邊坡監(jiān)測方案

精品文檔監(jiān)測方案1 工程概況本項目起點位于正安縣和溪鎮(zhèn)，順接道真至新寨高速公路福壽場至和溪段終點，起點樁號為K83+098.63，TJ08標終點樁號為K83+152.795，長鏈長54.165m。路線平面接于R=999m的右偏圓曲線上，為整體式路基起點，超高為3%，縱面接于-2.0%的縱坡上。項目區(qū)域位于貴州高原北部向四川盆地過渡的斜坡地帶，是大婁山脈的東南段，海拔高程大致為5501200米，相對高差100200米，地形高低差異明顯。地勢起點在700m左右，而后逐步降低至本段最低點，海拔約1200m。而后逐步下降，降至800m左右。主要的山峰、河流受構(gòu)造控制明顯，走向往往與構(gòu)造線方向一致，測區(qū)以溶蝕地貌及侵蝕構(gòu)造地貌為主。沿線地貌基本特征為：溶蝕地貌發(fā)育于碳酸鹽類巖石分布區(qū)，主要受巖性及地質(zhì)構(gòu)造影響，表現(xiàn)為峰叢洼地、峰林谷地、緩丘溝地、漏斗、落水洞、豎井等；侵蝕構(gòu)造地貌發(fā)育于碎屑巖分布區(qū)，與構(gòu)造線一致，風化作用較強烈。河流呈樹枝狀或羽毛狀，支溝發(fā)育；測區(qū)地貌類型可分為構(gòu)造剝蝕溶蝕低山地貌、構(gòu)造剝蝕溶蝕低中山地貌、剝蝕殘丘及丘陵河谷地貌類型。2 采用的規(guī)范建筑物變形測量規(guī)范（JGJ8-2007）；滑坡防治工程勘查規(guī)范（DZ T02182006）；工程測量規(guī)范（GB 500262007）；公路勘測規(guī)范（JTJ 061-2007）；國家一、二等水準測量規(guī)范（GB/T12897-2006）滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范(DZ102I92006)貴州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段施工設(shè)計圖紙3 觀測目的本次監(jiān)測的目的主要有兩個：1研究北斗在工程中應(yīng)用，檢測北斗在工程中的應(yīng)用狀況，實際用的工程施工中去，看其是否能夠滿足施工需要。2對高邊坡進行實時監(jiān)測，時刻掌握其位移及沉降變化，根據(jù)監(jiān)測的位移及沉降情況分析滑坡的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，提供預(yù)警信息，從而保證工程安全。4 觀測項目由于本次監(jiān)測的目的有兩項，從而本次監(jiān)測的內(nèi)容也主要分為兩大塊：各衛(wèi)星定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測點的位移及沉降量的變化。1各個衛(wèi)星定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集雖然北斗定位系統(tǒng)可以向用戶提供全天候、二十四小時的及時定位服務(wù)，授時精度可達數(shù)十納秒的同步精度，但北斗衛(wèi)星衛(wèi)星定位系統(tǒng)目前仍處于民用領(lǐng)域應(yīng)用不充分、未形成產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀。為響應(yīng)國家號召，支持我國自主研發(fā)的定位系統(tǒng)，我們本次將采集單北斗系統(tǒng)數(shù)據(jù)、單GPS數(shù)據(jù)、北斗加GPS數(shù)據(jù)及三星數(shù)據(jù)。通過對多種數(shù)據(jù)的相同條件下數(shù)據(jù)質(zhì)量的對比，來驗證北斗系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性、實用性。同時我們將對四種數(shù)據(jù)進行全天候的數(shù)據(jù)采集，從而消除天氣、時間段等其他因素對結(jié)果的影響。2監(jiān)測點的位移及沉降量的變化鑒于滑坡對工程施工的危害性巨大，我們對高邊坡的沉降量及位移狀況將進行高精度及全天候的監(jiān)測。側(cè)重于施工期間和強降雨天氣的數(shù)據(jù)收集，通過施工前、降雨前，施工后、降雨后數(shù)據(jù)的對比得出邊坡位移及沉降趨勢。做好滑坡的防范和預(yù)警，從而保證施工安全。5 監(jiān)測點的布置測點和基點的自身結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)必須堅固可靠，且冰凍區(qū)測墩基礎(chǔ)應(yīng)深入冰凍層以下0.5m。根據(jù)滑坡防治工程勘查規(guī)范（中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準）規(guī)定長度大于1Km時，測點間隔為180-220m；長度為500-1000m時，測點間隔為100-180m；長度為300-500m時，測點間隔為70-100m；長度為100-300m時，測點間隔為40-70m。