1、第九章 邊坡工程變形監(jiān)測 朱寶訓(xùn) 測繪與城市空間信息系,9.2 邊坡工程監(jiān)測的特點、內(nèi)容和技術(shù)手段,一、 邊坡工程監(jiān)測的特點,1監(jiān)測區(qū)域大,涉及的巖土性質(zhì)復(fù)雜； 2監(jiān)測的內(nèi)容相對較多，主要有地面變形監(jiān)測和地下變形監(jiān)測，物理參數(shù)如應(yīng)力等參數(shù)監(jiān)測，環(huán)境因素如地下水、天氣、地震因素的監(jiān)測；監(jiān)測的工作量大，工種復(fù)雜，對于監(jiān)測人員而言，必須是多面手，對于不同的工作都能適應(yīng)。 3.邊坡逐漸形成，部分監(jiān)測點的位置要隨之變動；4.監(jiān)測的周期較長，一般不少于2年或更長時間，有時是貫穿于整個工程建設(shè)過程中.,二、邊坡監(jiān)測的內(nèi)容,測降雨量 測地溫 地震監(jiān)測,觀測地下水位 觀測孔隙水壓 測泉流量 測河水位,地音量測,

2、位移和沉降,6.環(huán)境因素,5.水文,4.應(yīng)變,3.地下變形,2.地聲,1.地表變形,廣義監(jiān)測內(nèi)容：,位移和沉降,變形監(jiān)測的內(nèi)容（工程測量規(guī)范2007）,1.簡易觀測法 2.設(shè)站觀測法 3.儀表觀測法 4.遠程監(jiān)測法,三、邊坡監(jiān)測的方法,(一)簡易觀測法,人工觀測：地表裂縫、地面鼓脹、沉降、坍塌；建筑物變形特征；地下水位變化、地溫變化等現(xiàn)象。 簡易測量：在邊坡關(guān)鍵裂縫處埋設(shè)騎縫式簡易觀測樁；在建（構(gòu)）筑物裂縫上設(shè)簡易裂縫測量標(biāo)記；,(二)設(shè)站觀測法,要點：在邊坡體上設(shè)立變形觀測點（成線狀、格網(wǎng)狀等）； 在變形區(qū)影響范圍之外穩(wěn)定地點設(shè)置固定觀測站； 用測量儀器定期監(jiān)測變形區(qū)內(nèi)網(wǎng)點的三維位移。 1大

3、地測量法 測二維水平位移：前方交會法（兩方向或三方向）；雙邊距離交會法。 測某個方向的水平位移：視準線法；小角度法；測距法。 測垂直位移：幾何水準測量法； 精密三角高程測量法。 優(yōu)點：監(jiān)控面廣，能確定邊坡地表變形范圍；量程不受限制；能觀測到邊坡體的絕對位移量。 缺點：受到地形通視條件限制和氣象條件的影響；工作量大，工作周期長；連續(xù)觀測能力較差。,2GPS（全球定位系統(tǒng)）測量法 GPS的特點：定位精度可達毫米級 優(yōu)點：觀測點之間無需通視，選點方便；觀測不受天氣條件的限制，可全天候觀測；可同時測定觀測點的三維坐標(biāo)和速度；在測程大于10km時，精密優(yōu)于光電測距儀。 缺點：價格貴。 用途：地形條件復(fù)雜

4、、起伏大或建筑物密集、通視條件差的邊坡監(jiān)測。 3近景攝影測量法 優(yōu)點：攝影（周期性重復(fù)攝影）方便，外業(yè)省時省力； 能同時獲得許多觀測點的空間位置。 缺點：精度較低。 用途：崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測；危巖臨空陡壁裂縫變化；滑坡地表位移量變化速率較大時的監(jiān)測。,邊坡監(jiān)測的精度（工程測量規(guī)范2007）,通常要求水平位移2-5mm，高程測量中誤差小于1.0-1.5mm/km,(三)儀表觀測法,特點：監(jiān)測的內(nèi)容豐富，精度高，測程可調(diào)，儀器便于攜帶；可以避免惡劣環(huán)境對測試儀表的損害；資料直觀可靠，能連續(xù)觀測。 用途：適用于中、長期監(jiān)測 內(nèi)容：用精密儀器儀表對變形斜坡進行地表及深部的位移、傾 斜(沉降

