滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方案(2009-03-15)

1、滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方案滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方案版權(quán)所有廣州中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司廣州中海達(dá)測(cè)繪儀器有限公司香港理工大學(xué)土地測(cè)量與地理資訊學(xué)系香港理工大學(xué)土地測(cè)量與地理資訊學(xué)系2009 年 3 月 15 日目目 錄錄1.背景背景.22.滑坡監(jiān)測(cè)目的、方案設(shè)計(jì)依據(jù)與原則滑坡監(jiān)測(cè)目的、方案設(shè)計(jì)依據(jù)與原則.22.1 監(jiān)測(cè)目的.22.2 監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)依據(jù).32.3 監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)原則.33.滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法和儀器滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法和儀器.43.1 地表變形監(jiān)測(cè).43.1.1常規(guī)精密大地測(cè)量技術(shù).43.1.2 GPS測(cè)量技術(shù).53.1.3 GPS與全站儀混合監(jiān)測(cè)技術(shù).63.1.4實(shí)施與規(guī)范要求.63.2 滑坡深部位移監(jiān)

2、測(cè).93.2.1深部位移監(jiān)測(cè)的方法與作用.93.2.2測(cè)斜儀器.93.2.3測(cè)斜儀的布置.103.3 地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè).113.4 孔隙水壓力監(jiān)測(cè).113.5 支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè).123.5.1 抗滑樁鋼筋應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè).133.5.2抗滑樁側(cè)土壓力監(jiān)測(cè).143.5.3 錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè).153.6 水庫(kù)水位監(jiān)測(cè).163.7 地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè).163.8 宏觀地質(zhì)調(diào)查.164. 集成集成 GPS 的多傳感器滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)的多傳感器滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì).174.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu).174.2 儀器的選擇與布設(shè).174.3 自動(dòng)化采集系統(tǒng)方案.204.4 滑坡監(jiān)測(cè)信息管理與分析系統(tǒng).224.4

3、.1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu).224.4.2 地質(zhì)地理信息管理.224.4.3 監(jiān)測(cè)信息管理.234.4.4監(jiān)測(cè)信息分析.245.GPS 變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng).255.1 監(jiān)測(cè)模式的選擇.255.2 監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè).255.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).265.3.1數(shù)據(jù)接收部分.275.3.2數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)采集部分.285.3.3數(shù)據(jù)處理部分.295.4 監(jiān)測(cè)設(shè)備配置及其技術(shù)指標(biāo).315.4.1測(cè)站設(shè)備配置.315.4.2監(jiān)控中心設(shè)備配置.315.5 安裝與施工.325.6 測(cè)量更新頻率及測(cè)量精度.336.總結(jié)總結(jié).33附錄附錄 1：香港理工大學(xué)安科：香港理工大學(xué)安科 GPS 變形監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)（變形監(jiān)測(cè)

4、軟件系統(tǒng)（GDMS）.3附錄附錄 2：多天線開(kāi)關(guān)控制器：多天線開(kāi)關(guān)控制器.1附錄附錄 3：滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集解決方案：滑坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集解決方案.3附錄附錄 4：CX-3C 型測(cè)斜儀使用技術(shù)要求型測(cè)斜儀使用技術(shù)要求.7附錄附錄 5：VI-600 型固定式測(cè)斜儀使用技術(shù)要求型固定式測(cè)斜儀使用技術(shù)要求.112滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方案滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方案2009 年 3 月 25 日（V 1.0）1.背景背景滑坡是指場(chǎng)地由于地層結(jié)構(gòu)、河流沖刷、地下水活動(dòng)、人工切坡幾各種震動(dòng)等因素的影響，致使部分或全部土體（或巖體）在重力作用下，沿著地層軟弱面（或軟弱帶）整體向下滑動(dòng)的不良地質(zhì)現(xiàn)象。滑坡是工程地質(zhì)

5、問(wèn)題中常見(jiàn)的一種自然災(zāi)害，在山區(qū)及河谷地帶尤為常見(jiàn)。許多重要的工廠和居民區(qū)就建在滑坡上或是靠近滑坡的地方，滑坡引起的山體垮塌及暴雨后形成的泥石流常給國(guó)家建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。我國(guó)是一個(gè)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生十分頻繁和災(zāi)害損失極為嚴(yán)重的國(guó)家，尤其是西部地區(qū)。根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測(cè)室的數(shù)據(jù)，2006 年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害102804 起，其中滑坡占 87%；2007 發(fā)生 25364，其中滑坡占61%；2008 年 1-3 月發(fā)生 3106，其中滑坡占 67.42%。每年由此造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約 200 億人民幣，其造成的人員傷亡高達(dá)數(shù)百人。 因此，做好地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和

6、預(yù)警，特別是滑坡體的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，對(duì)于有效減少直接經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡顯得尤為重要?；轮阅茉斐蓢?yán)重?fù)p害，是因?yàn)殡y以事先準(zhǔn)確預(yù)報(bào)發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間和強(qiáng)度?；聻?zāi)害預(yù)防，重在監(jiān)測(cè)。為防患于未然，必須對(duì)滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)滑坡危害的早期預(yù)報(bào)。2.滑坡監(jiān)測(cè)目的、方案設(shè)計(jì)依據(jù)與原則滑坡監(jiān)測(cè)目的、方案設(shè)計(jì)依據(jù)與原則2.1 監(jiān)測(cè)目的監(jiān)測(cè)目的主要任務(wù)是通過(guò)各種測(cè)量手段，建立地表和地下深部的 3 維立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)，對(duì)邊（滑）坡進(jìn)行系統(tǒng)、可靠的變形監(jiān)測(cè)。主要目的為確定邊（滑）坡變形動(dòng)態(tài)(包括滑坡體變形方向、變形速度、變形范圍等) ，并對(duì)變形發(fā)展和變形趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，判斷邊坡穩(wěn)定狀態(tài)，給出邊坡失穩(wěn)預(yù)警值，指導(dǎo)施工、反饋設(shè)計(jì)

7、和檢驗(yàn)治理效果，了解工程實(shí)施后邊坡的變化特征，為最優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工提供科學(xué)依據(jù)。以處治邊（滑）坡為對(duì)象的邊坡變形監(jiān)測(cè)主要分為：3(1)施工期安全監(jiān)測(cè) 在施工期對(duì)邊坡位移（地表水平位移、垂直位移、深部位移） 、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變、地下水和庫(kù)水位等的監(jiān)測(cè)；(2)處治效果監(jiān)測(cè) 是檢驗(yàn)邊坡處治設(shè)計(jì)與施工效果，是判斷處治后邊坡穩(wěn)定性的最具說(shuō)服力的手段；(3)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 結(jié)合施工期監(jiān)測(cè)結(jié)果，保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連貫性，在防治工程后期開(kāi)始，對(duì)邊坡體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，以掌握處治邊坡穩(wěn)定性的變化情況和特征，據(jù)此評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)處治后的邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性。2.2 監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)依據(jù)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)依據(jù)監(jiān)測(cè)工作主要依據(jù)以下技術(shù)規(guī)范和資料：（1

8、）技術(shù)規(guī)范1、 建筑變形測(cè)量規(guī)程 （JGJ 8-2007） ；2、 滑坡防治工程勘察規(guī)范 （DZ2005） （征求意見(jiàn)稿） ；3、 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 （GB 50330-2002） ；4、 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG F10-2004） ；5、 公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 （JTJ 06498） ；6、 工程測(cè)量規(guī)范 （GB5002693） ；7、 混凝土壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范 （DL/T51782003） ；8、 全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范 （GB/T183142001） ；9、 土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范 。（2）勘察、設(shè)計(jì)資料工程地質(zhì)勘察、整治工程設(shè)計(jì)資料2.3 監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)原則監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)原

9、則(1) 監(jiān)測(cè)工作的布置應(yīng)基本上能控制整個(gè)邊坡可能的變形，監(jiān)測(cè)設(shè)施的布置應(yīng)考慮長(zhǎng)久、穩(wěn)定、可靠、不易被破壞，測(cè)量基準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)在邊坡范圍以外穩(wěn)定的基巖上。(2) 方法和儀器的選擇要能反映出邊破的變形動(dòng)態(tài)，且儀器維護(hù)方便、費(fèi)用節(jié)省的原則。監(jiān)測(cè)儀器的選擇原則是：儀器性能可靠、精度足夠、使用簡(jiǎn)易4且不易損壞。(3) 施工前監(jiān)測(cè)、施工期監(jiān)測(cè)、處治效果監(jiān)測(cè)和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)相結(jié)合的原則。(4)避免或減少施工干擾。應(yīng)盡量采用勘探洞和排水洞預(yù)埋儀器；施工活動(dòng)應(yīng)各方通氣，進(jìn)行文件會(huì)簽；應(yīng)盡量采用抗干擾能力強(qiáng)的儀器，保護(hù)設(shè)施力求可靠。（5）監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)應(yīng)留有余地。監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能存在一些不確定的因素，如地質(zhì)條件不十分清楚，隨施

