水利水电边坡变形监测方法的研究 [上一篇]

[ 2012-2-13 14:57:07 | 作者:李青 | 出处:原创 | 天气:晴 ] 字体:

水利水电边坡变形监测方法的研究

随着水利建设的发展,边坡工程项目越来越多,如何确保边坡安全施工,防止地质灾害的发生成为设计人员的重要课题,到目前为止还没有理论模型精确计算边坡的变形量,而边坡的稳定性,是工程技术人员经常关注和研究的课题。前几年,我国对于边坡施工中的监测工作还不够重视,往往是在工程出现险情时,或是在项目实施过程中才开始考虑监测问题,导致工作出现被动状态,如何在水利水电工程项目开展的初期就着手边进行坡变形监测工作,是首要的任务。

1 边坡变形监侧的作用
  在水利水电建设领域中,通过边坡工程的监测,可以起到以下作用。
  1.1 评价边坡施工及其使用过程中边坡的地质稳定性,施工单位并及时的作出有关预测预报,为业主、设计单位及监理提供预报数据,紧密跟踪和控制施测过程,合理采用和调整有关施工工艺和步骤,取得经济效益。
  1.2 为防止滑坡及可能的滑动和蠕变提供及时支持。预测和预报滑坡的边界条件、规模滑动方向、发生时间及危害程度,并及时采取开挖或支护等措施,以尽量避免和减轻灾害损失。
  1. 3 监测已发生滑动破坏和加固处理后的滑坡,监测结果是评价滑坡处理效果的有力尺度。
  1.4 为进行有关位移反分析及数值模拟计算提供准确参数。
2 边坡工程监测的方法
  水利水电边坡变形监测方法主要采用简易观测法、设站观测法、仪表观测法和远程监测法等。
  2.1 简易观测法
  简易观测法 是通过人工观测边坡中地表裂缝、鼓胀、沉降、坍塌、建筑物变形及地下水位变化、地温变化等现象。
  简易观测法对于发生病害的边坡进行观测较为合适,也可结合仪器监测资料综合分析,初步判定滑坡体所处的变形阶段及中短期滑动趋势。即使采用先进的仪表观测,该法仍然是不可缺少的观测方法,  

2.2 设站观测法

  设站观测法是指在充分了解了现场的工程地质背景的基础上,在边坡上设立变形观测点(成线状、网络状),在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站,用测量仪器(经纬仪、水准仪,测距仪、摄影仪及全站型电子速测仪、GPSRTK接收机等)定期监测变形区内网点的三维(X, Y, H)位移变化的一种行之有效的监测方法。
  2.2 1GPS(全球定位系统)测量法GPS测量法的基本原理是用GPS卫星发送的导航定位信号进行空间后方交汇测量,确定地面待测点的三维坐标。将GPS测量法用于边坡工程监测有以下优点:(1)观测 点之间无需通视,选点方便;(2)观测不受天气条件的限制,可以进行全天侯的观测;(3)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加速度;(4)利用最近的高等级测量控制点连续观测,求出七参数来评定控制点的精度。

 2.2.2大地观测法常用的大地测量法主要有两方向(或二方向)前方交汇法、双边距离交汇法、视准线法,小角法、测距法及几何水准测量法,以及精密三角高程测量法等。大地测量法有如下优点:(1)能确定边坡地表变形范围。(2)量程不受限制。(3)能观测到边坡坡体的绝对位移量。由于大地测量法具有以上优点,在边坡工程的地表监测中占主导地位。但大地测量法也受到地形通视条件限制和气象条件的影响,工作量大,周期长,连续观测能力较差。

 2.2. 3 近景摄影测量法该方法是把近景摄影仪安置在两个不同位置的固定测点上,同时对边坡范围内观测点摄影构成立体像时,利用立体坐标仪量测像片上各观测点三维坐标的一种方法。
 

2.3 仪表观浏法

  仪表观测法是指用精密仪表对变形斜坡进行地表及深部的位移、倾斜(沉降)动态、裂缝相对张、闭沉、错变化及地声、应力应变等物理参数与环境影响因素进行监测。目前,监测仪器的类型,一般可分为位移监测,地下倾斜监测、地下应力测试和环境监测四大类。
  2.4 远程监浏法
  伴随着电子技术及计算机技术的发展,各种先进的自动遥控监测系统相继问世,为边坡工程、特别是边坡崩塌和滑坡的自动化连续遥测创造了条件。远距离无线传播是该方法最基本的特点,由于其自动化程度高,可全天候连续观测,可以省时、省力和安全,是我们当前和今后一个时期滑坡监测发展的方向。

2.5 钻孔测钭仪

2.5.1 测钭仪由测钭管、传感器、数学式测度仪等组成。

3 边坡变形监测布点原则

  3.1 浏线布里
  首先应确定主要监测的范围,在该范围内按监测方案的要求确定主要滑动方向,按主滑动方向及滑动面范围确定测线,然后选取典型断面,布置测线,再按测线布置相应观测点。对于不同工程的边坡,一般在布置测点时,均有所不同。
 

3.2 监测网的形成

  考虑平面及空间的展开布置,各个测线按一定规律形成监测网。监测网的形成可一次完成,也可分阶段按不同时期和不同要求形成。
  3.3 局部加强
  对关键部位如可能形成滑动面(带),重点监测部位和可疑点,应加强监测工作,在这些点上加密测点。一般在两个伸缩缝之间左右都有监测点,如建筑物受应力比较集中的部位应增设监测点。

4 边坡变形监测周期和频率

  根据不同类型、不同阶段的边坡,来设计工程施工所处的阶段和规模,以及边坡变形的速率等因素,边坡变形监测的周期及频率有所不同,应视具体情况而定来编制出一套行之有效为方法,确保水利水电边坡变形监测数据的规范要求。

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