論精密水準(zhǔn)測(cè)量在地面沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

曹培國(guó)

摘 要：地面沉降問(wèn)題的產(chǎn)生是由于綜合性的因素所導(dǎo)致，具體表現(xiàn)在自然因素所引發(fā)的地層變形、壓縮，或者是人類(lèi)活動(dòng)所導(dǎo)致的地形變化。由于精密水準(zhǔn)測(cè)量具有檢測(cè)難度較低、投入成本低以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)跟進(jìn)地面沉降監(jiān)測(cè)工作的進(jìn)度，為區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與研究提供詳實(shí)的一手基礎(chǔ)資料。本文從建設(shè)地面沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)出發(fā)，論述了地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量可能會(huì)存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上探討了在地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量的具體應(yīng)用形式，提升地面沉降監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：精密水準(zhǔn)測(cè)量；地面沉降監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

一、建設(shè)地面沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)

所謂的地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)指的是一種參考標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用在地面沉降監(jiān)測(cè)工作，通常來(lái)說(shuō)，地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系主要以水準(zhǔn)路線為基礎(chǔ)，為了能夠提升地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系的覆蓋率，往往需要鋪設(shè)多條水準(zhǔn)路線，進(jìn)而產(chǎn)生一定數(shù)量的共同點(diǎn)的同時(shí)，保證地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)所反饋的數(shù)值的準(zhǔn)確性。在開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)明確地面沉降監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)周期，以此為基礎(chǔ)合理的劃分精密水準(zhǔn)測(cè)量的檢測(cè)重點(diǎn)。為了能夠保證精密水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)規(guī)范的要求鋪設(shè)地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)，從而嚴(yán)格的控制地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)所反饋的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以此來(lái)提升精密水準(zhǔn)測(cè)量的有效性。與此同時(shí)，如果地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員無(wú)法準(zhǔn)確把握地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)的平差時(shí)，那么將會(huì)導(dǎo)致地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)的基點(diǎn)出現(xiàn)大幅度的沉降位移，不僅嚴(yán)重影響了精密水準(zhǔn)測(cè)量所反饋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還會(huì)增加地面沉降監(jiān)測(cè)工作的難度。為此，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員結(jié)合實(shí)際的情況合理的規(guī)劃周期性觀測(cè)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面的分析點(diǎn)位高程差異產(chǎn)生的原因，將這些點(diǎn)位高程差異的產(chǎn)生原因進(jìn)行分類(lèi)，明確產(chǎn)生原因是觀測(cè)誤差還是點(diǎn)位沉降所引起的，從而切實(shí)有效的控制地面沉降基準(zhǔn)網(wǎng)的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，在利用精密水準(zhǔn)測(cè)量開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作時(shí)，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員需要以基準(zhǔn)點(diǎn)為核心落實(shí)好水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)工作，并引入間接平差原理完成平差的計(jì)量工作，為接下來(lái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)近似高程的計(jì)算奠定工作基礎(chǔ)。

二、地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量可能會(huì)存在的問(wèn)題

1.溫度的變化增加了精密水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性

在實(shí)際的應(yīng)用精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)的過(guò)程中，由于溫度的變化使得水準(zhǔn)儀角發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)，從而增加了精密水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性。這是因?yàn)榫芩疁?zhǔn)測(cè)量所使用的儀器的每個(gè)部件的材質(zhì)具有一定多的特殊性，對(duì)于溫度的變化有著較為靈敏的感應(yīng)，再加上每個(gè)部件的熱脹冷縮的反應(yīng)程度的不同，使得精密水準(zhǔn)測(cè)量的視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸的相對(duì)位置發(fā)生不同幅度的改變，從而導(dǎo)致所反饋的數(shù)據(jù)與實(shí)際的地面沉降存在較大的差異。為此，在利用精密水準(zhǔn)測(cè)量開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，及時(shí)跟進(jìn)周?chē)鷾囟茸兓瘜?duì)于精密水準(zhǔn)測(cè)量的視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸位置變動(dòng)的情況。

2.水準(zhǔn)標(biāo)尺的穩(wěn)定性較差

通常來(lái)說(shuō)，在利用精密水準(zhǔn)測(cè)量開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作時(shí)，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)確保水準(zhǔn)尺與尺樁或者是尺臺(tái)保持垂直的狀態(tài)，這是因?yàn)槿绻疁?zhǔn)尺與尺樁或者是尺臺(tái)沒(méi)有保持垂直的狀態(tài)，那么就會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)比實(shí)際值偏大，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的數(shù)值誤差，進(jìn)而影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度。為了避免因?yàn)檎`差嚴(yán)重而導(dǎo)致返工重測(cè)問(wèn)題的發(fā)生，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)以裝有水準(zhǔn)器的標(biāo)尺作為主要的工具，通過(guò)水準(zhǔn)器所反饋的數(shù)值來(lái)調(diào)整標(biāo)尺的傾斜程度，切實(shí)有效的保證水準(zhǔn)測(cè)量的精度。

