角等[1]。
边坡病害是道路的主要病害之一,病害种类繁多且突发性强。为保证高速公路有良好的路况以保障过往交通安全,高速公路养护管理公司将边坡养护巡查分为日常养护巡查、定期检查和专项检查,以加强边坡养护巡查及时发现问题。
1.1 边坡日常养护巡查要求
1.1.1 巡查周期
目前我国一般是根据边坡的稳定情况,先对其进行分类;然后根据边坡的类别制定不同的日常养护巡查周期。一般情况下,根据边坡的稳定性将其分成四类,各类相对应的巡查周期。当出现暴雨或者进入雨季时,需要增加巡查的频率;边坡治理期间对其巡查次数每天不少于1次。由此可见,高速公路边坡日常养护巡查周期短、频率高。
1.1.2 巡查范围
边坡日常养护巡查一般要求下起路堑的排水沟、上不少于坡顶外侧2边沟宽,需根据情况不少于20m。主要是通过巡查人员目测的方式对边坡的坡体及防护构造物进行一般
性的检查。
1.2 边坡日常养护巡查内容
目前高速公路边坡日常养护巡查内容主要包括防护工程、排水设施以及对边坡安全稳定构成威胁的其他情况的巡视。
1.2.1 边坡防护类型及巡查内容
边坡作为道路工程中最常见的工程之一,为了防止其失稳而影响到道路的稳定和车辆的行车安全。同时,尽量与周围的环境相协调、维持生态环境的相对平衡,施工过程中会根据地形、地质等具体情况选择相应的防护工程
措施
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。边坡
防护一般主要分为支挡结构防护和坡面防护。
(1)支挡结构防护
一般对于稳定性较差或不稳定的边坡,会采用增加边坡率的方法或者利用支挡结构对其进行加固以确保边坡的稳
定性。支挡结构主要包括抗滑桩、锚杆式、悬臂式、重力式等多种结构。
(2)坡面防护
坡面防护主要针对稳定性好的边坡,一般用来防护开挖的边坡坡面岩体风化脱落、掉块等浅
表
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层或可能出现局部变形破坏的情况,主要分为砌石、喷锚和柔性三类防护。
1.2.2 排水设施巡查内容
由于大气降雨引起的坡面径流会冲刷道路边坡,雨水的入渗会引起地下水位的变化会影响边坡的稳定性,因此在边坡设计时会要求在边坡的坡顶、坡面、坡脚和边坡中部平台设置排水系统,多雨地区应采取坡面防护和截排水综合措施。坡面排水主要采用排水沟和截水沟,一般情况下,排水沟设置在截水沟的两头或者相对较低的一端,用来排除超出截水沟容纳能力的地表径流。
排水设施巡查主要包括:截水沟、排水沟、边沟等是否淤塞、有无冲毁破损、涵沟是否相互连接以及排水是否通畅,保证地表及地下排水设施的有效性。
2 边坡巡查问题分析
目前无人?C技术已经被广泛的应用于多个领域,并且取得了不错的成果,但受限于无人机飞行控制技术、GPS定位精度等因素,无人机的安全作业与其作业环境有很大的关联。为了保证无人机在边坡巡检中的实用性,进行了现场环境分析。
2.1 高公路边坡环境分析
边坡所处的环境具有以下特点。
(1)GPS信号难以保证。许多边坡位于山区地带,由于山的遮挡,GPS信号通常情况下比较弱甚至没有,或出现信号不稳定的情况。
(2)边坡上空环境复杂。不少边坡周围设有供电设施,输电导线横跨于边坡上空。输电导线会根据不同的用电需求被分成不同的等级,而架设不同等级电线的对地高度是不同的,部分边坡上空甚至有不同等级的电线相互交错。
(3)为实现网络、通信信号全覆盖,架设了大量的通讯基站,部分边坡附近也存在通信基站。通讯基站发射的无线电会干扰无人机与地面之间的遥控信号,使得遥控距离大幅度缩短而影响无人机的飞行控制,导致无人机出现失衡等情况。
(4)高速公路边坡位于高速公路的两侧,且边坡的坡脚一般距离道路较近。高速公路上会不定时地经过高速行驶的车辆,而在日常的养护巡查中是不会对道路进行管控的。
由《道路交通安全法》第五节高速公路特别规定可知,除了行人、非机动车拖拉机、轮式专用机械车、铰接式客车、全挂拖斗车以及其他设计最高时速低于70公里的机动车不得进入高速以外,其他机动车辆若满足相关要求,均可以进入高速公路。由此可知,高速公路上的车辆类型多、尺寸大小不一。
2.2 日常巡查重、难点分析
(1)巡查重点
边坡一般是在坡体内部存在的潜在变形、滑动面(带)和外部触发因素的共同作用下发生变形破坏。诱发路堑边坡变形破坏的因素主要为大气降雨等。降雨期间的地表径流冲刷会导致水毁;同时,地表水会深入转化为地下水并对岩土介质产生软化作用大大降低岩土的强度,加上其对土体的润滑作用容易导致边坡最终发生变形破坏。因此地下水不仅是路堑边坡发生滑坡等灾害的主要诱发因素,而且在坡体变形破坏的潜在条件形成的过程中发挥着很大的作用,所以边坡的排水设施应是日常养护巡查的重点[1]。(2)巡查难点
在边坡的日常养护巡查中主要是采用徒步(必要时借助绳索等防护用具)辅以简单的工具,通过眼看、耳听、敲打等简便的手段了解边坡的大体情况;对于无法攀爬的边坡主要是通过望远镜进行观察。
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