10、工開(kāi)挖可能發(fā)現(xiàn)一些地質(zhì)缺陷、設(shè)計(jì)時(shí)未估計(jì)到的不穩(wěn)定契體，即可能出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)中未能考慮到的問(wèn)題，那時(shí)，需要修改和補(bǔ)充。3.滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法和儀器滑坡監(jiān)測(cè)內(nèi)容、方法和儀器滑坡穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè)涉及到一系列特定的參數(shù)及其隨時(shí)間的變化量,如降雨量、土壤濕度、地下水位及移動(dòng)特征。其中最重要的兩個(gè)參數(shù)是地下水位和移動(dòng)特征?；碌囊苿?dòng)特征由滑動(dòng)面的深度、方向、移動(dòng)量和移動(dòng)速度來(lái)表征。通過(guò)監(jiān)測(cè)這些參數(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)就能達(dá)到監(jiān)測(cè)滑坡的目的。根據(jù)有關(guān)規(guī)范，對(duì)滑坡危害程度屬于一級(jí)的滑坡，應(yīng)建立以地表變形、裂縫位錯(cuò)、深部位移、地下水位、庫(kù)水水位、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變變化的立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)控滑坡整體變形。3.1 地表變形監(jiān)測(cè)地

11、表變形監(jiān)測(cè) 3.1.1 常規(guī)精密大地測(cè)量技術(shù)常規(guī)精密大地測(cè)量技術(shù)用常規(guī)精密大地測(cè)量方法進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè)時(shí)，一般是在滑坡監(jiān)測(cè)區(qū)外建立平面控制網(wǎng)，使用精密測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀或電子全站儀進(jìn)行觀測(cè)，以獲取滑坡平面位移監(jiān)測(cè)的參考基準(zhǔn)。平面控制網(wǎng)一般包括基準(zhǔn)網(wǎng)、校核網(wǎng)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)，控制點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、校核點(diǎn)、工作基點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等，為了保持點(diǎn)位的穩(wěn)定性，均需要建造一定尺寸的鋼筋混凝土墩標(biāo)。首先對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，在判斷基準(zhǔn)網(wǎng)穩(wěn)定的情況下，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的多期觀測(cè)，可計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)變化量，進(jìn)而分析監(jiān)測(cè)點(diǎn)的滑移量、滑移方向、滑移速度等。常規(guī)精密大地測(cè)量方法測(cè)量精度高，觀測(cè)量通過(guò)組網(wǎng)，可以進(jìn)行5測(cè)量結(jié)果的校核與精度評(píng)定該方

12、法靈活多變，適用于不同形狀、不同精度要求和不同外界條件的滑坡監(jiān)測(cè)。用常規(guī)精密大地測(cè)量方法進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)，通常布設(shè)測(cè)邊測(cè)角控制網(wǎng)。常規(guī)精密大地測(cè)量方法監(jiān)測(cè)水平位移，技術(shù)手段成熟，適應(yīng)性強(qiáng)，但有時(shí)網(wǎng)形復(fù)雜，觀測(cè)條件較多，觀測(cè)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、工效低，適合中小型滑坡的水平位移監(jiān)測(cè)。通常用精密水準(zhǔn)測(cè)量方法對(duì)滑坡進(jìn)行垂直位移監(jiān)測(cè)，又稱(chēng)沉降觀測(cè)，該方法屬于一維變形測(cè)量。根據(jù)監(jiān)測(cè)精度要求不同，通常采用一等水準(zhǔn)測(cè)量或二等水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求進(jìn)行。觀測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀或電子水準(zhǔn)儀，配用因瓦水準(zhǔn)尺。進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)一般是須設(shè)置基巖標(biāo)，作為地面沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，再在沉降地域布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，以一定周期重復(fù)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，經(jīng)過(guò)多期水

13、準(zhǔn)測(cè)量和地面沉降觀測(cè)資料的分析研究，計(jì)算出各沉降觀測(cè)點(diǎn)的各期沉降量、累計(jì)沉降量、沉降速率等數(shù)據(jù)，從而為沉降區(qū)域的治理提供科學(xué)依據(jù)。3.1.2 GPS 測(cè)量技術(shù)測(cè)量技術(shù)GPS 在測(cè)量中的應(yīng)用主要有兩種方式：絕對(duì)定位和相對(duì)定位。差分相對(duì)定位至少需要兩臺(tái)接收機(jī)，差分的目的主要是為了消除接收機(jī)鐘差、衛(wèi)星鐘差以及削弱空間相關(guān)的大氣延遲誤差，通過(guò)相應(yīng)得 GPS 后處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可使 GPS 測(cè)量精度達(dá)到毫米級(jí)，這種模式稱(chēng)為靜態(tài)測(cè)量模式。Real Time Kinematic （簡(jiǎn)稱(chēng) RTK）GPS 定位技術(shù)是一種基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定

14、位結(jié)果，這種模式成為動(dòng)態(tài)測(cè)量模式，其測(cè)量精度約為 12 厘米。與常規(guī)的方法相比，利用 GPS 進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)具有以下主要優(yōu)點(diǎn)： 不受氣候條件的限制，能在臺(tái)風(fēng)、大霧、暴風(fēng)雨等惡劣天氣條件下全天候進(jìn)行工作； 監(jiān)測(cè)點(diǎn)與已知參考點(diǎn)間無(wú)需通視； 能夠直接測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值；6 自動(dòng)化程度高，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)； 不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以進(jìn)行同步測(cè)量。作為一種全新的自動(dòng)變形監(jiān)測(cè)方法，GPS 具有其獨(dú)特的優(yōu)越性，它克服了傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)方法的眾多缺陷。由于滑坡的變形比較緩慢，所以 GPS 用于滑坡變形監(jiān)測(cè)常采用周期性重復(fù)測(cè)量和連續(xù)靜態(tài)測(cè)量方式。前者按照一定周期（如：一月一次）進(jìn)行野外采集數(shù)據(jù)，然后回到室內(nèi)下載數(shù)據(jù)并

15、進(jìn)行靜態(tài)后處理；后一種方式則是從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理全部自動(dòng)處理，一旦系統(tǒng)建立，無(wú)需人工到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，非常適用于處于危險(xiǎn)期或在惡劣天氣及監(jiān)測(cè)環(huán)境條件下的滑坡監(jiān)測(cè)，達(dá)到近實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)要求。3.1.3 GPS 與全站儀混合監(jiān)測(cè)技術(shù)與全站儀混合監(jiān)測(cè)技術(shù)用傳統(tǒng)邊角測(cè)量方法的地表位移監(jiān)測(cè)一般需要在穩(wěn)定的地段，設(shè)置測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，布設(shè)基準(zhǔn)網(wǎng)，并在被監(jiān)測(cè)地段設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用基準(zhǔn)點(diǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移，所以要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)與附近基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)通視。有時(shí)很難在邊坡附近穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)找到通視條件好的位置布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)網(wǎng)難以采用常規(guī)的邊角網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)；另外邊坡位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間通視也很困難，常規(guī)邊角網(wǎng)形式的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)也難以布設(shè)，交

16、會(huì)法與極坐標(biāo)法也因基準(zhǔn)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通視條件限制而無(wú)法應(yīng)用。而GPS 靜態(tài)測(cè)量無(wú)需基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)間相互通視，只需要每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上空有較大的可視天空即可，基準(zhǔn)點(diǎn)可選在遠(yuǎn)離變形影響范圍的穩(wěn)定區(qū)域，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性，故可考慮采用整體大范圍內(nèi)布設(shè) GPS 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，局部小范圍內(nèi)用全站儀極坐標(biāo)法監(jiān)測(cè)的綜合監(jiān)測(cè)方法，既方便了監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展，又極大地減少了監(jiān)測(cè)成本。由于邊坡坡度較大，采用水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行垂直位移監(jiān)測(cè)有較大難度，在滿足精度的前提條件下，用靜態(tài) GPS 測(cè)量和電磁波三角高程測(cè)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。邊坡的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括滑坡水平位移、垂直位移以及變化速率，達(dá)到監(jiān)測(cè)地表位移目的。3.1.4 實(shí)施與規(guī)范要求實(shí)施與規(guī)

