論精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用

孫 偉

焦作市富源地質(zhì)礦產(chǎn)服務(wù)有限公司

論精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用

孫 偉

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地面沉降受到的影響因素比較多，特別是自然環(huán)境、人類活動(dòng)等因素的影響，如礦產(chǎn)資源的開采、建筑物的建設(shè)、地震等，都會(huì)造成地面出現(xiàn)不同程度的沉降。為更準(zhǔn)確的把握地表變化情況，應(yīng)做好地面沉降的監(jiān)測工作，對其沉降程度進(jìn)行有效的測量。

精密水準(zhǔn)測量；地面沉降；監(jiān)測

1 前言

近些年來，國家對地面沉降監(jiān)測工作越來越重視，而且地面沉降監(jiān)測中也引入了大量的先進(jìn)測量技術(shù)，如，精密水準(zhǔn)測量，融入了更為先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，將其應(yīng)用到地面沉降監(jiān)測中，對提升地面監(jiān)測質(zhì)量有著極大的作用。

2 地面沉降監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)

地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)是地面沉降監(jiān)測的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，而且，監(jiān)測網(wǎng)的形式應(yīng)結(jié)合水準(zhǔn)路線形式進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，通常地面沉降監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的建設(shè)都會(huì)將多條路線組成水準(zhǔn)網(wǎng)，進(jìn)而保證一定數(shù)量的共同點(diǎn)[1]。并在實(shí)際監(jiān)測過程中，結(jié)合監(jiān)測的側(cè)重點(diǎn)明確水準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測周期，當(dāng)然，在此過程中應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測，并要對監(jiān)測現(xiàn)場的各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而保證水準(zhǔn)網(wǎng)監(jiān)測的有效性。如果不能準(zhǔn)確把握組網(wǎng)平差時(shí)，將很難保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而基點(diǎn)沉降位移檢查造成難度大的情況，更難以確定地面沉降的具體數(shù)據(jù)。在利用監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)施周期性觀測之后，需要對其區(qū)分觀察誤差或點(diǎn)位沉降引起的點(diǎn)位高程差異原因，以便于對水準(zhǔn)點(diǎn)位的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。通常在地面沉降監(jiān)測中，需要由基準(zhǔn)點(diǎn)逐漸開始進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測，并根據(jù)間接平差原理對平差進(jìn)行逐一的計(jì)算，從而提升平差計(jì)算的有效性，同時(shí)也更有利于監(jiān)測點(diǎn)近似高程的計(jì)算。

3 精密水準(zhǔn)測量觀測法分析

地面沉降監(jiān)測工作極其重要，而且沉降監(jiān)測應(yīng)嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。針對地面沉降監(jiān)測的方法來分析，在科技不斷發(fā)展過程中，沉降方法也在不斷改進(jìn)和完善，已經(jīng)逐漸打破傳統(tǒng)沉降方法的限制，更有效地提升了沉降監(jiān)測的有效性，進(jìn)而提升地面沉降監(jiān)測的整體性效果[2]。精密水準(zhǔn)測量是當(dāng)前被廣泛應(yīng)用在地面沉降中的主要方法之一，在整個(gè)測量中要求所使用的測量儀器必須為一二等精密水準(zhǔn)監(jiān)測儀器，而且要保證每次測量前需測定儀器的Ⅰ角，保證不能超過15°，如果超出的情況下，應(yīng)及時(shí)對其進(jìn)行校正，才能保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性。在大量的實(shí)踐研究中發(fā)現(xiàn)，精密水準(zhǔn)測量方法應(yīng)用的過程中，主要受到水準(zhǔn)路線、Ⅰ角的影響，因此，為了能夠提升監(jiān)測質(zhì)量，需要保證對同一水準(zhǔn)線路的往返路線進(jìn)行觀測，并在觀測過程中應(yīng)通過互換水準(zhǔn)尺的方式提升其觀測的準(zhǔn)確性。

在實(shí)際測量操作中，為了有效避免錯(cuò)誤、混亂等現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)嚴(yán)格按照數(shù)字水準(zhǔn)儀中的觀測提示方式進(jìn)行觀測，尤其是在返測的過程中，應(yīng)采用換尺不換人的方式，實(shí)現(xiàn)盯人觀測，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測中的誤差，從而提升精密水準(zhǔn)測量的效果。經(jīng)大量的實(shí)踐研究，要保證精密水準(zhǔn)測量的準(zhǔn)確性，除了要嚴(yán)格按照相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行之外，應(yīng)嚴(yán)格遵循著以下幾方面原則：每個(gè)側(cè)段在往測返測的過程中，所設(shè)定的測站必須為偶數(shù)站；實(shí)施觀測工作前，應(yīng)將測量儀器放置工作環(huán)境至少30分鐘，適應(yīng)工作環(huán)境以免受到環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生誤差；測量前應(yīng)對測量儀器進(jìn)行校正，同時(shí)在同一測站上觀測時(shí)，應(yīng)注意不能對其進(jìn)行兩次調(diào)，以免影響到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4 精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用分析

