第15章邊坡工程監(jiān)測

變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/81中南大學(xué)測繪與國土信息工程系主要內(nèi)容概述監(jiān)測內(nèi)容與方法監(jiān)測技術(shù)設(shè)計監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析邊坡監(jiān)測實例第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/82中南大學(xué)測繪與國土信息工程系§1概述變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/83中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測目的（1）掌握邊坡變形的大小和狀態(tài)，評價邊坡工程的穩(wěn)定性；（2）為防治滑坡及可能的滑動和蠕動變形提供技術(shù)依據(jù)；（3）為進(jìn)行有關(guān)位移反分析及數(shù)值模擬計算提供各種假設(shè)和參數(shù)；（4）不斷積累工程經(jīng)驗，提高邊坡工程設(shè)計和施工的水平。第1節(jié)概述2024/11/84中南大學(xué)測繪與國土信息工程系§2監(jiān)測內(nèi)容與方法變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/85中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測對象地表變形。包括邊坡地表的二維或三維位移、危巖陡壁裂縫等；地下變形。包括邊坡地下的二維或三維位移、危巖界面裂縫等；物理參數(shù)。包括應(yīng)力應(yīng)變和地聲變化等；水文變化。包括河或庫水位、地下水位、孔隙水壓力、泉流量、水溫等；環(huán)境因素，包括降雨量、地溫、地震等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/86中南大學(xué)測繪與國土信息工程系序號監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測方法監(jiān)測儀器和儀表1地表位移、裂縫前方交會法、視準(zhǔn)線法、水準(zhǔn)法、測距三角高程法等經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、自動全站儀等近景攝影測量法陸攝經(jīng)緯儀等測縫法游標(biāo)卡尺、測縫儀、伸縮自記儀等GPS法GPS接收機(jī)等2地下位移、裂縫測斜法測斜儀、多點(diǎn)倒錘儀、傾斜計等沉降法下沉儀、收斂儀、水準(zhǔn)儀等重錘法重錘、坐標(biāo)儀、水平位錯計等測縫法三向測縫儀、位移計、伸長儀等3地聲量測法聲發(fā)射儀、地震儀等4應(yīng)變應(yīng)變計量測法管式應(yīng)變計、位移計、滑動測微計等5地下水位水位自記儀法地下水位自記儀等孔隙水壓力壓力計量測法孔隙水壓力計等河、庫水位量測法水位標(biāo)尺等泉流量量測法三角堰、量杯等6降雨量雨量計法雨量計、雨量報警器等地溫記錄儀法溫度記錄儀等地震地震儀法地震儀等邊坡工程施工監(jiān)測的內(nèi)容第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/87中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測方法我國目前的邊坡監(jiān)測方法，已由過去利用人工皮尺等簡易工具的方法過渡到儀器儀表監(jiān)測，并向自動化、高精度和遠(yuǎn)程監(jiān)測發(fā)展。主要監(jiān)測方法有：簡易監(jiān)測法、設(shè)站監(jiān)測法、儀表監(jiān)測法、遠(yuǎn)程監(jiān)測法等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/88中南大學(xué)測繪與國土信息工程系簡易監(jiān)測法采用簡易工具和裝置，監(jiān)測和記錄邊坡地表的裂縫、鼓脹、沉降、坍塌以及地下水位、地溫等變化情況，同時記錄監(jiān)測的時間和監(jiān)測點(diǎn)的位置、變形形態(tài)等信息。在邊坡體關(guān)鍵裂縫處埋設(shè)騎縫式簡易監(jiān)測樁；在房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等建（構(gòu)）筑物的裂縫處設(shè)置玻璃條、水泥砂漿片、紙片等；在陡坎、陡壁軟弱夾層出露處埋設(shè)簡易監(jiān)測樁，采用標(biāo)尺等長度量具進(jìn)行測量；在巖石、陡壁裂縫處刻槽進(jìn)行監(jiān)測。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/89中南大學(xué)測繪與國土信息工程系（a）設(shè)樁監(jiān)測（b）設(shè)片監(jiān)測（c）設(shè)尺監(jiān)測（d）刻槽監(jiān)測簡易監(jiān)測工具和裝置第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/810中南大學(xué)測繪與國土信息工程系設(shè)站監(jiān)測法在變形區(qū)外穩(wěn)定的控制點(diǎn)上安置監(jiān)測儀器，對邊坡體上選埋的變形監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行定期監(jiān)測，獲得監(jiān)測點(diǎn)的變形信息。