17、范要求一、變形監(jiān)測(cè)布設(shè)原則：監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)是進(jìn)行水平位移和垂直位移觀測(cè)的工作基點(diǎn)，應(yīng)布置在7穩(wěn)定的地區(qū)，遠(yuǎn)離滑坡體。監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量在滿足控制滑坡范圍的條件下不易過(guò)多；圖形強(qiáng)度應(yīng)盡可能高，確保監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)誤差不超過(guò) 23 毫米?；麦w上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)突出重點(diǎn)、兼顧全面，盡可能在滑坡前后沿、裂縫和地質(zhì)邊界線等處設(shè)點(diǎn)。當(dāng)滑坡上還有深部位移（如鉆孔測(cè)斜儀、多點(diǎn)位移計(jì)等）測(cè)孔（點(diǎn)）時(shí)，也應(yīng)盡量在這些測(cè)孔（點(diǎn)）附近設(shè)點(diǎn)，以便相互比較、印證。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，避免在松動(dòng)的表層上建點(diǎn)，且測(cè)點(diǎn)數(shù)宜盡量少，以較少工作量，縮短觀測(cè)時(shí)間。監(jiān)測(cè)垂直位移的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布置在滑坡體以外，并必須與監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程

18、系統(tǒng)統(tǒng)一。二、滑坡觀測(cè)點(diǎn)位的標(biāo)石、標(biāo)志及其埋設(shè)，符合下列要求： （1）巖體上的 GPS 基準(zhǔn)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可現(xiàn)場(chǎng)澆灌混凝土標(biāo)石。根據(jù)觀測(cè)精度要求，頂部的安裝強(qiáng)制對(duì)中裝置，保證對(duì)中誤差小于 0.5mm，標(biāo)石頂部須露出地面 100cm120cm，其埋設(shè)規(guī)格見(jiàn)圖 1（a）所示。（2）土體上的 GPS 基準(zhǔn)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可現(xiàn)場(chǎng)澆灌混凝土標(biāo)石。根據(jù)觀測(cè)精度要求，頂部的標(biāo)志采用具有強(qiáng)制對(duì)中裝置的活動(dòng)標(biāo)志。標(biāo)石埋深不宜小于1m，在凍土地區(qū)，應(yīng)埋至標(biāo)準(zhǔn)凍土線以下 0.5m。標(biāo)石頂部須露出地面100cm120cm，其埋設(shè)規(guī)格見(jiàn)圖 1（b）所示。（3） 抗滑樁頂面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用砂漿現(xiàn)場(chǎng)澆固的混凝土樁，并安裝強(qiáng)制對(duì)中設(shè)

19、備。鑿孔深度不宜少于 10cm，觀測(cè)視線離結(jié)構(gòu)物頂面要高于 2030cm。8圖 1 基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)的觀測(cè)墩埋設(shè)規(guī)格三、GPS 基準(zhǔn)網(wǎng)觀測(cè)采用 GPS 靜態(tài)相對(duì)定位方法。采用 GPS 接收機(jī)同步觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)為 3h，采樣間隔 15s，截止高度角 15，有效觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)5顆?；鶞?zhǔn)網(wǎng)基線解算與平差計(jì)算采用商用 GPS 靜態(tài)后處理軟件（如：中海達(dá)GPS 解算軟件） ，最弱點(diǎn)精度（相對(duì)已知點(diǎn)）MP1.0 mm，MH1.7 mm， （設(shè)計(jì)的 MP2.0 mm，MH4 mm） 。當(dāng)觀測(cè)條件較差時(shí)，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度需要提高到 46 小時(shí)；若基線長(zhǎng)度超過(guò) 5 公里，需采用 Bernese、Gamit 或 GIP

20、sy 等精密解算軟件進(jìn)行結(jié)算。四、滑坡觀測(cè)點(diǎn)平面位移的監(jiān)測(cè)精度按建筑變形測(cè)量規(guī)范所列二級(jí)精度指標(biāo)施測(cè)，垂直位移的監(jiān)測(cè)精度按建筑變形測(cè)量規(guī)范所列三級(jí)精度指標(biāo)施測(cè)，具體精度指標(biāo)見(jiàn)表 1 所示。GPS 位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)為 2h，采樣間隔15s，截止高度角 15，最小衛(wèi)星數(shù) 5 顆?；鶞?zhǔn)網(wǎng)基線解算與平差計(jì)算采用商用 GPS 靜態(tài)后處理軟件，其內(nèi)符合精度平面位移精度優(yōu)于2.5 mm ，垂直位移精度優(yōu)于3.2 mm。抗滑樁頂面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)是在其附近的 GPS 位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)站，用極坐標(biāo)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其觀測(cè)的技術(shù)要求見(jiàn)表 2表 4 所示。表 1 本次監(jiān)測(cè)的精度要求沉降觀測(cè)水平位移觀測(cè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差（

21、mm）觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差（mm）適 用 范 圍1.5 3.0 場(chǎng)地滑坡測(cè)量注：1、觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差，系指幾何水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站高差中誤差92、觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)中誤差，系指觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)測(cè)站點(diǎn)（如工作基點(diǎn)等）的坐標(biāo)中誤差、坐標(biāo)差中誤差以及等價(jià)的觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)線的偏差值中誤差、建筑物（或構(gòu)件）相對(duì)底部定點(diǎn)的水平位移分量中誤差。表 2 水平角觀測(cè)的技術(shù)要求級(jí)別儀器類(lèi)型測(cè)回?cái)?shù)2C 互差()半測(cè)回歸零差()同一方向值各測(cè)回較差()二級(jí)DJ291389表 3 垂直角觀測(cè)的技術(shù)要求級(jí)別儀器類(lèi)型測(cè)回?cái)?shù)兩次照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)差()指標(biāo)差較差()垂直角測(cè)回較差()二級(jí)DJ26377 表 4 電磁波測(cè)距的技術(shù)要求每邊測(cè)的最小測(cè)回?cái)?shù)氣象

22、數(shù)據(jù)測(cè)定的最小讀數(shù)級(jí)別儀器精度等級(jí)（mm）往返一測(cè)回讀數(shù)間較差限值（mm）單程測(cè)回間較差限值（mm）溫度（C）氣壓（hpa）往返或時(shí)段間較差限值（mm）二級(jí)34435.00.20.1)10(26Dba注：1、儀器精度等級(jí)系根據(jù)儀器標(biāo)稱(chēng)精度(),以相應(yīng)級(jí)別的平均邊長(zhǎng)D610Dba代入計(jì)算的測(cè)距中誤差劃分； 2、一測(cè)回是指照準(zhǔn)目標(biāo)一次，讀數(shù) 4 次的過(guò)程； 3、 時(shí)段是指測(cè)邊的時(shí)間段，可用不同時(shí)段觀測(cè)代替往返觀測(cè)。儀器設(shè)備均應(yīng)經(jīng)過(guò)國(guó)家計(jì)量檢定單位的檢定，并檢驗(yàn)合格。觀測(cè)前，還須對(duì)儀器進(jìn)行常規(guī)檢查。3.2 滑坡深部位移監(jiān)測(cè)滑坡深部位移監(jiān)測(cè) 3.2.1 深部位移監(jiān)測(cè)的方法與作用深部位移監(jiān)測(cè)的方法與作用

23、對(duì)滑坡巖土體內(nèi)部蠕變、特別是滑動(dòng)面位移矢量的監(jiān)測(cè)，采用測(cè)斜儀法。在鉆孔內(nèi)埋設(shè)測(cè)斜管，定期用測(cè)斜儀測(cè)量測(cè)斜管隨巖土體深部位移大小、方向，10以此觀測(cè)巖土體深部位移沿鉆孔深度逐點(diǎn)連續(xù)的位移變化，由此建立位移深度關(guān)系曲線，通過(guò)該關(guān)系曲線找出滑動(dòng)面準(zhǔn)確位置，對(duì)滑動(dòng)面的位移大小及位移速率做到監(jiān)控。對(duì)邊坡巖土體內(nèi)部蠕變、特別是滑動(dòng)面位移矢量的監(jiān)測(cè)，采用測(cè)斜儀法。該方法是通過(guò)鉆孔內(nèi)的測(cè)斜儀來(lái)測(cè)量巖土體深部位移沿鉆孔深度的變化，并建立位移深度關(guān)系曲線。通過(guò)該關(guān)系曲線可以找出滑動(dòng)面的準(zhǔn)確位置，并對(duì)滑動(dòng)面的位移大小及位移速率進(jìn)行監(jiān)控。3.2.2 測(cè)斜儀器測(cè)斜儀器滑坡監(jiān)測(cè)常采用滑移式與固定式測(cè)斜儀兩種方式進(jìn)行測(cè)量。

