浅析变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的应用

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　　摘 要 高陡边坡的稳定性对于相关工程建设与运营的安全有着直接的影响，尤其是矿山高陡边坡，如果边坡的稳定性较差，极有可能会发生滑塌、失稳等情况，威胁到矿山开采的安全。因此，应采用科学、准确的监测技术对高陡边坡的稳定性进行严密监测，为高陡边坡的稳定性预测提供有效依据，确保边坡支护措施的可靠性和有效性具有重要意义。
　　关键词 变形监测技术;高陡边坡;稳定性监测
　　在实际高陡边坡稳定性监测、预测以及评价中，想要对矿山高陡露天边坡的具体情况和稳定性进行全面准确的评估，必然要运用到边坡变形监测技术，并在此基础上，依据边坡的特征、性质以及监测所得数据进行综合分析，然后评估预测出边坡的稳定性，最终得出变形监测结果与失稳预报，让相关单位依据评估结果采取对应用边坡安全防护措施，确保矿山开采工程的正常进行。
　　1 案例概述
　　现以某煤矿开采工程为例，该煤矿区属于急倾斜煤层，煤层的倾角大在60°-72°，受到历史开采原因影响，该区煤矿有大面积露头区、隐伏火区以及塌陷区，经过多次论证得出，以分层剥挖-逐层注水灭火-彻底挖除火体以及封堵回填等多种方式联合灭火，但灭火过程中，构成了一个150～220m高的临时高陡边坡，故该高陡边坡本身的稳定性成为该区煤矿安全生产的重要影响因素。因此，煤矿企业在对该高陡边坡实施锚索加固的基础上，同时对边坡实施24小时连续监测，直到内排回填工程全部结束，以此确保工程项目的安全生产。
　　2 高陡边坡变形监测使用的设备分析
　　该案例边坡监测采用的是瑞士徕卡TM30/TM50系列智能全站仪，以测量机器人Measurement robot为主要设备，该设备同时具备了目标自动识别、自动照准、自动进行测角和测距、自动跟踪目标以及自动进行数据记录等多项功能，并于全站仪的基础上，安装了磁驱伺服驱动马达、CCD影像传感器、视频高素成像系统、多项目标快速锁定与跟踪技术，并拥有智能化系统、应用测量软件以及各类通讯开发接口，可同时进行自动搜索、跟踪、辨识以及目标照准，在监测过程中仪器可自动完成正倒镜观测，并自主取得角度、距离、三维坐标及具体影像等多种信息，可以无人操作的环境与特殊情况下执行各类测量任务，并在第一时间进行测量所得数据传送，被称之为智能化自动全站仪[1]。
　　3 变形监测技术在高陡边坡稳定性监测中的具体应用分析
　　3.1 监测的原理与应用软件分析
　　采用测量机器人对该边坡进行监测时，首先在高边坡会影响到范围外稳定性和坚硬性较强的岩石上布设对应的参考点，于边坡上方设置对应的目标点，选择特定位置设置一个基站，让测量机器人在基站实施监测工作。机器人会对参考点进行测量，之后经由后方交会法对基站内机器人的具体坐标进行校正，之后开始对目标点实施测量，测量通过内部温度气压传感器对所得数据进行修正，再对监测点实施在线实时监测，并把测量获得的数据以有线或者无线等方式传送致中央处理站内，运用徕卡GeoMoS Monitor 软件，对所有的监测数据作预处理，并把数据直接转换成为测量机器人GSI数据格式，于数据库中保存。数据库内部的字段主要包含了序号、点名、X和Y坐标、高程H以及具体的观测日期，之后构建点表与循环观测表，再通过徕卡GeoMoSAnalyzer 软件，把得到的全部数据生成监测点位移曲线图，以此方式对该高陡边坡进行24小时全面监控[2]。
　　3.2 基准网设置与监测点选择设置
　　①为了确保监测点所得位移数据的可靠性和高精度，相关人员在该边坡无法产生影响的位置处同时设置了不低于4个的基准点，使其形成基准网。②在对监测范围进行确定之后，于该范围之内，依据监测计划给出的具体要求，明确坡体主要的滑动方向，并依据主滑动方向与滑动面的范围定位测点，之后进行典型断面选取，再依据测线设置对应的观测点。通常边坡的岩层不同，其测点时布置了也会存在差异，如针对有可能形成滑动带的位置，应设为重点监测位置与可疑点，同时设置加密测点。③依据开挖断面具体的长度与高度，随着工程的实际进度以不间断的方式进行监测点布置，每一个测点、测站点以及基准点之间需构成一个完整的监测网，每层边坡平台上的监测点之间距离维持在30～50m。受到地质、降水以及荷载等因素的影响，局部高边坡可会存在重复卸载的情况，因此，在每次卸载后，需要重新进行监测点布置。
　　3.3 监测精度与计算方法分析
　　在实际的监测过程中，单向的最长距离必须低于1km，仪器的测角精度应调整为±0.5"，具体的测距精度调整为±（0.6mm+1ppm*D km），采用相关公式进行计算后监测点的误差值是≤±2.5mm;监测期间，每隔2个月进行一次基准点校正，之后运用后方交会法校正测站点，以此保障监测点采集所得数据的准确性[3]。
　　3.4 监测结果预警分析
　　该项目于工程施工起始构建平台后设置监测点，后以24小时不间断持续在线监测，每隔30min进行1次监测点监测，直到开挖区全部回填完成。在该项目工程中，其高边坡的所挖高度约为1676m，构成了150m高，400m长的高边坡断面，当中高边坡断面的高度为1730m，平台的监测点CX172出现多次位移，且位移次数的超过预警值，后立即向项目部与施工方发出报警通，施工方在接到报警后，马上针对该危险区进行了防护后处理，处理完成后再次布置了监测点，此后监测点平稳，未再发生明显位移。
　　4 结束语
　　总之，科学、有效的变形监测方案，可以准确、及时以及直观地对高陡边坡的稳定性实施监测和预警，并将所测数据第一时间传送到相关部门，让相关部门可以依据测量数据及时采用对应的安全防护措施，为工程项目各施工阶段的顺利进行提供安全技术保障，应该推广运用。
　　参考文献
　　[1] 王孟英，何晓玲，孙强.GPS技术在矿山边坡变形监测中的应用研究[J].中国设备工程，2019，（04）：141-142.
　　[2] 赵丽荣，郭震山.光纤传感技术在黄土边坡变形监测中的应用研究[J].山西交通科技，2018，（06）：23-24，30.
　　[3] 张亚，王海珍，王涛.基于三维激光扫描技术的矿區边坡变形监测研究[J].中国锰业，2018，36（05）：188-191.
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