為了保證變形監(jiān)測成果的正確可靠，控制點(diǎn)作為監(jiān)測基準(zhǔn)，其穩(wěn)定性應(yīng)該首先得到保證，因為邊坡的監(jiān)測周期一般較長，因此應(yīng)該定期地對控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行觀測，分析和評判其穩(wěn)定狀況。地表水平位移監(jiān)測可以采用極坐標(biāo)法、測角前方交會法、測邊前方交會法、邊角前方交會法、視準(zhǔn)線法等方法。近景攝影測量法在地表水平位移監(jiān)測中也有較多的應(yīng)用；GPS已經(jīng)在許多重要工程的變形監(jiān)測中得到應(yīng)用第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/811中南大學(xué)測繪與國土信息工程系儀表監(jiān)測法（1）采用精密儀表監(jiān)測邊坡地表及深層的位移、沉降及傾斜、裂縫相對變化、地聲、應(yīng)力應(yīng)變和環(huán)境因素等。按采用的儀表可分為機(jī)械式儀表監(jiān)測法（簡稱機(jī)測法）和電子儀表監(jiān)測法（簡稱電測法），兩種方法都具有儀器便于攜帶、監(jiān)測精度高、測程可調(diào)、監(jiān)測成果直觀等優(yōu)點(diǎn)，適用于邊坡變形的中、長期監(jiān)測。電測法一般采用二次儀表監(jiān)測，將電子元件制作的傳感器埋設(shè)于邊坡變形部位，通過電子儀表測讀，并將電信號轉(zhuǎn)換成測讀數(shù)據(jù)。電測法技術(shù)先進(jìn)，儀表靈敏度高，監(jiān)測內(nèi)容廣，但受環(huán)境的影響較大，因此，在選用電測儀表時要結(jié)合具體的監(jiān)測環(huán)境，保證監(jiān)測儀表的長期穩(wěn)定性和監(jiān)測成果的可靠性。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/812中南大學(xué)測繪與國土信息工程系地表和地下位移監(jiān)測的儀器儀表主要有：多點(diǎn)位移計、收斂計、測縫計、沉降儀等。地下傾斜監(jiān)測儀器主要有鉆孔傾斜儀（活動式和固定式）、傾斜計、T字形傾斜儀、桿式傾斜儀及倒垂線五種。地下應(yīng)力監(jiān)測儀器主要有壓應(yīng)力計和錨索錨桿測力計等。環(huán)境因素監(jiān)測儀器主要有雨量計、地下水位自記儀、孔隙水應(yīng)力計、溫度記錄儀等，還有用于施工期間振動測量的測振儀器，由于儀器種類較多，一般根據(jù)實際監(jiān)測工程的需要自制或選用。儀表監(jiān)測法（2）第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/813中南大學(xué)測繪與國土信息工程系（a）多點(diǎn)鋼絲型（b）巖石錨桿型1-鉆孔，2-砂漿，3-巖石錨桿，4-鋼管，5-端蓋，6-黃銅塞，7-接頭，8-測微表多點(diǎn)位移計示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/814中南大學(xué)測繪與國土信息工程系傾斜計示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/815中南大學(xué)測繪與國土信息工程系倒垂線結(jié)構(gòu)示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/816中南大學(xué)測繪與國土信息工程系水壓計埋設(shè)示意圖第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/817中南大學(xué)測繪與國土信息工程系遠(yuǎn)程監(jiān)測法利用電子儀表或GPS進(jìn)行邊坡的變形監(jiān)測，能實現(xiàn)變形監(jiān)測的全天候和連續(xù)化，實現(xiàn)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、顯示、打印，實現(xiàn)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的自動化。遠(yuǎn)程監(jiān)測也還存在一些問題需要研究和解決，如儀器儀表在野外惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和保護(hù)方法、傳感器的質(zhì)量、數(shù)據(jù)通訊和傳輸?shù)姆椒捌淇煽啃?、儀器儀表的費(fèi)用投入等。