1、 监测方案 1 工程概况 本项目起点位于正安县和溪镇，顺接道真至新寨高速公路福寿场至和溪段终点，起点桩号为 K83+098.63， TJ08 标终点桩号为K83+152.795，长链长 54.165m。 路线平面接于 R=999m 的右偏圆曲线上，为整体式路基起点，超高为 3%，纵面接于 -2.0%的纵坡上。 项目区域位于贵州高原北部向四川盆地过渡的斜坡地带，是大娄山脉的东南段，海拔高程大致为 550 1200 米，相对高差 100 200米，地形高低差异明显。地势起点在 700m 左右，而后逐步降低至本段最低点，海拔约 1200m。而后 逐步下降，降至 800m 左右。主要的山峰、河流受构造
2、控制明显，走向往往与构造线方向一致，测区以溶蚀地貌及侵蚀构造地貌为主。 沿线地貌基本特征为：溶蚀地貌发育于碳酸盐类岩石分布区，主要受岩性及地质构造影响，表现为峰丛洼地、峰林谷地、缓丘沟地、漏斗、落水洞、竖井等；侵蚀构造地貌发育于碎屑岩分布区，与构造线一致，风化作用较强烈。河流呈树枝状或羽毛状，支沟发育；测区地貌类型可分为构造剥蚀溶蚀低山地貌、构造剥蚀溶蚀低中山地貌、剥蚀残丘及丘陵河谷地貌类型。 2 采用的规范 建筑物变形测量规范（ JGJ8-2007）； 滑坡防治工程勘查规范 （ DZ T0218 2006）； 工程测量规范（ GB 50026 2007）； 公路勘测规范（ JTJ 061-2
3、007）； 国家一、二等水准测量规范（ GB/T12897-2006） 滑坡防治工程设计与施工技术规范 (DZ 102I92006) 贵州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段施工设计图纸 3 观测目的 本次监测的目的主要有两个 ： 1 研究北斗在工程中应用，检测北斗在工程中的应用状况，实际用的工程施工中去，看其是否能够满足施工需要。 2 对高边坡进行实时监测，时刻掌握 其位移及沉降变化，根据监测的位移及沉降情况分析滑坡的地质灾害发生的可能性，提供预警信息，从而保证工程安全。 4 观测项目 由于本次监测的目的有两项，从而本次监测的内容也主要分为两大块：各卫星定位系统数据的采集、监测点的位移及沉降量
4、的变化。 1 各个卫星定位系统数据的采集 虽然北斗定位系统可以向用户提供全天候 、 二十四小时的及时定位服务 ， 授时精度可达数十纳秒的同步 精 度 ， 但 北斗卫星 卫星 定位系统目前 仍 处于 民用领域应用不充分、未形成产业化的现状 。为响应国家号召，支持我国自主研发的定位系统，我们本次将采集单北斗系统数据、 单 GPS 数据、北斗加 GPS 数据及三星数据。通过对多种数据的相同条件下数据质量的对比，来验证北斗系统的精确性、稳定性、实用性。同时我们将对四种数据进行全天候的 数据 采集 ，从而消除天气、 时间段等其他因素对结果的影响。 2 监测点的位移及沉降量的变化 鉴于滑坡对工程施工的危害
5、性巨大，我们对高边坡的沉降量及位移状况将进行高精度及全天候的监测。侧重于施工期间和强降雨天气的数据收集，通过施工前、降雨前，施工后、降雨后数据的对比得出边坡位移及沉降趋势。做好滑坡的防范和预警，从而保证施工安全。 5 监测点的布置 测点和基点的 自身结构和基础必须坚固可靠，且冰冻区测墩基础应深入冰冻层以下 0.5m。根据滑坡防治工程勘查规范（中华人民共和国地质矿产行业标准）规定长度大于 1Km 时，测点间隔为180-220m；长度为 500-1000m 时，测点间隔为 100-180m；长度为300-500m 时，测点间隔为 70-100m；长度为 100-300m 时，测点间隔为 40-70
6、m。 本工程的高填深挖路段里程如下表 ： 深挖路堑段落表 序号 起止桩号 处治长度 左（ m） 右（ m） 1 K83+230 K83+420 右侧高边坡 190 2 K85+782 K85+930 右侧高边坡 148 3 K86+546 K86+741 右侧高边坡 195 4 K87+077 K87+328 左侧高边坡 153 5 K88+070 K88+184 右侧高边坡 114 6 K88+598 K88+896 左侧高边坡 298 7 K88+599 K88+747 右侧高边坡 148 8 K89+440 K89+500 左侧高边坡 65 9 K89+624 K89+716 左侧高边坡
7、 92 10 K89+985 K90+222 右侧 高边坡 237 11 K91+641 K91+857 左侧高边坡 216 12 K92+020 K92+191 左侧高边坡 171 13 K93+033 K93+429 左侧高边坡 396 高填路堤段落表 序号 起止桩号 处治长度 左（ m） 右（ m） 1 K88+345 K88+580 高路堤 235 2 K90+870 K90+960（ 970）高路堤 90 100 3 K93+315 K93+559 高路堤 244 4 K93+315 K93+796 高路堤 481 由于 测段的填方及挖方路基呈段 状 分布 ， 所以高边坡的监测也需要