本工程的高填深挖路段里程如下表：深挖路塹段落表序號起止樁號處治長度左（m）右（m）1K83+230K83+420右側(cè)高邊坡1902K85+782K85+930右側(cè)高邊坡1483K86+546K86+741右側(cè)高邊坡1954K87+077K87+328左側(cè)高邊坡1535K88+070K88+184右側(cè)高邊坡1146K88+598K88+896左側(cè)高邊坡2987K88+599K88+747右側(cè)高邊坡1488K89+440K89+500左側(cè)高邊坡659K89+624K89+716左側(cè)高邊坡9210K89+985K90+222右側(cè)高邊坡23711K91+641K91+857左側(cè)高邊坡21612K92+020K92+191左側(cè)高邊坡17113K93+033K93+429左側(cè)高邊坡396高填路堤段落表序號起止樁號處治長度左（m）右（m）1K88+345K88+580高路堤2352K90+870K90+960（970）高路堤901003K93+315K93+559高路堤2444K93+315K93+796高路堤481由于測段的填方及挖方路基呈段狀分布，所以高邊坡的監(jiān)測也需要分測段進行，我們在監(jiān)測區(qū)域每個側(cè)段將布置35個GPS監(jiān)測點，另外在周圍穩(wěn)定區(qū)域布置1個GPS基準點，GPS沉降監(jiān)測點共46個。監(jiān)測點布設(shè)如下圖（根據(jù)實地情況使用三種的某一種）：6 基準點的布置及測量基準點周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)各和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15度；遠離大功率無線電發(fā)射源(如電視臺、電臺、微波站等)，其距離不小干 200 m；遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不得小于50 m；附近不應(yīng)有強烈反射衛(wèi)星信號的物件(如大型建筑物等)；交通方便，并有利于其他測量手段擴展和聯(lián)測;地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存；選點時應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境(地形、地貌、植被等)與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差；基準點位置與監(jiān)測點位置不應(yīng)超過3公里。由于基準點為單個GPS基準點，所以只要滿足以上需求的位置都可以布設(shè)，無具體布設(shè)圖形需求?；鶞庶c的位置數(shù)據(jù)需由與高等級的控制點聯(lián)測的靜態(tài)數(shù)據(jù)解算得出或與高等級的控制點進行導(dǎo)線測量計算得到。7測點的觀測精度要求工程測量規(guī)范對觀測點要求精度如下表：類型水平位移監(jiān)測點中誤差（mm）高程位移監(jiān)測點中誤差（mm）巖石邊坡63土質(zhì)邊坡10128 采用的儀器設(shè)備1、硬件設(shè)備：滑坡位移監(jiān)測選用GPS。考慮集成性和安裝簡易性，擬選用高精度GPS定位傳感器，從工程投資角度講，可選用一機多天線GPS監(jiān)測系統(tǒng)，但考慮到滑坡在暴雨等極端天氣條件下能對各監(jiān)測點連續(xù)、同步監(jiān)測的要求，最終確定表面位移監(jiān)測采用單機單天線GPS表面位移監(jiān)測系統(tǒng)。GPS主機技術(shù)要求參數(shù)：跟蹤通道12通道 GPS L1 C/A碼，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Compass）擴展接口，空基增強系統(tǒng)WAAS。定位精度單歷元定位精度平面：2.5mm，高程：5.0mm。單歷元解算初始化時間：小于20分鐘初始化可靠性：一般大于99.9%；基線長度2公里以內(nèi)。輸入/輸出格式觀測值數(shù)據(jù)：ZHD、RINEX定位數(shù)據(jù)/狀態(tài)信息：NMEA-0183 V2.30數(shù)據(jù)資料記錄內(nèi)置存儲容量：1GB；配置SD卡容量：4GB；同時支持數(shù)據(jù)存儲和傳輸；儲存格式：ZHD、RINEX；命名選擇的文件：多樣化；同時支持不同歷元間隔記錄數(shù)據(jù)；存入數(shù)據(jù)檢索和調(diào)動：網(wǎng)絡(luò)下載；數(shù)據(jù)管理：支持循環(huán)存儲。接口1個RS232端口、1個以太網(wǎng)端口、2個相互獨立電源輸入口，1個GSM天線接口。以太網(wǎng)：RJ45連接器，支持HTTP、Ntrip，支持10個同時存在的TCP/IP數(shù)據(jù)流。無線網(wǎng)：支持GPRS或CDMA接入。安全可選擇的HTTP登錄上網(wǎng)，實時認證，SSL認證。用戶分級訪問權(quán)限、每次支持10個用戶同時登錄。用戶界面5個LED指示燈，2個按鈕鍵盤，Web用戶界面。電源736V的直流電輸入120Ah的蓄電池可以工作250個小時以上功率4W環(huán)境工作溫度：-4065；存儲溫度：-4080；防水防塵：IP67；重量：1kg；大?。?2.513.87cm多頻多星天線技術(shù)要求參數(shù)：天線特性頻率范圍GPS L1阻抗50歐姆極化方式右旋圓極化天線軸比3dB水平面覆蓋角度360輸出駐波2.0頂點增益5.5dBi相位中心誤差2mm低噪聲放大器指標增益40dB噪聲系數(shù)2dB輸出駐波2.0帶內(nèi)平坦度1dB工作電壓318VDC工作電流30mA差分傳輸延遲5ns2、軟件設(shè)備：（1）為實現(xiàn)軟件簡潔、直觀、方便、實用，數(shù)據(jù)詳實、過程細致、報表完善，既能自動預(yù)警，也能遠程發(fā)布等要求，其主要功能如下：1）、實現(xiàn)對滑坡體重要運行數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸、計算、分析，實時掌握滑坡體整體運行的安全狀態(tài)。