淺析露天邊坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

廖文康

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽(yáng) 550005）

GPS-RTK技術(shù)屬于目前比較成熟的一種變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要是將GPS-RTK技術(shù)與RTK技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，具備快速、高精度定位的優(yōu)勢(shì)，可以借助載波相位實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性定位，能夠有效地控制冗余監(jiān)測(cè)時(shí)間，并縮短監(jiān)測(cè)的時(shí)間成本，同時(shí)測(cè)量的精度較高，所以該技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為礦產(chǎn)開(kāi)采的常規(guī)技術(shù)。GPS-RTK技術(shù)對(duì)于露天邊坡變形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)而言，其能夠及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)邊坡的變形情況，并為后續(xù)的邊坡加固施工提供可靠的數(shù)據(jù)支持。對(duì)此，探討露天邊坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)具備顯著實(shí)際意義。

1 監(jiān)測(cè)原則

目前露天邊坡的變形因?yàn)榇嬖诟哳l率、危害大的特征，所以在具體工作中監(jiān)測(cè)屬于重點(diǎn)工作項(xiàng)目。在工作中需要做好基礎(chǔ)原則的控制，首先需要做好全面性。邊坡的穩(wěn)定性影響因素比較多，在具體監(jiān)測(cè)工作中可選擇的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目也比較多，例如裂縫的伸長(zhǎng)、地基的位移、爆破振動(dòng)以及壓力測(cè)量等，在具體工程中很難對(duì)所有項(xiàng)目實(shí)行逐一性、全面性的監(jiān)測(cè)，所以必須按照實(shí)際情況做好重點(diǎn)指標(biāo)的選擇，保障整個(gè)監(jiān)測(cè)實(shí)效性[1]。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置期間需要盡可能保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于邊坡的實(shí)施、全面性覆蓋，同時(shí)做好重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測(cè)需求、計(jì)劃制定，預(yù)先設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)；其次，一般情況下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組建、監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)反饋等都有著短時(shí)間的要求，這也是保障工程施工進(jìn)度以及邊坡實(shí)時(shí)穩(wěn)定的關(guān)鍵，在邊坡監(jiān)測(cè)期間必須保障儀器設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，從而保障整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高質(zhì)量穩(wěn)定運(yùn)行；最后，便捷性以及合理性。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備操作簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確以及移動(dòng)便捷等優(yōu)勢(shì)，這也是提高邊坡變形監(jiān)測(cè)工作效益的關(guān)鍵。同時(shí)對(duì)于目前設(shè)備的充分應(yīng)用也是保障整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)合理性的重點(diǎn)，是提高經(jīng)濟(jì)適用性的核心。

2 露天邊坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

一直以來(lái)GPS-RTK監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍就非常廣闊，服務(wù)的領(lǐng)域主要涉及到水利、交通、礦山、橋梁、機(jī)電等多個(gè)部門，在具體的監(jiān)測(cè)技術(shù)范圍方面主要有審圖、監(jiān)測(cè)放線，并且還涉及到項(xiàng)目成立概算、項(xiàng)目工程量預(yù)算、工程量現(xiàn)場(chǎng)結(jié)算、設(shè)計(jì)變更以及現(xiàn)場(chǎng)簽證等多方面[2]。具體而言，GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要在于以下幾點(diǎn)：①GPSRTK監(jiān)測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化程度較高，在具體的監(jiān)測(cè)中，工作人員只需要簡(jiǎn)單的設(shè)備操作，例如選擇天氣數(shù)據(jù)的采集、實(shí)施觀察儀器設(shè)備的工作狀態(tài)，便可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的獲取。同時(shí)GPS-RTK的體積較小，攜帶便捷，可以在野外實(shí)現(xiàn)隨時(shí)性的監(jiān)測(cè)，只需要按下設(shè)備的開(kāi)關(guān)便可以完成監(jiān)測(cè)工作；②定位精度較高。按照相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以在50km的基線以內(nèi)，都能夠達(dá)到百萬(wàn)分之一的定位精度，在100km至500km之間，精度也可以達(dá)到萬(wàn)分之一；③GPS-RTK衛(wèi)星數(shù)量較多，分布也比較均勻，在這樣的環(huán)境下覆蓋率效果突出，基本上GPS-RTK技術(shù)可用于任何地方、任何工程；④GPS-RTK監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)時(shí)間需求較短，編程、自動(dòng)化以及智能化等方面的技術(shù)特征突出，可以為GPS-RTK技術(shù)提供許多基礎(chǔ)性的支持，隨著近些年GPS-RTK技術(shù)持續(xù)發(fā)展，20km以內(nèi)的靜態(tài)定位時(shí)間只需要10多分鐘。