第2節(jié)監(jiān)測內(nèi)容與方法2024/11/818中南大學(xué)測繪與國土信息工程系§3監(jiān)測技術(shù)設(shè)計變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/819中南大學(xué)測繪與國土信息工程系技術(shù)設(shè)計前的準(zhǔn)備工作（1）通過個人接觸和會議等形式，與建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)，聽取他們對邊坡監(jiān)測的意見和要求。（2）收集與邊坡工程有關(guān)的資料，如施工區(qū)地形圖、工程地質(zhì)勘察報告、邊坡工程設(shè)計圖、邊坡變形控制指標(biāo)、邊坡工程施工組織設(shè)計等，并組織監(jiān)測人員進(jìn)行認(rèn)真分析和研究。（3）現(xiàn)場踏勘和調(diào)查，掌握監(jiān)測區(qū)的地形和地質(zhì)特征，分析危巖可能的崩滑位置和邊坡可能的滑動方向，根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容考慮監(jiān)測點(diǎn)的布置和確定監(jiān)測方法等系列問題。第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/820中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測內(nèi)容和方法的確定監(jiān)測內(nèi)容主要取決于工程的設(shè)計要求、地質(zhì)條件、規(guī)模大小以及主管單位的要求等；通過對邊坡地質(zhì)背景與工況的深入了解，初步確定邊坡變形的范圍、方向和深度；本著少而精的原則，既要兼顧整體，更要突出重點(diǎn)，地表和地下監(jiān)測相結(jié)合，幾何量和有關(guān)物理參數(shù)監(jiān)測相結(jié)合。在監(jiān)測儀器的選擇方面，從經(jīng)濟(jì)因素和監(jiān)測成果的可靠度方面考慮，一般以光學(xué)、機(jī)械和電子設(shè)備為先后順序，考慮光學(xué)、機(jī)械和電子設(shè)備相互結(jié)合。在確定具體的監(jiān)測技術(shù)和精度要求時，應(yīng)結(jié)合邊坡工程的監(jiān)測項目、設(shè)計要求、監(jiān)測方法、監(jiān)測部位等要素，參考現(xiàn)有的有關(guān)技術(shù)規(guī)范和規(guī)程。

第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/821中南大學(xué)測繪與國土信息工程系方法測角前方交會測邊前方交會邊角前方交會點(diǎn)位中誤差(mm)測角中誤差（″）交會邊長（m）交會角（?）測距中誤差（mm）交會邊長（m）交會角（?）測角中誤差（″）測距中誤差(mm)交會邊長（m）交會角（?）±3±1.0±1.8≤20030-120±2≤50070-110±1.8±2≤50040-14060-120±5±1.8±2.5≤25060-120±3≤50060-120±2.5±3≤70040-140注：要求有多余觀測。前方交會法進(jìn)行滑坡、高邊坡監(jiān)測的技術(shù)要求第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/822中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測對象監(jiān)測項目位移量中誤差（mm）備注平面高程施工期外部變形滑坡監(jiān)測±5±5相對于工作基點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測±3~5±5相對于工作基點(diǎn)裂縫±3±相對于觀測線建筑物永久變形滑坡監(jiān)測±0.5~3±3相對于工作基點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測±0.5~3±3相對于工作基點(diǎn)裂縫±1相對于觀測線滑坡、高邊坡變形監(jiān)測的精度第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/823中南大學(xué)測繪與國土信息工程系外部變形監(jiān)測點(diǎn)的選埋首先應(yīng)確定邊坡體變形監(jiān)測的范圍，在該范圍中確定邊坡體的主要滑動方向，按變形范圍和主要滑動方向確定測線，再按測線選擇測點(diǎn)的位置。測線可以采用十字形或放射形等。十字形主要適用于變形范圍和主滑方向比較明確的邊坡；放射形主要適用于變形范圍和主滑方向不十分明確的邊坡?；卤O(jiān)測點(diǎn)宜均勻地布設(shè)在滑動量較大、滑動速度較快的軸線方向和滑坡前沿區(qū)，滑坡范圍內(nèi)和范圍外較為穩(wěn)定的部位也應(yīng)布設(shè)少量的監(jiān)測點(diǎn)。高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測點(diǎn)宜呈斷面形式均勻地布設(shè)在不同的高程面上。裂縫監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)選擇有一定代表性的位置，布設(shè)在裂縫的兩側(cè)。