24、滑移式測(cè)斜儀成本較低，一臺(tái)測(cè)斜儀可用于多個(gè)鉆孔的測(cè)量，并可重復(fù)使用。但是監(jiān)測(cè)時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)較多，監(jiān)測(cè)費(fèi)用高。同時(shí)，由于重復(fù)使用機(jī)械磨損較大，會(huì)引起測(cè)量誤差。在高陡邊坡上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)人員難以到達(dá)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此，一般的監(jiān)測(cè)孔中宜采用滑移式測(cè)斜儀。固定式測(cè)斜儀是在滑移式測(cè)斜儀基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的，其主要優(yōu)點(diǎn)是精度高（機(jī)械誤差大大減少、避免了人工操作的失誤） 、測(cè)量方便、監(jiān)測(cè)成本低，并可長(zhǎng)期測(cè)量。但是由于需將多個(gè)傳感器按監(jiān)測(cè)間距埋設(shè)在鉆孔內(nèi)，一次性投入較大。因此，宜在滑坡的重點(diǎn)部位有選擇地布置數(shù)個(gè)鉆孔，采用固定式測(cè)斜儀進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，其數(shù)據(jù)還可作為其它測(cè)點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的參考。3.2.3 測(cè)斜儀的布置測(cè)斜儀的布置

25、一、人工邊坡在滑動(dòng)面尚未出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)采用活動(dòng)式鉆孔測(cè)斜儀，當(dāng)出現(xiàn)滑動(dòng)面后，方可在滑動(dòng)面的上下安裝固定式測(cè)斜儀；鉆孔測(cè)斜儀布置在邊坡監(jiān)測(cè)斷面的各級(jí)馬道上。上一個(gè)鉆孔孔底應(yīng)達(dá)到下一個(gè)相鄰鉆孔的孔口高程；一般，鉆孔是鉛直布置。但當(dāng)邊坡較緩，鉆孔也可靠邊坡坡面方向呈斜孔布置，但偏離鉛直線不宜太大（1015 度以內(nèi)） ，以防損失其量程過(guò)多。深部水平位移監(jiān)測(cè)孔與地表水平變形測(cè)點(diǎn)靠近布置，以便相互比較、印證。11二、天然滑坡天然滑坡的監(jiān)測(cè)斷面一般一個(gè)，主要控制滑坡的整體穩(wěn)定性；鉆孔傾斜儀孔首先要控制滑坡的前緣和后緣。因此，在前后緣至少各布置一個(gè)鉆孔。埋設(shè)儀器的鉆孔應(yīng)盡量利用地質(zhì)勘探鉆孔，以節(jié)約經(jīng)費(fèi)。宜在地質(zhì)分

26、析、理論計(jì)算等預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上將前后緣之間的鉆孔，布置在變形大，可能發(fā)生破壞的部位，或者地質(zhì)上有代表性的地段。根據(jù)滑坡的發(fā)展，也可能出現(xiàn)一些事先未能預(yù)計(jì)到的情況（如裂縫、塌方） ，根據(jù)這些新情況，如需要?jiǎng)t補(bǔ)充測(cè)孔。監(jiān)測(cè)鉆孔應(yīng)穿過(guò)潛在滑動(dòng)面，打到穩(wěn)定的基巖。深部水平位移監(jiān)測(cè)孔與地表水平變形測(cè)點(diǎn)靠近布置，以便相互比較、印證。3.3 地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地下水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 地下水是影響滑坡穩(wěn)定的主要外因之一。為了了解地下水位變動(dòng)情況對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，在場(chǎng)地仍保留的，合符監(jiān)測(cè)要求的原有勘察鉆孔和監(jiān)測(cè)工作增加的鉆孔中，與其它監(jiān)測(cè)同周期對(duì)鉆孔地下水位進(jìn)行量測(cè)，以在解讀位移成果時(shí)，同步掌握地下水位影響因素。（一）地

27、下水位監(jiān)測(cè)的布設(shè)選擇滑坡坡高最高處的山頂或不同高程馬道上打深鉆孔，進(jìn)行地下水長(zhǎng)期觀測(cè)。鉆孔打到含水層底板以下。在監(jiān)測(cè)斷面與各排水洞交會(huì)處，各布置 1 個(gè)測(cè)壓管，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。此外，利用排水洞按一定間距布置一些測(cè)壓管，作一般監(jiān)測(cè)。當(dāng)布置有鉆孔傾斜儀時(shí)，可在每個(gè)鉆孔傾斜儀孔孔底布置滲壓計(jì)一支。（二）監(jiān)測(cè)儀器與方法常用的地下水位監(jiān)測(cè)的儀器有手動(dòng)式的電測(cè)水位計(jì)和傳感器式的遙測(cè)水位計(jì)。水位計(jì)在測(cè)頭中還可安裝測(cè)溫元件，在測(cè)水位的同時(shí)可監(jiān)測(cè)水溫。對(duì)地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不同于水文地質(zhì)學(xué)中“長(zhǎng)期觀測(cè)”的含義。因觀測(cè)是針對(duì)地下水的天然水位、水量和水質(zhì)的時(shí)間變化規(guī)律的，一般僅是提出動(dòng)態(tài)觀12測(cè)資料。而監(jiān)測(cè)則不僅僅是觀測(cè)

28、，還要根據(jù)觀測(cè)資料提出問(wèn)題，制訂處理方案和措施。3.4 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)孔隙水壓力監(jiān)測(cè) 孔隙水壓力對(duì)巖土體變形和穩(wěn)定性有很大的影響，因此在飽和土層中進(jìn)行地基處理和基礎(chǔ)施工過(guò)程中以及研究滑坡穩(wěn)定性等問(wèn)題時(shí)，孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)很有必要。監(jiān)測(cè)孔隙水壓力所用的孔隙水壓力計(jì)型號(hào)和規(guī)格較多，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、巖土的滲透性和監(jiān)測(cè)期長(zhǎng)短等條件選擇，其精度、靈敏度和量程必須滿足要求。 孔隙水壓力計(jì)類(lèi)型、適用條件及計(jì)算公式儀 器 類(lèi) 型適 用 條 件計(jì) 算 公 式立管式（敞開(kāi)式）滲透系數(shù)大于 10-4 cm /s 的巖土層U=rwh水壓式（液壓式）滲透系數(shù)小的土層，量測(cè)精度2kPa，監(jiān)測(cè)期1 個(gè)月U=rwh+p氣動(dòng)式（

29、氣壓式） 各種巖土層，量測(cè)精度10kPa，監(jiān)測(cè)期1 個(gè)月U=K(f02 -f2 )電阻應(yīng)變式各種巖土層，量測(cè)精度2kPa，監(jiān)測(cè)期1 個(gè)月U=K(A-A0)（一）施工工藝流程：鉆孔清孔埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)在孔口用磚及水泥做方形保護(hù)臺(tái)孔口用舊套管保護(hù)，上加蓋子測(cè)量讀數(shù)測(cè)量完畢保護(hù)電纜與孔口。（二）技術(shù)要求131. 鉆孔：按設(shè)計(jì)孔徑與孔深進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆孔垂直偏斜度不大于 1.5%，并應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)與地下水編錄。2. 孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)（1）埋設(shè)前應(yīng)首先檢查孔隙水壓力計(jì)，確保儀器完好，按設(shè)計(jì)要求接長(zhǎng)電纜，并在電纜上做好編號(hào)記號(hào)。（2）在儀器埋設(shè)前將前蓋空腹裝滿水，排除氣泡。埋設(shè)時(shí)，將進(jìn)水口朝上，以免空腹內(nèi)的水溢出

30、。（3）將砂灌入孔內(nèi)形成厚度為 50cm 左右的人工過(guò)濾層，然后將孔隙水壓力計(jì)放置預(yù)定的深度，到位后加 30-50cm 的中砂，上部再用粘土球形成隔離層。3.5 支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)抗滑樁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè) 在抗滑樁施工期，選定部分樁體（2 根或 4 根） ，在樁中埋置壓力盒和鋼筋計(jì)（1.52.0m） ，監(jiān)測(cè)抗滑樁實(shí)際受力狀態(tài)以及應(yīng)變，對(duì)照設(shè)計(jì)力學(xué)模型分析，監(jiān)測(cè)實(shí)際受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)理論狀態(tài)的吻合程度，判斷設(shè)計(jì)合理性和安全性。錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè) 在錨索施工過(guò)程中，選取部分錨索，在錨索錨頭部位鋼絞線上安裝錨索測(cè)力計(jì)，監(jiān)測(cè)錨索實(shí)際受力狀況，對(duì)照設(shè)計(jì)分析，判斷設(shè)計(jì)的安全性和合理性。3.5.1 抗