8、 分 测段进行 ， 我们 在监测 区域 每个侧段 将 布置 35 个 GPS 监测点，另外在 周围稳定 区域 布置 1 个 GPS 基准点， GPS 沉降监测点共 46 个。监测点布设如下图 （根据实 地 情况使用三种的某一种） ： 6 基准点的布置及测量 基准点 周围应便于安置接收设各和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过 15 度 ； 远离大功率无线电发射源 (如电视台、电台、微波站等 )，其距离不小干 200 m； 远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于 50 m； 附近不应有强烈反射卫 星信号的物件 (如大型建筑物等 )； 交通方便，并有利于其他测量手段扩展和联
9、测 ;地面基础稳定，易于点的保存 ； 选 点 时应尽可能使测站附近的小环境 (地形、地貌、植被等 )与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差 ；基准点位置与监测点位置不应超过 3 公里。由于基准点为单 个 GPS 基准点，所以只要满足以上需求的位置都可以布设，无具体布设图形需求。 基准点的位置 数据 需由与高等级的控制点联测的静态数据解算得出或与高等级的控制点进行导线测量计算得到 。 7 测点的观测精度要求 工程测量规范对观测点要求精度如下表 ： 类型 水平位移监 测点中误差（ mm） 高程位移监测点中误差（ mm） 岩石边坡 6 3 土质边坡 10 12 8 采用的仪器设备 1、
10、硬件设备 ： 滑坡位移监测选用 GPS。 考虑集成性和安装简易性，拟选用 高精度 GPS 定位传感器，从工程投资角度讲，可选用 一机多天线 GPS 监测系统，但考虑到 滑坡 在暴雨等极端天气条件下能对各监测点连续、同步监测的要求，最终确定表面位移监测采用单机单天线 GPS 表面位移监测系统。 GPS 主机 技术要求参数 ： 跟踪通道 12 通道 GPS L1 C/A 码， 北斗卫星导航系统（ Compass）扩展接口， 空基增强系统 WAAS。 定位精度 单历元定位精度 平面： 2.5mm，高程： 5.0mm。 单历元解算初始化时间：小于 20 分钟 初始化可靠性：一般大于 99.9%； 基线
11、长度 2 公里以内。 输入/输出格式 观测值数据： ZHD、 RINEX 定位数据 /状态信息： NMEA-0183 V2.30 数据资料记录 内置存储容量： 1GB；配置 SD 卡容量： 4GB；同时支持数据存储和传输；储存格式： ZHD、 RINEX；命名选择的文件：多样化；同时支持不同历元间隔记录数据；存入数据检索和调动：网络下载；数据管理：支持循环存储。 接口 1 个 RS232 端口、 1 个以太网端口、 2 个相互独立电源输入口，1 个 GSM 天线接口。 以太网： RJ45 连接器，支持 HTTP、 Ntrip，支持 10 个同时存在的 TCP/IP 数据流。无线网：支持 GPR
12、S 或 CDMA 接入。 安全 可选择的 HTTP 登录上网，实时认证， SSL 认证。 用户分级访问权限、每次支持 10 个用户同时登录。 用户界面 5 个 LED 指示灯， 2 个按钮键盘， Web 用户界面。 电源 736V 的直流电输入 120Ah 的蓄电池可以工作 250 个小时以上 功率 4W 环境 工作温度： -40 65 ；存储温度： -40 80 ；防水防尘：IP67；重量： 1kg；大小： 22.513.87cm 多 频 多 星 天线技术要求参数 ： 天线特性 频率 范围 GPS L1 阻抗 50 欧姆 极化方式 右旋圆极化 天线轴比 3dB 水平面覆盖角度 360 输出驻
13、波 2.0 顶点增益 5.5dBi 相位中心误差 2mm 低噪声放大器指标 增益 40dB 噪声系数 2dB 输出驻波 2.0 带内平坦度 1dB 工作电压 318VDC 工作电流 30mA 差分传输延迟 5ns 2、 软件设备： （ 1） 为实现 软件简洁、直观、方便、实用，数据详实、过程细致、报表完善，既能自动预警，也能远程发布 等要求 ，其主要功能如下： 1） 、实现对滑坡体重要运行数据的实时采集、传输、计算、分析，实时掌握滑坡体整体运行的安全状态。 2） 、直观显示各项监测、监控信息数据的历史变化过程及当前状态，为滑坡区安全生产管理提供简单、明了、直观、有效的信息参考。 3） 、一旦出
14、现紧急异常情况（如特大暴雨、 高边坡 沉降位移或位移变化速率超过预警值等），系统能及时发 出预警信息（包括声音报警、系统动画闪烁警报、监控大屏 幕警报提示 等）。 4） 、有万维网接入时能实现滑坡安全监测系统的远程登录、远程访问、远程管理、远程控制和远程维护。 （ 2） 此外 为保证北斗在山区应用的验证 ， 软件还应具备以下功能 ： 1）、可以单独处理北斗观测文件原始数据，解算出单北斗数据的成果。 2）、能够解算单 GPS 观测文件原始数据，并得出相应的成果数据。 3） 能够 解算 GPS 加北斗的观测文件原始数据，得出相应的成果数据。 4）、能够解算三星座（ GPS、北斗、 GLONASS）的观测文件原始数据，得出相应的数据成果。 9 监测方法 最近十几年来 ,卫星定位 作为现代大 地测量的一种技术手段 ,已广泛应用于滑坡、地面沉降、地震、地裂缝等地质灾害监测中。通过跟踪卫星连续不断地传送到全球的电磁波 ,系统可获取经度、纬度及三维坐标。 卫星定位 以坐标、距离和角度为基础 ,用新值与初始坐标之差反映目标的运动 ,来实现监测变形的目的。该法适用于 高边 坡不同