第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/824中南大學(xué)測繪與國土信息工程系（a）十字形布設(shè)（b）放射形布設(shè)○測站×照準(zhǔn)點(diǎn)●監(jiān)測點(diǎn)測線布設(shè)示意圖第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/825中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測期限和頻率（1）不同的邊坡工程，由于邊坡類型、規(guī)模、所處階段以及邊坡變形速率等不同，其監(jiān)測期限和頻率不盡相同。施工階段的邊坡監(jiān)測貫穿邊坡施工的全過程，即從邊坡開挖或爆破前進(jìn)行第一次監(jiān)測，直到整個邊坡結(jié)構(gòu)施工和表面處理完成，還要視變形情況適當(dāng)延長，邊坡規(guī)模越大，施工時間越長，監(jiān)測期限就越長。監(jiān)測頻率受施工進(jìn)度、滑坡的活躍程度及季節(jié)變化等多種因素影響；第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/826中南大學(xué)測繪與國土信息工程系巖石邊坡在施工初期及大規(guī)模爆破階段，一般以監(jiān)測爆破振動為主，該階段的監(jiān)測頻率一般結(jié)合爆破工程而定。在爆破完成后，以地表和地下位移監(jiān)測為主，初測時一般1天監(jiān)測1次或2天監(jiān)測1次；施工階段3~7天監(jiān)測1次；運(yùn)營階段，當(dāng)變形及變形速率在控制的允許范圍之內(nèi)時，一般以每一個水文年為一周期，雨季可半個月或1個月監(jiān)測1次，旱季可2個月左右監(jiān)測1次；對于變形量增大和變形速率加快的邊坡，或遇到暴雨、地震、解凍等情況時，應(yīng)加大監(jiān)測頻率，必要時1天監(jiān)測1次。監(jiān)測期限和頻率（2）第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/827中南大學(xué)測繪與國土信息工程系預(yù)警值和報警制度預(yù)警值的確定原則上是參照現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值、設(shè)計預(yù)估值和經(jīng)驗類比值，從變形總量和變形速率兩方面加以控制，但現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程的規(guī)定值很少。每次監(jiān)測時，密切觀察滑前出現(xiàn)的征兆，監(jiān)測后應(yīng)及時整理有關(guān)數(shù)據(jù)，繪制監(jiān)測點(diǎn)的滑動曲線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變形異常時，應(yīng)結(jié)合其它監(jiān)測資料進(jìn)行綜合分析，必要時及時報警。報警可以采用在監(jiān)測報表上做報警記號、口頭報警、書面報告報警相結(jié)合的形式。第3節(jié)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計2024/11/828中南大學(xué)測繪與國土信息工程系§4監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/829中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測數(shù)據(jù)整理（1）邊坡工程監(jiān)測內(nèi)容較多，監(jiān)測前應(yīng)根據(jù)不同的監(jiān)測內(nèi)容，設(shè)計各種不同的外業(yè)記錄表格；記錄表格的設(shè)計以記錄和數(shù)據(jù)處理的方便為原則；監(jiān)測人員應(yīng)在表格中記錄監(jiān)測中出現(xiàn)的或觀察到的異常情況；為表明原始成果的真實性，記錄表格中的原始數(shù)據(jù)不得隨意更改，必須更改時，應(yīng)加以說明。第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/830中南大學(xué)測繪與國土信息工程系外業(yè)觀測完成后，應(yīng)及時分類整理和檢查外業(yè)觀測資料，進(jìn)行觀測值的平均值等有關(guān)計算。外業(yè)觀測成果應(yīng)盡快進(jìn)行計算處理，求得未知數(shù)的最或是值及其變形量、變形速率等，編制監(jiān)測日報表或當(dāng)期的監(jiān)測技術(shù)報告，并盡快提交有關(guān)部門。日報表中不但要體現(xiàn)當(dāng)期的監(jiān)測結(jié)果，還要體現(xiàn)當(dāng)期與以往相關(guān)成果的關(guān)系，方便其他單位或人員更直觀地理解和把握。監(jiān)測數(shù)據(jù)整理（2）第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/831中南大學(xué)測繪與國土信息工程系首期觀測時間：

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上期觀測時間：.