31、滑樁鋼筋應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)抗滑樁鋼筋應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè) 目的是監(jiān)測(cè)抗滑樁實(shí)際受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)理論狀態(tài)的吻合程度，判斷設(shè)計(jì)合理性和安全性。采用 GJ-16 型振弦式鋼筋測(cè)力計(jì)測(cè)量鋼筋應(yīng)力。量程 :最大壓應(yīng)力100MPa ，最大拉應(yīng)力 200MPa；靈敏度 0.1MPa；綜合誤差 1.5%F.S。（一）施工工藝流程：抗滑樁樁孔施工清孔制作鋼筋籠并將振弦式鋼筋計(jì)綁扎焊接在鋼筋籠上鋼筋計(jì)電纜綁扎與保護(hù)鋼筋計(jì)編號(hào)和存檔下放鋼筋籠至樁孔孔口電纜固定與保護(hù)。（二）技術(shù)要求14（1）埋設(shè)前應(yīng)首先檢查鋼筋計(jì)，確保儀器完好，按設(shè)計(jì)要求接長(zhǎng)電纜，并在電纜上做好編號(hào)記號(hào)。（2）采用綁焊法安裝鋼筋計(jì)。用兩根與鋼筋主筋直徑相同且長(zhǎng)度為

32、 10-15cm 的鋼筋等距離夾在連接桿與主筋接頭兩旁，單面滿焊。連接鋼筋計(jì)后再制鋼筋籠。（3）焊接時(shí)鋼筋計(jì)要包上濕棉紗并不斷地澆冷水，直到焊接完畢后鋼筋冷卻到一定溫度為止。（4）計(jì)算公式 P=KF+bT+B式中:P-被測(cè)鋼筋的載荷(kN) K-鋼筋計(jì)的標(biāo)定系數(shù)(kN/F) F-鋼筋計(jì)輸出頻率模數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量(F) b-鋼筋計(jì)的溫度修正系數(shù)(kN/) T-鋼筋計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量() B-鋼筋計(jì)的計(jì)算修正值(kN). 注:頻率模數(shù) F=f 10 3.5.2 抗滑樁側(cè)土壓力監(jiān)測(cè)抗滑樁側(cè)土壓力監(jiān)測(cè)采用 TJ22 型振弦式土壓力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量范圍 2.5MPa，

33、分辨率0.08%F.S，綜合誤差1.5%F.S。（一）施工工藝流程：土壓力盒接電纜并編號(hào)抗滑樁樁孔施工一段在孔壁開(kāi)鑿坑槽作為土壓力計(jì)埋設(shè)點(diǎn)在坑槽側(cè)壁均勻地抹上高標(biāo)號(hào)的水泥砂漿水泥砂漿初凝后安裝土壓力計(jì)孔口電纜固定與保護(hù)。（二）技術(shù)要求（1）土壓力盒的埋設(shè)應(yīng)在抗滑樁樁孔護(hù)壁澆注前進(jìn)行。埋設(shè)前應(yīng)首先檢查土壓力計(jì)，確保儀器完好，按設(shè)計(jì)要求接長(zhǎng)電纜，接頭處的防水密封要可靠，并在電纜上做好編號(hào)記號(hào)。（2）抗滑樁樁孔每開(kāi)挖一段，在護(hù)壁混凝土澆注前，按土壓力計(jì)直徑尺寸的 1.1 倍在孔壁預(yù)定位置開(kāi)鑿坑槽作為土壓力計(jì)埋設(shè)點(diǎn)?？硬壅娌郾趹?yīng)修平，15并用細(xì)砂填充搗實(shí)?？硬蹅?cè)壁均勻地抹上高標(biāo)號(hào)的水泥砂漿。（3）待

34、水泥砂漿初凝后將土壓力計(jì)放入坑槽內(nèi)，土壓力計(jì)的受力感應(yīng)板應(yīng)面對(duì)著土體，并與孔壁表面平齊，兩者之間不能留有縫隙。土壓力計(jì)與坑槽側(cè)壁縫隙及抗滑樁之間用水泥砂漿填充搗實(shí)，不能留有縫隙。（4）埋設(shè)時(shí)應(yīng)注意避免水泥砂漿包裹住土壓力計(jì)的受力感應(yīng)板。（5）護(hù)壁施工中應(yīng)做好電纜和土壓力計(jì)的保護(hù)和防水工作。（6）測(cè)量及計(jì)算: TJ 型振弦式土壓力計(jì)的測(cè)量用振弦頻率讀數(shù)儀完成。測(cè)量方法請(qǐng)參照相應(yīng)讀數(shù)儀的使用說(shuō)明書(shū)。測(cè)量完成后，記錄傳感器的頻率值(或頻率模數(shù)值） 、溫度值、儀器編號(hào)、設(shè)計(jì)編號(hào)和測(cè)量時(shí)間。TJ 型振弦式土壓力的計(jì)算公式: P=KF+bT+B 式中:P-被測(cè)土壓力(MPa)，K-儀器標(biāo)定系數(shù)(MPa/F

35、)， F-土壓力計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量頻率模數(shù)值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量(F)， b-土壓力計(jì)的溫度修正系數(shù)(MPa/)， T-土壓力計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量()， B-土壓力計(jì)的計(jì)算修正值(MPa)。注:頻率模數(shù) F= f 103.5.3 錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè) 在錨桿施工過(guò)程中，選取部分錨桿，在錨桿鋼筋上預(yù)埋錨桿測(cè)力計(jì)，監(jiān)測(cè)錨桿實(shí)際工作狀況，對(duì)照設(shè)計(jì)分析，判斷設(shè)計(jì)分析的安全性和合理性。采用 MJ-101 型振弦式錨索測(cè)力計(jì)。（一）工作原理當(dāng)被測(cè)載荷作用在錨索測(cè)力計(jì)上，將引起彈性圓筒的變形并傳遞給振弦，轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振鋼弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)

36、電纜傳輸至振弦式讀數(shù)儀上，即可測(cè)讀出頻率值，從而計(jì)算出作用在錨索測(cè)力計(jì)的載荷值。為了減少不均勻和偏心受力影響，設(shè)計(jì)時(shí)住錨索測(cè)力計(jì)的彈性圓筒周邊內(nèi)平均安裝了三套振弦系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)只要接上振弦讀數(shù)儀就可直接讀數(shù)三根振弦的頻率平均值。 測(cè)量范圍：03000kN，分辯率0.06 F.S。16（二）施工技術(shù)要求1. 錨索測(cè)力計(jì)應(yīng)在錨索施工完畢 7 天之后進(jìn)行安裝。2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，錨索計(jì)安裝在張拉端或錨固端，安裝時(shí)鋼鉸線或錨索從錨索計(jì)中心穿過(guò)，測(cè)力計(jì)處于鋼墊座和工作錨之間。3. 安裝過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)錨索計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并從中間錨索開(kāi)始向周?chē)^索逐步加載以免錨索計(jì)的偏心受力或過(guò)載。 4. 測(cè)量與計(jì)算MJ-1

37、01 型振弦式錨索測(cè)力計(jì)的手工測(cè)量用 ZXY-3 型或其它型號(hào)振弦頻率讀數(shù)儀完成。測(cè)量方法請(qǐng)參照相應(yīng)讀數(shù)儀的使用說(shuō)明書(shū)。測(cè)量完成后，記錄傳感器的頻率值(或頻率模數(shù)值)、溫度值、儀器編號(hào)、設(shè)計(jì)編號(hào)和測(cè)量時(shí)間。MJ-10l 型振弦式錨索測(cè)力的計(jì)算公式：P=KF+bT+B式中：P-被測(cè)錨索荷載值(kN)；K-儀器標(biāo)定系數(shù)(kNF)；F-錨索測(cè)力計(jì)三弦實(shí)時(shí)測(cè)量頻率模數(shù)的平均值相對(duì)于基準(zhǔn)模數(shù)的平均值的變化量(F)；b-錨索測(cè)力計(jì)的溫度修正系數(shù)(KN)；T-錨索測(cè)力計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量()；B-錨索測(cè)力計(jì)的計(jì)算修正值(KN)。F-(F1+F2+F3)/3注：頻率模數(shù) F=f210-3。3