三、在地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量的具體應(yīng)用形式

1.落實(shí)好地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量的工作標(biāo)準(zhǔn)

在利用精密水準(zhǔn)測(cè)量開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作時(shí)，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)反復(fù)的閱讀《地面沉降水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》DZ0154-95以及《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12897-2006等相關(guān)文件的內(nèi)容，并及時(shí)跟進(jìn)《地面沉降水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》DZ0154-95以及《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》GB12897-2006等相關(guān)文件的更新進(jìn)度，確保地面沉降監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展符合相關(guān)規(guī)范的要求。

2.優(yōu)化水準(zhǔn)線路網(wǎng)絡(luò)體系

首先，為了確保水準(zhǔn)測(cè)量所反饋的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員需要對(duì)目標(biāo)需要的水文特征、地質(zhì)環(huán)境以及地面沉降情況進(jìn)行全方位的調(diào)查，確保所構(gòu)建的水準(zhǔn)線路網(wǎng)絡(luò)體系能夠貼合目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際地區(qū)情境。其次，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注水準(zhǔn)測(cè)量線路的選定工作情況，在開(kāi)展水準(zhǔn)測(cè)量線路選定工作時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照《地面沉降水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》DZ0154-95等相關(guān)文件的要求開(kāi)展工作。為了能夠切實(shí)有效的保障地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)將地面地形起伏程度納入到水準(zhǔn)測(cè)量線路的影響因素范圍內(nèi)。與此同時(shí)，為了能夠便于后期水準(zhǔn)線路網(wǎng)絡(luò)體系的調(diào)整以及降低地面沉降監(jiān)測(cè)工作的難度，應(yīng)當(dāng)盡可能的沿著公路來(lái)布設(shè)水準(zhǔn)路線網(wǎng)絡(luò)。如果在布設(shè)的過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)沒(méi)有鋪裝路面的區(qū)域，那么針對(duì)這種情況地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)以坡度較小的區(qū)域作為觀測(cè)站。為了能夠盡可能的將測(cè)量誤差降至最低，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的需求適當(dāng)?shù)臏p少觀察站的設(shè)置數(shù)量。如果地面沉降監(jiān)測(cè)的區(qū)域存在斷裂帶、構(gòu)造帶、深井、采空區(qū)等區(qū)域，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注斷裂帶、構(gòu)造帶、深井、采空區(qū)這些區(qū)域的沉降情況，盡可能的將更多的水準(zhǔn)線路鋪設(shè)在這些區(qū)域，從而提升整體測(cè)量的效果。最后，為了防止因?yàn)閰^(qū)域跨度過(guò)大而影響到整體的測(cè)量效果，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)將水準(zhǔn)線路選擇地面振動(dòng)較少、形式大型車(chē)輛較少的區(qū)域，降低湖泊、水面區(qū)域測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量。

3.規(guī)范標(biāo)尺的使用

為了能夠保證地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格按照相關(guān)的要求使用標(biāo)尺，通常在往返測(cè)奇數(shù)標(biāo)尺時(shí)，所使用標(biāo)尺的測(cè)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(guò)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。此外，為了能夠確保地面沉降監(jiān)測(cè)的可靠性、準(zhǔn)確性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員在開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)確保測(cè)量?jī)x器處于在整平的狀態(tài)。

4.重點(diǎn)關(guān)注影響因素的干擾

地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員需要注意測(cè)量中的一些注意事項(xiàng)以及相關(guān)的影響因素的干擾，例如三腳架的攜帶，如果是在土質(zhì)較為松軟的地帶進(jìn)行地面沉降監(jiān)測(cè)工作，為了能夠確保儀器的穩(wěn)定性，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)利用尺樁固定。不僅如此，溫度的變化也是影響的因素之一，因此，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員需要實(shí)時(shí)跟進(jìn)影響因素的變動(dòng)情況，及時(shí)排除干擾。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地面沉降監(jiān)測(cè)相關(guān)工作人員首先需要落實(shí)好地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量的工作標(biāo)準(zhǔn)，其次，優(yōu)化水準(zhǔn)路線，最后規(guī)范標(biāo)尺的使用以及重點(diǎn)關(guān)注影響因素的干擾。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注地面沉降監(jiān)測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量可能會(huì)存在的問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)建設(shè)地面沉降監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)，切實(shí)有效的保障地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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