《浅谈马关县高井槽矿区边坡监测的措施及方法》-理学论文，地理论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

浅谈马关县高井槽矿区边坡监测的措施及方法

范文

熊子林

摘要：针对云南省马关县高井槽矿区在生产过程中所形成的边坡进行系统监测测量，有效的预防和防治了崩塌滑坡给公司和周边群众带来的损失，为做好地质灾害预警工作打好根基，因此建立预报、预测、预防机制是十分必要的。

关键词：边坡；测量；方法；高井槽；全站仪；预防

1、前言

云南省馬关县高井槽铜多金属矿区，位于马关县城85°方向，直距约12公里处，地处马关县南捞乡境内，属滇东南喀斯特中山区。区内海拔1389～770m，沟谷纵横，浑圆状山体绵延起伏，地形崎岖。自然坡度一般20°～30°，局部达40°左右。南汀河汇集了区内的全部地表水体，总体自南西向北东径流。本区位于北回归线以南，属中亚热带湿润季风气候，由于海拔高程差异大，同一地区气候温差悬殊较大，具有低坝河谷炎热，中山浅丘温暖，高山温凉，冬无严寒，夏无酷暑，干雨季分明的气候特点。年平均气温16.7℃，年极端最高气温32.3℃，最低-4℃。每年5～9月为雨季，期间降水量占全年降水量的79%。年平均降水量1366.13mm，年蒸发量1365.70mm。区内潮湿多雾，年平均相对湿度83.7%；年主导风向为西南风，年均风速1.9m/s，全年无霜期327天，少雪。滑坡体位于矿区南西部矿界之外，紧邻矿界，面积约2km2。2002年2月云南地质工程勘察设计研究院进行了“南捞滑坡”工程地质勘察，该滑坡为上部古崩塌成因堆积体及其下伏残坡积层在重力作用下滑移的山坡变形破坏，发育较大规模的滑坡9个，主滑动轴方向近正北，向南汀河滑移（见下图1）矿区既有多个采场边坡也有排土场边坡，边坡的稳定将直接影响到公司的正常生产和生命财产安全。本文以该矿区边坡监测方案优选为例，对于亚热带中深切割地貌矿区开展该类工作具有一定的代表性。

2、边坡监测的目的及原则

（1）边坡监测的目的。实现老边坡的整治或者是新边坡施工的信息化设计与施工；判断边坡的滑动性、滑动范围及发展趋势；检查边坡整治的效果。

1）评价边坡施工及其使用过程中边坡的稳定程度，并做出有关预报，对于已经或正在滑动的滑坡体掌握其演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，为崩塌、滑坡的正确分析评价、预测预报及治理工程等提供可靠的资料和科学依据。

2）监测既是崩塌滑坡调查、研究和防治工程的重要组成部分，又是崩滑地质灾害预测预报信息获取的一种有效手段。通过监测可掌握崩塌、滑坡的变形特征及规律，预测预报崩滑体的边界条件、规模、滑动方向、失稳方式、发生时间及危害性，并及时采取防灾措施，尽量避免和减轻工程和人员的损失。

监测作为预报信息获取的一种有效手段。通过监测可为决策部门提供相应参数数据，为有关方面提供相关的信息，以制定相对应的防灾救灾对策。

3）对已经发生滑动破坏的滑坡和加固处理后的滑坡，监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评价及滑坡治理工程效果的尺度。因而，监测既是崩塌滑坡调查、研究和防治工程的重要组成部分，又是崩滑地质灾害预测预报信息获取的一种有效手段。通过监测可为决策部门提供相应参数数据，为有关方面提供相应的对策。

4）为进行有关位移反分析及数值模拟计算提供参数。对于岩土体的特征参数，由于直接通过试验无法直接取得，通过监测工作对实际监测工作的数据（特别是位移值）建立相关的计算模型，进行有关反分析计算。

（2）边坡监测的特点。监测区域大，涉及的岩土性质复杂；边坡随时形成，部分监测点的位置要随之变动；监测的期限较长，贯穿真个工程及建设过程及后期防护过程。

（3）边坡监测的原则。边坡工程施工和运行期监测的主要目的在于确保工程的安全，边坡的安全监测以边坡整体稳定性监测为主，兼顾局部滑动楔体稳定性监测。由于过大变形是岩体破坏的主要形式，因此变形监测是安全监测的重点。岩石边坡中存在的不利结构面常常是引起边（滑）坡破坏的主要内在因素。因此，岩石边（滑）坡监测的重点对象是岩体中的这些结构面，监测测点应放在这些对象上。