5、)動態(tài)，裂縫變化及地聲、應(yīng)力應(yīng)變等物理參數(shù) 與環(huán)境影響因素進行監(jiān)測。 分類 : 按所采用的儀表可分為機械式儀表觀測法(簡稱機測法) 和電子儀表觀測法(簡稱電測法)兩類。,(四) 遠程監(jiān)測法,遠程監(jiān)測法特點：遠距離無線傳輸。 優(yōu)點：自動化程度高；全天候觀測；省時、省力、安全。 缺點：傳感器質(zhì)量不過關(guān)；儀器的組裝工藝和長期穩(wěn)定性較差；運行中故障率高；很難適應(yīng)野外惡劣的監(jiān)測環(huán)境；數(shù)據(jù)傳輸有中斷；數(shù)據(jù)可靠度難以使人置信；價格昂貴。,四、邊坡工程監(jiān)測儀器簡介,傾斜計,邊坡工程監(jiān)測方案設(shè)計的內(nèi)容： 監(jiān)測內(nèi)容-測什么；監(jiān)測方法和儀器-怎么測；施測部位和測點布置-測哪里；監(jiān)測期限和頻度-何時測；預(yù)警值及報警制

6、度等實施計劃-怎么辦。 一、監(jiān)測設(shè)計的原則 監(jiān)測項目選擇的原則： 一般以光學(xué),機械和電子設(shè)備為先后順序選用設(shè)備；考慮經(jīng)濟上的合理性；不影響正常施工及使用；能形成統(tǒng)一的結(jié)論和簡捷的報表。,9.3 監(jiān)測方案設(shè)計,二、測點布點原則 監(jiān)測點的布置一般有以下三個步驟: 1、測線布置 圈定監(jiān)測范圍； 估計主要滑動方向； 選取典型斷面,布置測線； 再按測線布置相應(yīng)監(jiān)測點。,對主滑方向和范圍不明確的邊坡，放射型布置更適用。測線放射型布置時，在不同方向交叉布置深部位移監(jiān)測孔。,對主滑方向和范圍明確的邊坡，測線可采用十字型或方格行布置；測線十字型布置時，深部位移監(jiān)測孔通常布設(shè)在主滑方向上；,2、監(jiān)測網(wǎng)形成:一次也

7、可能分階段形成； 3、局部加強，加深加密布點。,三、邊坡工程監(jiān)測周期與頻率 1.施工的初期 爆破階段： 1次/1-2天，每次爆破后監(jiān)測1次； 監(jiān)測以地表及地下位移為主。 施工階段： 1-2次/周；(地表及地下位移為主)2.運營階段：1次/2月，雨季：1次/2月。3.變形量增大和變形速率加快時：加大監(jiān)測頻次。,1.監(jiān)測的報表 監(jiān)測日報表 階段性報表 監(jiān)測總表,四、監(jiān)測資料匯總及分析,2.相關(guān)圖件 各監(jiān)測項目時程曲線； 各監(jiān)測項目的速率時程曲線； 地表位移變形矢量圖和等值線； 各監(jiān)測項目在各種不同工況和特殊日期變化發(fā)展的形象圖,3.分析報告 一般分析報告中應(yīng)含以下內(nèi)容： 工程地質(zhì)背景 施工及工程進

8、展情況 監(jiān)測目的、監(jiān)測項目設(shè)計和工作量分布 監(jiān)測周期和頻率 各項資料匯總 曲線判斷及結(jié)論 數(shù)值計算及分析 結(jié)論及建議,9.4 露天開采邊坡監(jiān)測,礦山邊坡是一種臨時性或半永久性邊坡,設(shè)計較為保守。,主要平臺:布設(shè)運輸?shù)V巖和設(shè)備的運輸平臺 總體邊坡角:從最下部臺階坡面的坡趾到最上部臺階坡面的坡肩的聯(lián)線的傾角.,一、觀測內(nèi)容包括： （1）邊坡面上移動值的大小和分布，移動的過程和規(guī)律； （2）滑動面位置、形狀、滑體的大小、滑動方向； （3）邊坡移動對坡頂及其附近各種建筑物的危害程度； （4）加固措施的效果。,二、觀測站的設(shè)置 1觀測線的設(shè)置 觀測線由位于同一直線上的控制點和工作點組成。 控制點（基準點

