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(zāi)、減災(zāi)，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(zhì)災(zāi)害垂直位移監(jiān)測的方法與變形分析。

關(guān)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(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，東部災(zāi)害區(qū)總面積約25.4 km2。為了規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，市發(fā)改委組織實(shí)施了采沉區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測及信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，通過GNSS時(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測、INSAR監(jiān)測、地脈動(dòng)檢測、垂直位移監(jiān)測4種技術(shù)手段，融合各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，形成采沉區(qū)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫。

1、監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)

垂直沉降監(jiān)測網(wǎng)采用同級(jí)布網(wǎng)方法，即基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測點(diǎn)一起組成二等水準(zhǔn)網(wǎng)，全網(wǎng)由113個(gè)點(diǎn)，11個(gè)閉合環(huán)，17個(gè)結(jié)點(diǎn)組成，水準(zhǔn)路線總長59.1km。其中利用起算點(diǎn)2個(gè)，GNSS自動(dòng)化監(jiān)測點(diǎn)21個(gè)，垂直監(jiān)測點(diǎn)90個(gè)。

2、選點(diǎn)埋石

選點(diǎn)埋石工作歷時(shí)3個(gè)月完成，監(jiān)測點(diǎn)主要布設(shè)在道路兩側(cè)及重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)。

垂直位移監(jiān)測點(diǎn)按3種類型埋設(shè)標(biāo)石，總計(jì)為90個(gè)點(diǎn)。其中基本標(biāo)石30個(gè)，分層標(biāo)石30個(gè)，基巖標(biāo)石30個(gè)。

3、二等水準(zhǔn)外業(yè)觀測

3.1觀測方式

二等水準(zhǔn)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(tái)電子水準(zhǔn)儀、條碼尺沿同一路線進(jìn)行，尺墊重量為5kg。

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

3.2外業(yè)觀測流程

儀器檢校、設(shè)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(jì)算

外業(yè)觀測結(jié)束后，及時(shí)整理和檢查外業(yè)觀測記錄，主要為累計(jì)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(shù)據(jù)，編寫VBA程序，直接提取測段高差、測站數(shù)、路線長度，并編輯為南方平差易2005可讀取的.txt格式，計(jì)算往返測高差不符值、環(huán)閉合差，符合《規(guī)范》要求后進(jìn)行平差計(jì)算，求取每期施測各監(jiān)測點(diǎn)高程。

4 沉降監(jiān)測成果處理

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

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

利用CASS9.0軟件統(tǒng)計(jì)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(zhì)量情況

5.1 二等水準(zhǔn)網(wǎng)外業(yè)觀測精度

二等水準(zhǔn)網(wǎng)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(zhǔn)網(wǎng)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(jì)沉降量折線較平緩。榆林路沿線最大累計(jì)沉降量為分層標(biāo)石點(diǎn)FC17，沉降趨勢較明顯。青年路沿線整體累計(jì)沉降量最大值為中部基本標(biāo)石點(diǎn)S15，區(qū)間在3.7-181.8mm，是整個(gè)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(fēng)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(jì)沉降量6.8mm，沉降較為明顯。鳳翔路沿線整體累計(jì)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(jì)沉降量為2-6mm，沉降趨勢較明顯。東林路沿線整體累計(jì)沉降量為2-10mm，沉降趨勢較明顯。永寧街沿線整體累計(jì)沉降量為1-3.5mm，沉降趨勢不明顯。公園街沿線整體累計(jì)沉降量為0.7-5.6mm，基本標(biāo)石點(diǎn)S28點(diǎn)沉降較為明顯。安康街沿線南側(cè)與公園一路交叉口沉降較大，其中基巖標(biāo)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(jì)沉降量基巖標(biāo)石點(diǎn)LT為18.4mm。

6.2區(qū)域沉降成果分析

根據(jù)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(jì)沉降量為2-4mm，沉降趨勢不明顯；由榆林橋南側(cè)起沿渾河南路至東洲交警大隊(duì)以南300-400m范圍內(nèi)，較為穩(wěn)定；海新路南段以東至搭連立交橋范圍內(nèi)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(nèi)，沉降明顯，地表較不穩(wěn)定。

7、結(jié)束語

（1）在采沉區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測項(xiàng)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(zhǔn)測量技術(shù)，獲取的變形數(shù)據(jù)是最直觀、最真實(shí)、最基礎(chǔ)的，對(duì)其他三種監(jiān)測成果的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

（2）根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害防治治理側(cè)重點(diǎn)區(qū)域的不同，垂直位移監(jiān)測點(diǎn)分別埋設(shè)基本標(biāo)石、分層標(biāo)石、基巖標(biāo)石，形成不同標(biāo)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(duì)研究采沉區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和整體變形規(guī)律提供了科學(xué)依據(jù)。

（3）外業(yè)數(shù)據(jù)采集使用先進(jìn)的電子水準(zhǔn)儀將存儲(chǔ)原始記錄與計(jì)算機(jī)軟件無縫連接，有效規(guī)避了人工記錄與輸入的錯(cuò)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(jié)果，通過周期性沉降監(jiān)測成果與GNSS自動(dòng)化監(jiān)測、INSAR監(jiān)測、地脈動(dòng)檢測成果進(jìn)行對(duì)比，采沉區(qū)的位移趨勢是一致的。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家技術(shù)監(jiān)督局：《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006

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