38、.6 水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)水庫(kù)水位監(jiān)測(cè) 采用特制的水位計(jì)定期進(jìn)行庫(kù)水位測(cè)量。3.7 地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè)地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè) 對(duì)存在于地表的滑坡裂縫進(jìn)行位錯(cuò)監(jiān)測(cè)，采用裂縫兩盤(pán)埋設(shè)觀測(cè)樁，采用鋼尺定期測(cè)量的方法，監(jiān)測(cè)滑坡裂縫發(fā)展?fàn)顩r與錯(cuò)動(dòng)大小、方向，主要針對(duì)剛剛開(kāi)始治理的邊坡，作為最直觀和快速的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)施工安全監(jiān)控起到預(yù)報(bào)17作用。對(duì)存在于地表的滑坡裂縫進(jìn)行位錯(cuò)監(jiān)測(cè)，采用裂縫兩盤(pán)埋設(shè)觀測(cè)樁、用鋼尺定期測(cè)量的方法，監(jiān)測(cè)滑坡裂縫發(fā)展?fàn)顩r與錯(cuò)動(dòng)大小、方向，作為最直觀和快速的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)施工安全監(jiān)控起到預(yù)報(bào)作用。3.8 宏觀地質(zhì)調(diào)查宏觀地質(zhì)調(diào)查宏觀地質(zhì)調(diào)查法是采用常規(guī)的邊坡變形形跡追蹤地質(zhì)調(diào)查方法，進(jìn)行人工巡視，該

39、調(diào)查法是在變化明顯地段設(shè)固定點(diǎn)，定期采用調(diào)查路線穿越塌岸區(qū)。主要觀察邊坡滑塌跡象、地表變形、地表水系、植被情況、地面及結(jié)構(gòu)物裂縫發(fā)育發(fā)展情況等，為判斷邊坡穩(wěn)定性發(fā)展趨勢(shì)提供第一手資料。4. 集成集成 GPS 的多傳感器滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)的多傳感器滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如上圖所示，通過(guò)在潛在滑坡體的適當(dāng)位置布置專(zhuān)門(mén)的監(jiān)測(cè)儀器，用來(lái)監(jiān)測(cè)滑坡體的地表位移、表面裂縫、深部位移、傾斜變形、地下水位以及環(huán)境降18雨量，這些監(jiān)測(cè)儀器通過(guò)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行自動(dòng)采集并記錄，再通過(guò)GPRS 無(wú)線傳輸方式將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程的中心數(shù)據(jù)接收站，遠(yuǎn)程中心數(shù)據(jù)接收站只需要一臺(tái)臺(tái)式

40、機(jī)配合相應(yīng)的 Internet 網(wǎng)絡(luò)（需要公網(wǎng) IP 或 ADSL） ，通過(guò)配套的數(shù)據(jù)采集軟件即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常測(cè)值報(bào)警的目的，從而可遠(yuǎn)程監(jiān)控該滑坡體的地表位移、深部變形和相應(yīng)的變形速率，以及環(huán)境量變化等實(shí)時(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)控滑坡體變形發(fā)展及災(zāi)害預(yù)警。4.2 儀器的選擇與布設(shè)儀器的選擇與布設(shè) 對(duì)于高?；麦w或高邊坡，以其變形監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)，即對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象在表面布設(shè)若干個(gè) GPS 位移測(cè)點(diǎn)，同時(shí)在兩個(gè)不同高程各布設(shè)一套深部位移監(jiān)測(cè)儀器，共同監(jiān)測(cè)邊坡或滑坡體的位移變形或傾斜情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其穩(wěn)定情況。對(duì)處于高地下水區(qū)域的邊坡或滑坡體，可以增設(shè)一個(gè)地下水位觀測(cè)點(diǎn)?？紤]到降雨對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的

41、誘發(fā)作用，需要布置一個(gè)雨量觀測(cè)點(diǎn)。 （1）地表（整體）位移監(jiān)測(cè)采用中海達(dá) GPS 進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用香港理工大學(xué)的多天線與單天線混合 GPS 變形監(jiān)測(cè)技術(shù),即在不改變已有 GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，19通過(guò)一個(gè)附加的 GPS 多天線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) GMS（GPS Multi-antenna Switch）來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)接收機(jī)機(jī)多個(gè)天線的時(shí)分單通連接，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多天線，從而達(dá)到節(jié)省硬件費(fèi)用的目的。該系統(tǒng)目前分別在韓國(guó)和臺(tái)灣的高速公路邊坡上安裝了該套系統(tǒng)，運(yùn)行狀況良好。實(shí)踐證明，一機(jī)多天線系統(tǒng)適用于滑坡、大壩、工業(yè)廠房等緩慢變形的連續(xù)運(yùn)行自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)。當(dāng)滑坡監(jiān)測(cè)的部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)比較分散時(shí)，可以采

42、用單機(jī)單天線模式，以避免天線電纜過(guò)長(zhǎng)而帶來(lái)的信號(hào)衰減過(guò)多和施工困難。GPS 變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是整個(gè)滑坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中最主要的部分，也是最復(fù)雜的部分，為此該子系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案將在第 5 節(jié)詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。（2）內(nèi)部變形監(jiān)測(cè) 滑坡體或邊坡的內(nèi)部變形觀測(cè)，依據(jù)其具體情況可采用垂直坡面鉆孔安裝多點(diǎn)位移計(jì)或鉆孔安裝垂直測(cè)斜管配固定測(cè)斜儀。固定式側(cè)斜儀具有以下優(yōu)點(diǎn)： 避免人工讀數(shù)和記錄引起的人為誤差 ； 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及惡劣天氣下采集數(shù)據(jù) ； 每天可以進(jìn)行 24 小時(shí)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，特別是快到臨界變化時(shí)，能在事態(tài)惡 化之前采取處理措施 可以準(zhǔn)確記錄失事事件的時(shí)間，使之與外部因素相關(guān)聯(lián)，比如降雨、地震、人工建造活動(dòng)

43、，便于監(jiān)測(cè)小組分析事故原因； 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以按程序步驟監(jiān)測(cè)限定的閾值、變化速率，從而能在超出預(yù)定的極限值時(shí)自動(dòng)報(bào)警。 具體安裝如下： 鉆孔：在期望的測(cè)量位置，鉆一定深度的測(cè)量孔，注意對(duì)基準(zhǔn)位置進(jìn)行相應(yīng)的工程處理。 安裝測(cè)斜管：由于雅安的位移監(jiān)測(cè)已進(jìn)行很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)位移量和位移方向都已了解，所以準(zhǔn)備采用單傳感器探頭，要求安裝測(cè)斜管時(shí)，將導(dǎo)槽方向?qū)?zhǔn)已知偏移方向。 回填灌漿：灌漿過(guò)程中要注意在測(cè)斜管中加清水平衡，避免測(cè)斜管浮起。首次灌漿后，漿液會(huì)有所回落，屆時(shí)需進(jìn)行補(bǔ)灌。 固定式測(cè)斜儀安裝：首先，按照設(shè)計(jì)位置，截取安裝連接桿，通過(guò)安裝連接桿將各探頭串接，組成傳感器串（也可在下放過(guò)程中連接） ；接

44、20著在管口位置安裝頂部夾具，通過(guò)夾具支撐傳感器串，將傳感器串的導(dǎo)輪方向?qū)?zhǔn)測(cè)斜管的導(dǎo)槽方向，慢慢將傳感器串放入設(shè)計(jì)位置；最后，將傳感器串固定在頂部夾具上。（3）地下水監(jiān)測(cè)（如果需要的話） 邊坡或滑坡體處于高地下水區(qū)域，地下水的變化往往對(duì)災(zāi)害點(diǎn)加速惡化起很大作用，因此建議在這樣的地方增設(shè)地下水觀測(cè)項(xiàng)目，布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用鉆孔安裝一支滲壓計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)地下水監(jiān)測(cè)。（4）降雨量監(jiān)測(cè)（如果需要的話） 滑坡體或邊坡的環(huán)境量監(jiān)測(cè)一般多采用降雨量作為環(huán)境的主要技術(shù)要求，可根據(jù)地形條件和周?chē)h(huán)境的情況在合適的地方布置一個(gè)雨量監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)。 4.3 自動(dòng)化采集系統(tǒng)方案自動(dòng)化采集系統(tǒng)方案 在野外高邊坡或滑坡體安裝監(jiān)測(cè)儀器