监测网点应覆盖整个边坡，沿边坡的横向和纵向（即高度方向），所有监测点应连成直线，以便对监测数据进行处理、分析和对比。对边坡重要部位边坡脚部、滑坡顶部、土体或岩土体间的分层界限等处，应设立监测点。同时应兼顾监测人员的工作方便和安全。

3、边坡监测内容及方法

（1）边坡监测仪器选择及其质量标准。根据矿山现有的测量装备条件，仪器选用全站仪，一方面可提高监测数据的精度，另一方面可降低现场监测工作人员的劳动强度。

1）仪器可靠性和稳定性。仪器在设计规定的运行条件和运行时间内，检测原件、转换装置的测读仪器、仪表保持原有技术性能的程度。

2）准确度和精度。准确度：测量结果与真值偏离的程度、系统误差的大小是准确度的标志。精度：在相同条件下测量同一量所得出的结果重复一致的程度。

3）灵敏度和分辨力。灵敏度；输入量（被测信号）与输出量的比值。分辨力：灵敏度的倒数，越高，分辨力越强，传感器检测出的输入量变化越小。

（2）边坡监测的测量方法。根据矿山工程实际，在保证技术上可行、经济上合理、实施上安全、数据上可靠的前提下，对地表位移进行监测。目前针对地表变形的监测方法列于表1-1。综合比较各种监测方法，从监测精度、使用范围以及监测成本出发，建议采用大地测量法监测。

具体操作方法简述： 1）大地测量法常用的大地测量法主要有两方向（或三方向）前方交法、双边距离交会法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量法以及精密三角高程测量法等。将GPS测量法用于边坡工程监测有以下优点：①观测站之间无须通视，选点方便；②定位精度高；③观测时间短；④观测点的三维坐标可以同时测定，对于运动的观测点还能精确测出它的速度；⑤操作简便；⑥全天候作业，一般不受气候条件的影响。3）近景摄影测量法。该方法是把近景摄影仪安置在2个不同位置的固定测点上，利用立体坐标仪量测像片上各观测点三维标的一种方法。其周期性重复摄影方便，外业省时省力，可以同时测定许多观测点在某一瞬间的空间位置，可随时进行比较。可以满足崩滑体处于速变、剧变阶段的监测要求，即适合危岩临空陡壁裂缝变化或滑坡地表位移量变化速率较大时的监测。

（3）监测点的测量方法。监测点的水平位移测量方法是在原始点位（基准点）测定后，每次位移监测都重复原始点位测定的测量程序，記录新测定位同原始点的纵、横差，由纵、横差求出监测点相对于原始点的水平位移量。监测点的垂直测量方法宜是四等水准基点和位移监测点，组成一闭合环，对每次所测高程同初测高程比较求得垂直位移量（备注，基准点坐标需由国家三角点导出）。

（4）监测人员的配备。由于测量过程中棱镜受采矿过程中爆破的影响较大，再加上避免仪器受到人为的损坏或丢失，因此，根据矿山意见，改全天侯在线实时监测为人工监测，配备专职或专门的测量人员进行监测工作。考虑到测点数量众多及范围较广，建议至少安排3名监测人员进行相关的测量工作。

（5）监测频率与资料整理。原则上应建立定期连续监测工作机制，但在具体实施中可根据具体情况发生一定的变化，考虑到边坡变形一般是一个长期过程，可分为缓慢变形阶段、加速变形阶段、破坏失稳阶段三个阶段。在缓慢变形阶段一般4～7天监测一次；在加速变形阶段、破坏失稳阶段应一天监测一次；在稳定或边坡位移变化不大阶段，一般可1～2个月进行一次水准测量，3～6个月进行一次全面观测。

就边坡监测而言，我们最关注的是边坡沿高程方向的移动情况（也即Z方向）：如果监测点的高程持续减小，那么可以认为该监测点正在发生位移变形情况，则有必要加密观测或对相关工作人员或领导提出危险性警告，避免一些灾难性的事故发生。

监测资料应用专用记录表格进行记录，并装订成册。监测成果绘制成时间-变形曲线，根据变形发展规律，对边坡的滑动情况进行预测、预报和评判。

结论：本文根据云南省马关县高井槽矿区在矿山生产过程中形成的边坡（滑坡等），从安全化施工及信息化监测角度考虑，制定了边坡稳定性监测方案，即采用全站仪对地表位移进行监测，对坡面进行立体监控，为边坡稳定性的预测、预报奠定基础。有效的预防和防治了崩塌滑坡给公司和周边群众带来的各类损失，为做好地质灾害预警工作打好根基，因此建立预报、预测、预防机制是十分必要的。

参考文献

[1] 李青岳，陈永奇.工程测量学[M]，测绘出版社，1995.

[2]《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97

[3]建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009

[4] 张正禄等，工程的变形监测分析与预报[M]，测绘出版社，2007.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。