2）、直觀顯示各項監(jiān)測、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的歷史變化過程及當前狀態(tài)，為滑坡區(qū)安全生產(chǎn)管理提供簡單、明了、直觀、有效的信息參考。3）、一旦出現(xiàn)緊急異常情況（如特大暴雨、高邊坡沉降位移或位移變化速率超過預(yù)警值等），系統(tǒng)能及時發(fā)出預(yù)警信息（包括聲音報警、系統(tǒng)動畫閃爍警報、監(jiān)控大屏幕警報提示等）。4）、有萬維網(wǎng)接入時能實現(xiàn)滑坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的遠程登錄、遠程訪問、遠程管理、遠程控制和遠程維護。（2）此外為保證北斗在山區(qū)應(yīng)用的驗證，軟件還應(yīng)具備以下功能：1）、可以單獨處理北斗觀測文件原始數(shù)據(jù)，解算出單北斗數(shù)據(jù)的成果。2）、能夠解算單GPS觀測文件原始數(shù)據(jù)，并得出相應(yīng)的成果數(shù)據(jù)。3）能夠解算GPS加北斗的觀測文件原始數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的成果數(shù)據(jù)。4）、能夠解算三星座（GPS、北斗、GLONASS）的觀測文件原始數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)成果。9 監(jiān)測方法最近十幾年來,衛(wèi)星定位作為現(xiàn)代大地測量的一種技術(shù)手段,已廣泛應(yīng)用于滑坡、地面沉降、地震、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測中。通過跟蹤衛(wèi)星連續(xù)不斷地傳送到全球的電磁波,系統(tǒng)可獲取經(jīng)度、緯度及三維坐標。衛(wèi)星定位以坐標、距離和角度為基礎(chǔ),用新值與初始坐標之差反映目標的運動,來實現(xiàn)監(jiān)測變形的目的。該法適用于高邊坡不同變形階段地表三維位移監(jiān)測,高邊坡監(jiān)測GPS網(wǎng)中相鄰兩點最小距離為100m,最大距離為300m。它可以實現(xiàn)三維大地測量,進行連續(xù)監(jiān)測及實現(xiàn)測量過程的自動化,作業(yè)簡單方便,具有全天候、高精度、全自動、低投資等優(yōu)點。我們將采用高邊坡自動監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對高邊坡體重要運行數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸、計算、分析，實時掌握高邊坡體整體運行的安全狀態(tài)。直觀顯示各項監(jiān)測、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的歷史變化過程及當前狀態(tài)，為高邊坡區(qū)安全生產(chǎn)管理提供簡單、明了、直觀、有效的信息參考。10 監(jiān)測計劃/頻率1、 監(jiān)測計劃為保證工程施工過程中工程的安全及施工后高邊坡的穩(wěn)定性的監(jiān)測和可能出現(xiàn)的滑坡的預(yù)警，我們將對高邊坡進行施工中和施工后都進行沉降位移觀測。從施工開始的初始階段一直監(jiān)測到高邊坡整體沉降趨于穩(wěn)定階段，我們都將進行觀測，直至工程結(jié)束。2、 監(jiān)測頻率根據(jù)設(shè)計要求：邊坡施工期間，每3天觀測一次固定樁位移，遇強降雨及突發(fā)性暴雨應(yīng)在雨后增加1次觀測，邊坡施工完成后至道路通車前時間內(nèi)，每14天（2周觀測一次），道路通車1年半時間內(nèi)每1個月觀測1次。而為滿足北斗系統(tǒng)在施工中的應(yīng)用的驗證，我們需要全天候24小時及各種天氣條件下的觀測數(shù)據(jù)。最終決定采用24小時不間斷采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集形式。11監(jiān)測的警戒值1、一級預(yù)警值：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超過1mm/d且位移方向基本一致；5日累計位移超過6mm、期間日平均位移速率超過0.5mm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。2、二級預(yù)警值：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超過1.5mm/d且位移方向基本一致；5日累計位移超過9mm、期間日平均位移速率超過0.8mm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。3、三級預(yù)警值：水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率超過2mm/d且位移方向基本一致；5日累計位移超過15mm、期間日平均位移速率超過1mm/d且方向一致并未見收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。12 觀測資料的整理與變形分析1、 觀測資料的整理觀測資料包括以下內(nèi)容：1） 衛(wèi)星定位系統(tǒng)的原始觀測文件2） 同一點同一時間的不同衛(wèi)星系統(tǒng)的觀測文件3） 天氣情況4） 經(jīng)軟件解算后的坐標數(shù)據(jù)2、 觀測資料的分析