45、后，由于地勢(shì)險(xiǎn)要，場(chǎng)地有限，現(xiàn)場(chǎng)大多無(wú)法提供便利、安全的人行通道及配套供電設(shè)施，特別是在汛期或梅雨季節(jié)需要加密監(jiān)測(cè)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)塌方、落石及滑坡還將會(huì)威脅到監(jiān)測(cè)人員的生命安全。21但要獲取第一手的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，沿線散布的監(jiān)測(cè)儀器，采用人工觀測(cè)方式不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，受道路條件或天氣的影響，往往還不能及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)。采用常規(guī)的數(shù)據(jù)采集裝置由于體積大、功耗高、通訊布線難度大，在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)電源供應(yīng)的環(huán)境下也難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)，因此非常有必要需要選擇低功耗的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。對(duì)于 GPS 變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，中海達(dá)新推出的專(zhuān)門(mén)用于變形監(jiān)測(cè)的接收機(jī)本身具有數(shù)據(jù)采集的模塊，其數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)置的 GPRS 模塊無(wú)線傳

46、輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，具體模式請(qǐng)參考本方案第 5 節(jié)。對(duì)于測(cè)斜儀、地下水位計(jì)等傳感器的數(shù)據(jù)采集，由于其數(shù)據(jù)量小，一般采用通用的智能型數(shù)據(jù)采集器，多個(gè)傳感器功用一個(gè)數(shù)據(jù)采集器。以下是 BGK-8001 型智能數(shù)據(jù)記錄儀一些功能和特點(diǎn)： BGK-8001 型智能記錄儀為 1 臺(tái)微功耗設(shè)計(jì)的振弦式數(shù)據(jù)采集儀，采用全內(nèi)置全密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。只需使用 4 節(jié) 1 號(hào)（D 型）堿性干電池供電，正常采集數(shù)時(shí)在不更換電池的情況下可連續(xù)工作時(shí)間可達(dá) 1 年以上，也可選用外接直流電源、交流適配器或太陽(yáng)能電池供電。 BGK-8001 數(shù)據(jù)采集儀適合任何無(wú)電源及人工觀測(cè)難以接近的環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集，每臺(tái) BGK-8001 最多

47、可提供 6 支傳感器接入通道，必要時(shí)還可接入一支氣溫計(jì)與一臺(tái)翻斗式雨量計(jì)以監(jiān)測(cè)環(huán)境量。 BGK-8001 數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)置的 256K 容量存儲(chǔ)器,可儲(chǔ)存 3000 組/通道觀22測(cè)數(shù)據(jù),保證即便通訊故障情況下數(shù)據(jù)仍可持續(xù)采集而不會(huì)丟失。此外，每臺(tái) BGK-8001 數(shù)據(jù)采集儀均可作為一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，以形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 BGK-8001 數(shù)據(jù)采集儀具有多種通訊方式，可內(nèi)置一臺(tái) GSM 調(diào)制解調(diào)器(手機(jī)通訊模塊)或 GPRS 模塊，在有移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋的環(huán)境下均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。或 者直接選用超短波數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線通訊，還可提供現(xiàn)場(chǎng)的有線通訊。利用 GSM 移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)或 S

48、MS 短信通訊時(shí)，直接使用 BGK-8001 內(nèi)部的干電池供電即可。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)不具備 GSM 移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋而選用超短波無(wú)線通訊模塊（即數(shù)傳電臺(tái)）時(shí)，則需選用太陽(yáng)能電池組與蓄電池組合供電的方式。4.4 滑坡監(jiān)測(cè)信息管理與分析系統(tǒng)滑坡監(jiān)測(cè)信息管理與分析系統(tǒng)4.4.1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu) 滑坡監(jiān)測(cè)信息管理與分析系統(tǒng)主要包括三大功能：滑坡地質(zhì)地理信息管理、滑坡監(jiān)測(cè)信息管理和監(jiān)測(cè)信息分析。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如下：23滑坡地質(zhì)地理信息管理模塊主要是將滑坡所在區(qū)域的地質(zhì)圖、地形圖、剖面圖、鉆孔柱狀圖以及儀器、鉆孔巖芯、地貌等照片組織起來(lái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理；檢測(cè)信息管理模塊主要完成所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)所有監(jiān)

49、測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理，形成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以用于后續(xù)分析；檢測(cè)信息分析模塊包括監(jiān)測(cè)信息隨時(shí)間變化的各種圖形顯示，各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)分析以及輔助預(yù)測(cè)分析等功能。這三大模塊通過(guò) GIS 技術(shù)將滑坡空間信息和監(jiān)測(cè)信息結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)滑坡信息的系統(tǒng)化管理、快速查詢和可視化分析。4.4.2 地質(zhì)地理信息管理地質(zhì)地理信息管理 將滑坡所在區(qū)域的地形圖、剖面圖、地質(zhì)圖和鉆孔柱狀圖等圖件數(shù)字化，得到 GIS 中可用的矢量數(shù)據(jù)，以圖層形式加入系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鉆孔、監(jiān)測(cè)設(shè)備等信息都進(jìn)行對(duì)象化以圖層形式存入 GIS 數(shù)據(jù)庫(kù)中。根據(jù)實(shí)際管理的需要，可將圖層分為剖面線層、地形層、建筑物曾、等高線層、地質(zhì)層等。儀器、鉆

50、孔巖芯、地貌等照片以二進(jìn)制形式存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，并有相應(yīng)的照片管理子模塊進(jìn)行管理。利用 GIS 技術(shù)可對(duì)各種圖形進(jìn)行放大、縮小、漫游以及圖層管理等各種地圖操作功能，并實(shí)現(xiàn)滑坡體、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鉆孔、監(jiān)測(cè)設(shè)備的圖形與屬性24的雙向交互查詢功能。通過(guò)這些功能操作，可以了解不同滑坡、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鉆孔等對(duì)象的空間位置、分布、特征等相關(guān)信息。4.4.3 監(jiān)測(cè)信息管理監(jiān)測(cè)信息管理 把監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鉆孔、儀器的相關(guān)信息，如：鉆孔的編號(hào)、孔徑、深度、位置等；儀器的編號(hào)、各種參數(shù)、安裝位置等。根據(jù)監(jiān)測(cè)儀器的不同，分別具有相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模塊，對(duì)原始監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行濾波、插值、剔除和曲線擬合等操作功能，最后得到 GPS 地表位移數(shù)據(jù)庫(kù)、

51、深部位移數(shù)據(jù)庫(kù)、地下水位數(shù)據(jù)庫(kù)、空隙滲壓數(shù)據(jù)庫(kù)、雨量數(shù)據(jù)庫(kù)等。 監(jiān)測(cè)點(diǎn)、鉆孔、監(jiān)測(cè)設(shè)備等都可進(jìn)行圖形對(duì)象化，根據(jù)其具體位置以圖形符號(hào)的形式直觀的顯示在滑坡體地圖上。在地圖上點(diǎn)擊不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)即可對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行瀏覽、編輯、更新等操作，相反通過(guò)屬性查詢也可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、設(shè)備等信息的圖形定位。4.4.4 監(jiān)測(cè)信息分析監(jiān)測(cè)信息分析 根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和所用不同的儀器監(jiān)測(cè)所得到的結(jié)果及所反映的物理量變化大小和規(guī)律，繪制成果圖表進(jìn)行分析，主要包括：（1）基本監(jiān)測(cè)信息分析；（2）監(jiān)測(cè)信息的關(guān)聯(lián)分析；（3）預(yù)測(cè)分析?；颈O(jiān)測(cè)信息分析將地表（整體）形變、深部位移滲壓、地下水位、降雨等監(jiān)測(cè)信息隨時(shí)間變化情況及25

52、深部位移沿測(cè)斜孔深度的分布以圖形方式顯示圖來(lái)。監(jiān)測(cè)信息的關(guān)聯(lián)分析包括不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間的關(guān)聯(lián)分析和相同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的空間關(guān)聯(lián)分析，如降雨與庫(kù)水位、降雨與地下水位、地下水位與滲壓、地下水壓與變形等之間的關(guān)聯(lián)分析。系統(tǒng)可根據(jù)需要（如選擇特定的時(shí)間段）繪制相應(yīng)的圖件和報(bào)表，分析這些項(xiàng)目的關(guān)系變化規(guī)律。預(yù)測(cè)分析主要是綜合各種影響因素對(duì)滑動(dòng)帶的變形做回歸分析，繪制其未來(lái)的變形曲線，為滑坡的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供依據(jù)。265.GPS 變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)變形監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)5.1 監(jiān)測(cè)模式的選擇監(jiān)測(cè)模式的選擇根據(jù)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，GPS 用于變形監(jiān)測(cè)可分為三種應(yīng)用模式：周期性重復(fù)測(cè)量、固定連續(xù)靜態(tài) GPS 監(jiān)測(cè)陣列和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。前

