淺談?chuàng)犴樖胁沙羺^(qū)地質災害垂直位移周期性監(jiān)測

車睿

摘要：撫順市采沉區(qū)的沉陷是由多年的煤炭開采而誘發(fā)的，為了防災、減災，撫順市開展了大量的監(jiān)測工作，本文主要闡述撫順市采沉區(qū)地質災害垂直位移監(jiān)測的方法與變形分析。

關鍵詞：垂直位移；周期性監(jiān)測；變形分析

引言：撫順市由于采煤誘發(fā)的地質災害頻頻發(fā)生，東部災害區(qū)總面積約25.4 km2。為了規(guī)避地質災害的風險，市發(fā)改委組織實施了采沉區(qū)地質災害監(jiān)測及信息系統(tǒng)建設項目，通過GNSS時時自動化監(jiān)測、INSAR監(jiān)測、地脈動檢測、垂直位移監(jiān)測4種技術手段，融合各種數據進行處理分析，形成采沉區(qū)地質災害數據庫。

1、監(jiān)測網的布設

垂直沉降監(jiān)測網采用同級布網方法，即基準點與監(jiān)測點一起組成二等水準網，全網由113個點，11個閉合環(huán)，17個結點組成，水準路線總長59.1km。其中利用起算點2個，GNSS自動化監(jiān)測點21個，垂直監(jiān)測點90個。

2、選點埋石

選點埋石工作歷時3個月完成，監(jiān)測點主要布設在道路兩側及重點監(jiān)測區(qū)。

垂直位移監(jiān)測點按3種類型埋設標石，總計為90個點。其中基本標石30個，分層標石30個，基巖標石30個。

3、二等水準外業(yè)觀測

3.1觀測方式

二等水準測量采用單程路線往返觀測。同一區(qū)段由固定人員使用同一臺電子水準儀、條碼尺沿同一路線進行，尺墊重量為5kg。

在每一區(qū)段內，先連續(xù)進行所有測段的往測，后進行返測。同一測段的往測與返測分別在上午與下午進行。

3.2外業(yè)觀測流程

儀器檢校、設置儀器限差、測站觀測、間歇、檢測與收測。

3.3觀測成果整理與計算

外業(yè)觀測結束后，及時整理和檢查外業(yè)觀測記錄，主要為累計高差、前后視距累積值是否正確。

觀測成果全部符合要求后，利用Microsoft Excel讀取外業(yè)觀測數據，編寫VBA程序，直接提取測段高差、測站數、路線長度，并編輯為南方平差易2005可讀取的.txt格式，計算往返測高差不符值、環(huán)閉合差，符合《規(guī)范》要求后進行平差計算，求取每期施測各監(jiān)測點高程。

4 沉降監(jiān)測成果處理

各期監(jiān)測點高程成果編輯成為沉降分析軟件ZH Subside 2.0所需的數據格式，計算形成本期沉降量、累計沉降量、本期沉降速度、累計沉降速度等成果，并形成各監(jiān)測點沉降過程線圖、沉降速度線圖，直觀反映各期各監(jiān)測點沉降趨勢和沉降速度趨勢。

利用Microsoft Excel統(tǒng)計分析生成各期基本、分層、基巖、動態(tài)監(jiān)測點的沉降量和累計沉降量柱狀圖，道路沿線監(jiān)測點累計沉降量折線圖，直觀反映不同種類監(jiān)測點和道路沿線沉降趨勢。

利用CASS9.0軟件統(tǒng)計分析制作采沉區(qū)等沉降曲線圖、等沉降速度曲線圖，通過與地圖疊加，直接反映區(qū)域沉降趨勢。

5、成果質量情況

5.1 二等水準網外業(yè)觀測精度

二等水準網往返測高差不符值、環(huán)閉合差8期觀測成果中，往返測高差不符值最大為1.63mm，環(huán)閉合差最大值為21.09mm，小于限差三分之一。

5.2二等水準網平差后精度

6、沉降監(jiān)測成果分析

6.1 道路沿線沉降成果分析

渾河南路沿線累計沉降量折線較平緩。榆林路沿線最大累計沉降量為分層標石點FC17，沉降趨勢較明顯。青年路沿線整體累計沉降量最大值為中部基本標石點S15，區(qū)間在3.7-181.8mm，是整個監(jiān)測區(qū)域沉降最大的，青年路西段沉降非常明顯，青年路東段東風汽車4S店以東基本無沉降，較為穩(wěn)定。煤都路沿線最大累計沉降量6.8mm，沉降較為明顯。鳳翔路沿線整體累計沉降量在0.7-2.7mm區(qū)間，沉降不明顯。海新路沿線由北向南沉降量呈增大趨勢。禮泉路沿線整體累計沉降量為2-6mm，沉降趨勢較明顯。東林路沿線整體累計沉降量為2-10mm，沉降趨勢較明顯。永寧街沿線整體累計沉降量為1-3.5mm，沉降趨勢不明顯。公園街沿線整體累計沉降量為0.7-5.6mm，基本標石點S28點沉降較為明顯。安康街沿線南側與公園一路交叉口沉降較大，其中基巖標石JY28為9.5mm。略陽街沿線由北向南至青年路，沉降逐漸增大趨勢，最大累計沉降量基巖標石點LT為18.4mm。

6.2區(qū)域沉降成果分析

根據等沉降曲線圖分析，公園五路以北連接榆林路以北至鳳翔路連接渾河南路之間累計沉降量為2-4mm，沉降趨勢不明顯；由榆林橋南側起沿渾河南路至東洲交警大隊以南300-400m范圍內，較為穩(wěn)定；海新路南段以東至搭連立交橋范圍內較為穩(wěn)定；鳳翔路以北至渾河南路、永寧街以西，沉降趨勢不明顯；青年路與海新路南段交叉口至略陽街以北約1km范圍內，沉降明顯，地表較不穩(wěn)定。

7、結束語

（1）在采沉區(qū)地質災害監(jiān)測項目4種監(jiān)測方法中，垂直位移周期性監(jiān)測采用二等水準測量技術，獲取的變形數據是最直觀、最真實、最基礎的，對其他三種監(jiān)測成果的應用具有指導意義。

（2）根據地質災害防治治理側重點區(qū)域的不同，垂直位移監(jiān)測點分別埋設基本標石、分層標石、基巖標石，形成不同標石類型的沉降量柱狀圖、等沉降曲線圖、等沉降速度曲線圖，對研究采沉區(qū)地質結構和整體變形規(guī)律提供了科學依據。

（3）外業(yè)數據采集使用先進的電子水準儀將存儲原始記錄與計算機軟件無縫連接，有效規(guī)避了人工記錄與輸入的錯誤，提高了監(jiān)測成果的可靠性。

（4）常規(guī)周期性監(jiān)測可以直接反映道路沿線及區(qū)域地表沉降結果，通過周期性沉降監(jiān)測成果與GNSS自動化監(jiān)測、INSAR監(jiān)測、地脈動檢測成果進行對比，采沉區(qū)的位移趨勢是一致的。

參考文獻：

[1]國家技術監(jiān)督局：《國家一、二等水準測量規(guī)范》，中國標準出版社，2006

[2]建設部：《建筑變形測量規(guī)范》，中國建筑工業(yè)出版社，2007。