邊坡的變形監(jiān)測(cè)是一種反復(fù)性的變化過(guò)程，所以在監(jiān)測(cè)期間也需要根據(jù)邊坡的特征做好重復(fù)性的處理。在保障監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置合理性的同時(shí)還需要做好不同點(diǎn)位的調(diào)控，保障精度和頻率的準(zhǔn)確性。以沉降監(jiān)測(cè)為例，可以采用GPS-RTK的技術(shù)方式進(jìn)行處理，首先是做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取。邊緣的沉降相對(duì)而言具備穩(wěn)定性，其可以有效的控制或減少水準(zhǔn)點(diǎn)的高程并做好相關(guān)的檢驗(yàn)，水準(zhǔn)點(diǎn)普遍需要設(shè)置3個(gè)以上，在保障穩(wěn)定性選擇而的基礎(chǔ)上，做好水準(zhǔn)點(diǎn)的邊坡沉降監(jiān)測(cè)埋設(shè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置秀遷怒需要保障構(gòu)筑物與邊坡的關(guān)系和類型，做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置均勻分布。水準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的距離應(yīng)當(dāng)控制在60m到100m左右。其次，沉降監(jiān)測(cè)的相關(guān)固定必須完善。需要確保監(jiān)測(cè)的周期合理性，在保障監(jiān)測(cè)單埋設(shè)穩(wěn)定處于邊坡、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，需要做好主體施工處理，保障施工之前不能出現(xiàn)任何的監(jiān)測(cè)主體，在主體施工期間需要間隔1層到2層進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在峰頂和竣工完成之后則需要間隔1個(gè)月實(shí)行監(jiān)測(cè)。在沉降變化不突出的情況下，可以適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)監(jiān)測(cè)的間隔。在監(jiān)測(cè)的方式以及儀器設(shè)備的選擇方面，橋梁的沉降監(jiān)測(cè)一般需要采用DSI精密性水準(zhǔn)儀進(jìn)行，可以采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的方式保障水準(zhǔn)測(cè)量的精確度，在監(jiān)測(cè)期間需要確保水準(zhǔn)尺的均勻性，確保視線處于50m以內(nèi)，保障前后的視距相近。沉降監(jiān)測(cè)方面需要做好監(jiān)測(cè)位置的長(zhǎng)期、連續(xù)性處理，保障監(jiān)測(cè)的結(jié)果合理性。做好監(jiān)測(cè)期間的相關(guān)固定處理，監(jiān)測(cè)期間工作人員必須做好水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的固定處理，并按照監(jiān)測(cè)計(jì)劃做好日期、路線以及方法的調(diào)控。在每一次監(jiān)測(cè)完成之后需要及時(shí)做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄，在計(jì)算相關(guān)結(jié)果和精度的同時(shí)需要及時(shí)調(diào)整閉合差，在計(jì)算不同的沉降點(diǎn)高程的同時(shí)需要做好監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程、日期以及荷載等多方面數(shù)據(jù)的記錄，計(jì)算相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)情況，并按照橋梁的沉降裝做好相應(yīng)時(shí)間、曲線的關(guān)系記錄，保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。

為了更好的提高邊坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，下面提出幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：①監(jiān)測(cè)點(diǎn)和埋石位置。普遍而言露天礦在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，邊坡監(jiān)測(cè)電位的選擇應(yīng)當(dāng)盡可能規(guī)避坡底，其目的在于預(yù)防信號(hào)傳輸過(guò)程中造成遮擋，從而促使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸遭受影響，導(dǎo)致信號(hào)傳輸波動(dòng)。所以監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇一般是以遮擋物比較少并且容易監(jiān)測(cè)的位置。煤層以及巖石層的布點(diǎn)過(guò)程中需要盡可能規(guī)避滑坡對(duì)于監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。在埋石方面應(yīng)當(dāng)盡可能在凍土層之下區(qū)域進(jìn)行布點(diǎn)，主要是因?yàn)檫@樣的布點(diǎn)方式可以規(guī)避氣候環(huán)境所導(dǎo)致的位移問(wèn)題，同時(shí)將不同煤層的標(biāo)志中線集中在一個(gè)鉛垂線上，埋石的周邊區(qū)域需要設(shè)置具體的標(biāo)志，以便于后續(xù)的監(jiān)測(cè)，從而保障監(jiān)測(cè)的精度以及實(shí)效性；②預(yù)警參數(shù)。在邊坡變形監(jiān)測(cè)中做好預(yù)警參數(shù)的設(shè)置是保障監(jiān)測(cè)效果的重點(diǎn)。在預(yù)警值方面，需要保障開(kāi)采層同一側(cè)的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)維持在同向，實(shí)際的水平位移量預(yù)警值應(yīng)當(dāng)超過(guò)10mm以上，邊坡原始的地面平均沉降量預(yù)警值應(yīng)當(dāng)在0.003H以上，H屬于開(kāi)采深度。邊坡周邊的原始地面下沉速度預(yù)警值應(yīng)當(dāng)在10mm以上，整體水平位移預(yù)警值應(yīng)當(dāng)為0.006H以上。

3 結(jié)論

綜上所述，目前邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍仍然較大，目前來(lái)看已經(jīng)可以將GPS-RTK技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及可視化技術(shù)等集成應(yīng)用于邊坡監(jiān)測(cè)工作中。按照露天礦區(qū)的施工特征，借助GPS-RTK技術(shù)可以更好的實(shí)現(xiàn)全天候、實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡的變形問(wèn)題，以便于后續(xù)的解決方案及時(shí)且準(zhǔn)確的制定。但是GPS-RTK技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題，這就要求操作人員在具體應(yīng)用中做好細(xì)節(jié)與流程的優(yōu)化制定，最大程度提高邊坡防護(hù)的實(shí)踐性應(yīng)用效果，提高邊坡防護(hù)質(zhì)量。