9、）應(yīng)布設(shè)在滑體外穩(wěn)定的地表或邊坡上； 工作點（變形點）設(shè)置在滑體上。 每條觀測線至少設(shè)兩個控制點，控制點至第一個工作點的距離和控制點間的距離為50100m。 工作測點的間距一般為515m。 在一個臺階上至少應(yīng)設(shè)兩個測點，分別靠近坡頂、坡腳 每個平臺上均應(yīng)設(shè)置觀測點。,1-控制點 2工作點 3觀測線 露天礦邊坡觀測線的布設(shè),2.要求： 觀測站（變形區(qū)域）應(yīng)布置在工程地質(zhì)條件較復(fù)雜地段。 觀測線的條數(shù)取決于滑坡范圍（監(jiān)測范圍）的大小、邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)及地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。 對特征點進行專門監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有移動時，可在其上、下、左、右增設(shè)觀測點，以便準確確定邊坡移動范圍。 水準基點不需要建立嚴格統(tǒng)一的

10、高程控制系統(tǒng)?？梢悦?3個臺階在非移動區(qū)建立一組，每組不少于3個點。 為確定工作點的礦區(qū)統(tǒng)一高程值，可用等外水準進行各組水準基點間的連測。 如果采用交會法觀測，則觀測點的布設(shè)可以更加靈活，觀測線上也可不布設(shè)控制點。,1導(dǎo)線法 觀測點埋設(shè)1015天后進行 1）觀測站與露天礦基本控制網(wǎng)點聯(lián)測，按5”小三角或5”導(dǎo)線要求進行，高程按四等水準要求進行。 2）觀測測線，按露天礦I級導(dǎo)線和露天礦I級高程測量方法和精度要求測量，首次觀測需要獨立進行兩次，高程閉合差均不大于 （L為導(dǎo)線總長，km），則取其平均值作為原始數(shù)據(jù)。 2.前方交會法 應(yīng)使用J2級以上的經(jīng)緯儀以全圓觀測法測定水平角，水平角測量的各種限差

11、不能低于四等三角測量的限差要求。 高程測量也可以采用三角高程測量方法。,三、露天礦邊坡觀測方法,（1）觀測站聯(lián)測。 （2）正常觀測。 警戒觀測：若發(fā)現(xiàn)觀測點累計下沉量達20mm時，可認為邊坡開始滑動，需進行全面觀測。全面觀測包括測點的高程和平面位置測量。 滑動期觀測：一般13個月進行一次水準測量，36個月進行一次全面觀測。 滑坡后觀測：包括觀測點平面位置、高程及滑體的大小、滑落時間等。并在滑坡區(qū)平面圖上表示出滑動面、裂縫位置、凸起、凹陷等變形發(fā)生的部位，時間及有關(guān)測量數(shù)據(jù)。,3工作內(nèi)容,四、邊坡監(jiān)測的圖件與分析,（1）測線剖面圖。剖面圖比例尺一般為1：500，變形值比例尺采用1：201：50。 （2）滑坡區(qū)平面圖。平面圖比例尺一般采用1：500，移動向量比例尺采用1：201：50。 （3）個別具有代表性的測點，需另繪位移或移動速度隨時間的變化曲線。,1.觀測資料的圖示,測線剖面圖,測區(qū)平面圖,2.滑落面及其確定方法,第一種情況，觀測點的移動向量大致相同，其方向有規(guī)律，說明滑坡是以整體進行，滑動面大致是圓弧形。,第二種情況，各移動量大致相等，且方向相同，說明滑體可能是以整體形式沿平面結(jié)構(gòu)面發(fā)生。,第三種情況如圖所示，各移動向量都是大致水平方向，結(jié)合結(jié)構(gòu)面的埋藏特征，說明邊坡破壞可能屬于傾倒破壞。,第四種情況是各測點移動向量方向與大