首先，在精密水準(zhǔn)測量應(yīng)用的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行，如，《地面沉降水準(zhǔn)測量規(guī)范》DZ0154-95、《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》GB12897-2006等要求[3]。

其次，應(yīng)結(jié)合地面沉降監(jiān)測的實(shí)際地區(qū)情境，對水準(zhǔn)線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中主要根據(jù)《地面沉降水準(zhǔn)測量規(guī)范》DZ0154-95規(guī)范要求，對水準(zhǔn)測量線路進(jìn)行選定。在具體路線選定的過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照以下要求執(zhí)行才能更好地提升地面沉降監(jiān)測的效果。如，應(yīng)考慮測量地區(qū)的地面地形起伏程度，同時(shí)，為了便于精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用，選擇水準(zhǔn)路線過程中應(yīng)盡量沿著公路布設(shè)，如果是對一些沒有鋪裝路面區(qū)域進(jìn)行測量的話，應(yīng)盡量選擇坡度較小的區(qū)域設(shè)置觀測站，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少觀察站的設(shè)置數(shù)量，將測量誤差降至最低，進(jìn)而提高地面沉降的觀測效率。另外，如果測量地面存在斷裂帶、構(gòu)造帶、深井、采空區(qū)等引起地面沉降特征區(qū)域的情況下，在該區(qū)域布設(shè)測量水準(zhǔn)線路應(yīng)盡量穿過這些區(qū)域，提升整體測量的效果。同時(shí)，測量點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)選擇地面振動(dòng)較少、形式大型車輛較少的區(qū)域，避免受到這些因素的影響。此外，在任何情況下對地面沉降監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)，都應(yīng)避免跨度較大的情況出現(xiàn)，同時(shí)應(yīng)盡量避免在湖泊、水面區(qū)域進(jìn)行測量，以免造成跨度過大而影響到整體的測量效果[4]。

再次，測量中所使用標(biāo)尺時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的要求進(jìn)行使用。通常在往返測奇數(shù)標(biāo)尺時(shí)，所使用標(biāo)尺的測量順序應(yīng)為后視標(biāo)尺-前視標(biāo)尺-前視標(biāo)尺-后視標(biāo)尺；在往返側(cè)偶數(shù)站的過程中，標(biāo)尺順序應(yīng)為前視標(biāo)尺-后視標(biāo)尺-后視標(biāo)尺-前視標(biāo)尺。另外，在監(jiān)測前應(yīng)將測量儀器整平，以及要將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)后視標(biāo)尺，進(jìn)而保證地面沉降監(jiān)測的可靠性、準(zhǔn)確性。

最后，為了提升精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用效果，測量作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格注意測量中的一些注意事項(xiàng)以及相關(guān)的影響因素。例如，受到外界環(huán)境的影響，如空氣的溫度變化較大，將會(huì)對數(shù)字水準(zhǔn)儀的電子元件產(chǎn)生影響，極易造成觀察數(shù)據(jù)誤差。因此，在溫度較高或溫度較低的情況下應(yīng)盡量避免外業(yè)測量；應(yīng)隨身攜帶三腳架，尤其是在土質(zhì)較為松軟的地帶，應(yīng)當(dāng)用三腳架對儀器進(jìn)行固定，保證儀器的穩(wěn)定性等。

5 總結(jié)

綜上所述，在地面沉降監(jiān)測過程中，應(yīng)充分運(yùn)用先進(jìn)的測量技術(shù)，如，精密水準(zhǔn)測量，充分發(fā)揮出現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢，切實(shí)提升精密水準(zhǔn)測量在沉降監(jiān)測中的應(yīng)用效果。通過本文的分析，希望能夠引起相關(guān)測量部門的重視，切實(shí)提升地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

[1]賈光軍,陳廷武.精密水準(zhǔn)和InSAR技術(shù)在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用分析[J].測繪通報(bào),2014(S2):10～11.

[2]張美玲,孫廣東.淺析精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2014(17):191.

[3]王雷霆.論精密水準(zhǔn)測量在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用[J].華北國土資源,2013(2):113～116.

[4]姜衍祥,楊建圖,董克剛,黃立人,周俊,于強(qiáng).利用GPS監(jiān)測地面沉降的精度分析[J].測繪科學(xué),2006(5):63～65+5.