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本期觀測時間：.

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測點(diǎn)部位X方向Y方向備注樁號馬道本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）TP/B1GP44+786122TP/B2GP44+836122注：1.本次位移=上期坐標(biāo)-本期坐標(biāo)；位移速率=本次位移/間隔天數(shù)；累積位移=首期坐標(biāo)-本期坐標(biāo)。2.位移X方向向下游為“+”，Y方向向臨時船閘中心方向為“+”。3.位移速率預(yù)警值為

mm/d，累積位移為mm，“紅色”表示超過預(yù)警值。邊坡表層水平位移監(jiān)測報表第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/832中南大學(xué)測繪與國土信息工程系地表位移矢量圖第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/833中南大學(xué)測繪與國土信息工程系總結(jié)報告內(nèi)容（1）工程概況；（2）監(jiān)測內(nèi)容和控制指標(biāo)；（3）監(jiān)測點(diǎn)布置與埋設(shè)方法；（4）監(jiān)測儀器儀表、監(jiān)測方法；（5）數(shù)據(jù)處理方法、監(jiān)測精度；（6）監(jiān)測周期與頻率；（7）各項監(jiān)測成果匯總表；（8）結(jié)合各項監(jiān)測結(jié)果和有關(guān)圖件進(jìn)行變形分析；（9）結(jié)論與建議。第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/834中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測結(jié)果分析總結(jié)階段性的累積位移、平均位移速率，指出超過累積位移和位移速率預(yù)警值的監(jiān)測點(diǎn)點(diǎn)名、部位和時段；繪制位移矢量圖和位移隨時間、深度、水位等的變化曲線，根據(jù)位移矢量圖描述累積位移的方向，根據(jù)變化曲線描述位移的變化過程和變化趨勢；描述位移與影響因素之間的關(guān)系，總結(jié)出一定的特點(diǎn)和規(guī)律，得出一定的結(jié)論，提出一些對施工具有一定指導(dǎo)意義的建議和意見。結(jié)合監(jiān)測資料進(jìn)行有關(guān)反分析和對數(shù)值計算方法進(jìn)行驗證；建立回歸分析模型或其它數(shù)學(xué)模型對變形進(jìn)行超前預(yù)報。

第4節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)整理與分析2024/11/835中南大學(xué)測繪與國土信息工程系§5邊坡監(jiān)測實例變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理第十五章邊坡工程監(jiān)測2024/11/836中南大學(xué)測繪與國土信息工程系工程概況（1）某大型水利樞紐工程由大壩、水電站和通航建筑物等組成，具有防洪、發(fā)電和航運(yùn)等綜合功能。大壩為混凝土重力壩，發(fā)電廠房安裝有多臺水輪發(fā)電機(jī)組，通航建筑主要為永久船閘、升船機(jī)及臨時船閘。永久船閘為雙線連續(xù)五級船閘，可通行萬噸級船隊，升船機(jī)及臨時船閘為單線一級垂直升船機(jī)和船閘，可通行3000噸級輪船。

第5節(jié)邊坡監(jiān)測實例2024/11/837中南大學(xué)測繪與國土信息工程系升船機(jī)及臨時船閘兩側(cè)為人工開挖的高邊坡，高邊坡為花崗斑巖，在高邊坡的臨空面上有眾多的楔形體，這些楔形體的穩(wěn)定性取決于相應(yīng)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀，不利結(jié)構(gòu)面的組合所形成的楔形體是邊坡局部失穩(wěn)的一大隱患。升船機(jī)北側(cè)最大開挖邊坡高140m，臨時船閘南側(cè)最大開挖邊坡高86m，其邊坡規(guī)模是少見的。對于這種深開挖和大面積卸荷的人工巖石高邊坡，其穩(wěn)定性是所有相關(guān)工程技術(shù)人員關(guān)心的重點(diǎn)問題。工程概況（2）第5節(jié)邊坡監(jiān)測實例2024/11/838中南大學(xué)測繪與國土信息工程系監(jiān)測內(nèi)容表層巖體水平位移和垂直位移；深層水平位移和垂直位移；馬道上出露的斷層和裂縫；邊坡裂縫淺水位和地下水位；錨桿應(yīng)力；