53、兩種模式適用于地殼形變、大壩以及滑坡等變形量較小的緩慢變形監(jiān)測(cè)，其數(shù)據(jù)處理模式為靜態(tài)解算。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)多適用于在緩慢變形中存在突變的變形以及工程結(jié)構(gòu)物在外力作用下的振動(dòng)變形。周期性重復(fù)測(cè)量實(shí)施與常規(guī) GPS 控制網(wǎng)測(cè)量基本一致，即先進(jìn)性野外數(shù)據(jù)采集，然后手動(dòng)下載數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，因此設(shè)備可以重復(fù)使用，適用于低于次/數(shù)月頻率的監(jiān)測(cè)應(yīng)用，當(dāng)監(jiān)測(cè)頻率提高時(shí)，野外數(shù)據(jù)采集的勞動(dòng)強(qiáng)度將大大提高；固定連續(xù)靜態(tài) GPS 監(jiān)測(cè)陣列的實(shí)施模式與連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS）的模式類(lèi)似，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，然后由相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件自動(dòng)進(jìn)行靜態(tài)處理，其監(jiān)測(cè)頻率一般為次/幾十分鐘數(shù)天。這種模式的

54、缺點(diǎn)是設(shè)備必需長(zhǎng)期安裝在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上，硬件的一次性投入較大，但如果監(jiān)測(cè)頻率要求較高的監(jiān)測(cè)應(yīng)用（如：大壩、處于滑動(dòng)期的滑坡、礦山尾礦壩、山采空區(qū)的變形監(jiān)測(cè)），則可以大大降低野外數(shù)據(jù)采集的成本，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，提高災(zāi)害預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性。5.2 監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)需考慮的因素：監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)需考慮的因素：（1）位于尾礦壩體上并能夠反映尾礦壩的變形；（2）開(kāi)闊性應(yīng)較好，遮擋不嚴(yán)重，盡量避開(kāi)房屋或樹(shù)木等遮擋物；（3）應(yīng)盡量避開(kāi)水體、金屬、玻璃幕墻等強(qiáng)多路徑環(huán)境；（4）盡量避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾；（5）監(jiān)測(cè)墩建造的施工、供電、通訊等應(yīng)盡量方便。以上因素應(yīng)該首要考慮第一個(gè)，一般根據(jù)壩體的結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件

55、來(lái)確定，最大壩高處、地基地形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān)測(cè)剖面。每個(gè)剖面上根據(jù)壩27的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設(shè)置若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳外 510m 范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測(cè)尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性。在滿足第一個(gè)條件后，再根據(jù)后幾個(gè)個(gè)條件進(jìn)行調(diào)整。基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)需考慮的因素：基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)需考慮的因素：（1）基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)位于穩(wěn)固的基巖或建筑體上；（2）基準(zhǔn)點(diǎn)距離監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量近；（3）監(jiān)測(cè)墩建造的施工、供電、通訊等應(yīng)盡量方便。同樣，基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)首先要考慮第一個(gè)條件，然后再根據(jù)后面的條件進(jìn)行調(diào)整。5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理三大部分組成，其基本結(jié)

56、構(gòu)示意圖如圖 4.2 所示。即：監(jiān)測(cè)站與參考站的硬件配置是相同的，由 GPS 天線、GPS接收機(jī)（可采用一機(jī)多天線設(shè)備混合使用） 、天線電纜、GPRS Modem、電源（可采用太陽(yáng)能或 UPS）組成。數(shù)據(jù)通過(guò) GPRS 可直接發(fā)送至已連接 Intenet 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集、處理、管理及分析軟件自動(dòng)提供監(jiān)測(cè)目標(biāo)的變形信息。 數(shù)據(jù)采集控制軟件數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)管理軟件軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Internet 網(wǎng)絡(luò)中海達(dá) GPS接收機(jī)參考站RS232 串口通訊電纜GPRS Modem電源天線中海達(dá) GPS 接收機(jī)GPRS 電源監(jiān)測(cè)點(diǎn)天線中海達(dá) GPS 接收機(jī)GPRS 電源監(jiān)測(cè)點(diǎn)天線中海達(dá) G

57、PS 接收機(jī)GPRS 電源天線轉(zhuǎn)換控制器監(jiān)測(cè)點(diǎn)天線陣列28圖 4.2 GPS 變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖5.3.1 數(shù)據(jù)接收部分?jǐn)?shù)據(jù)接收部分?jǐn)?shù)據(jù)接收部分主要由 GPS 接收機(jī)、GPS 天線、天線電纜以及電源組成。（1）GPS接收機(jī)和天線。接收機(jī)和天線。采用中海達(dá)GPS接收機(jī)和天線。當(dāng)監(jiān)測(cè)站與參考站距離小于2公里時(shí)，可采用單頻接收機(jī)，否則采用雙頻接收機(jī)。當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)比較密集（直徑小于120m）時(shí)，可以采用一機(jī)多天線GPS技術(shù)使多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)共享一個(gè)接收機(jī)，以降低接收機(jī)硬件、供電、通訊及施工的成本。 圖4.3-1 GPS接收機(jī) 29圖 4.3-2 多天線控制器5.3.2 數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)采集部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)采

58、集部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸部分負(fù)責(zé)把 GPS 原始觀測(cè)數(shù)據(jù)（包括監(jiān)測(cè)站和參考站）發(fā)送至數(shù)據(jù)處理和分析中心的計(jì)算機(jī)上。數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇捎卸喾N，如：Internet 網(wǎng)、GPRS/CDMA、局域網(wǎng)絡(luò)以及通訊電臺(tái)等，其中在有手機(jī)信號(hào)覆蓋的地區(qū)選擇GPRS/CDMA。中海達(dá) V8 系列接收機(jī)集成了 GPRS 調(diào)制解調(diào)器模塊，使用時(shí)只要插入 SIM 卡即可實(shí)現(xiàn) GPRS/CDMA 無(wú)線通訊。數(shù)據(jù)采集軟件為 GPSDTUCenter。其中 DataLogging 支持通過(guò)串口或Internet 方式通訊，其主界面如圖 4.4 所示；GPSDTUCenter 則是專(zhuān)門(mén)為GPRS/CDMA 通訊方式開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件，其

59、主界面如圖 4.5 所示。圖 4.4 DataLogging 軟件主界面30圖 4.5 GPSDTUCenter 軟件主界面5.3.3 數(shù)據(jù)處理部分?jǐn)?shù)據(jù)處理部分?jǐn)?shù)據(jù)處理軟件為安科 GDMS（Anchor GPS Deformation Monitoring System ） ，該軟件是由香港理工大學(xué)土地測(cè)量與地理資訊學(xué)系開(kāi)發(fā)的一款適用于滑坡、大橋、大壩等，基于 Windows 操作系統(tǒng)的 GPS 變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用軟件，軟件采用特殊的算法進(jìn)行基線解算，同時(shí)還具有可視化、數(shù)據(jù)管理、變形分析、自動(dòng)報(bào)表、語(yǔ)音報(bào)警、短消息提醒等功能。（1）基線解算基線解算采用適用于變形監(jiān)測(cè)的單歷元模糊度搜索算法，無(wú)需探測(cè)周

60、跳，從而提高了基線解算的可靠性。采用了基于載噪比的抗差隨機(jī)模型，該模型可有效的削弱衍射和大氣殘余誤差的影響，提高了 GPS 測(cè)量精度。（2）數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理可采用數(shù)據(jù)庫(kù)和文件兩種方式管理，包括原始觀測(cè)文件數(shù)據(jù)、變形量及變形速度、監(jiān)測(cè)站信息等數(shù)據(jù)的入庫(kù)、檢索、輸出等功能。（3）變形可視化變形可視化 包括每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)程曲線圖、變形速率時(shí)程曲線圖、壩體或滑坡的可視化及變形矢量場(chǎng)圖。31（4）變形分析變形分析可采用 Kalman 濾波和加權(quán)移動(dòng)平均進(jìn)行消噪處理，同時(shí) Kalman 濾波還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單預(yù)報(bào)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，可以采用回歸分析法進(jìn)行變形預(yù)報(bào)分析。由于變形分析與預(yù)報(bào)比較復(fù)雜，為了適用各