7.2　地表变形监测

Ⅰ　地表位移监测

7.2.1　露天煤矿边坡工程地表位移监测包括地表水平位移与地表垂直位移监测，其检测精度，不宜低于三等。地表位移监测技术主要包括大地测量技术和位移计监测技术。

7.2.2　露天煤矿边坡地表水平位移监测基准网和监测点的精度，应符合表7.2.2的要求。

7.2.3　露天煤矿边坡地表垂直位移监测基准网和监测点的精度，应符合表7.2.3的要求。

7.2.4　地表水平位移监测基准网，宜采用全站仪边角同测网，也可采用GNSS网、三角形网、导线网等。

7.2.5　采用全站仪边角同测可进行水平位移监测基准网观测及基准点与工作基点间的联测；采用全站仪小角法、极坐标法、前方交会法和自由设站法可进行监测点的水平位移观测；采用全站仪自动跟踪测量系统可进行连续观测。

7.2.6　全站仪的测角、测距标称精度宜符合表7.2.6的规定。

7.2.7　用全站仪边角测量进行水平位移监测基准网观测及基准点与工作基点间联测，应符合表7.2.7的要求。

7.2.8　监测基准网的水平角观测，宜采用方向观测法，并应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026的规定。

7.2.9　监测基准网边长，应采用电磁波测距，并应符合表7.2.9的要求。

7.2.10　全站仪交会法、极坐标法的主要技术要求，应符合下列规定：

1　当采用边角交会时，应在2个测站上测定各监测点的水平角和水平距离。分别按测角交会和测边交会计算监测点的平面坐标，当其较差值不超过要求精度值的2倍时，取其中数作为该监测点的最终坐标；

2　当仅采用测角或测边交会进行水平位移监测时，宜采用三点交会法，角交会法的交会角，宜为60°～120°，边交会法的交会角，宜为30°～150°；

3　用极坐标法进行水平位移监测时，宜采用双测站极坐标法；

4　测站点应采用有强制对中装置的观测墩，变形观测点，可埋设安置反光镜或觇牌的强制对中装置或其他固定照准标志；

5　测站点与监测点之间的观测距离、边长和角度观测测回数宜符合表7.2.10的要求。

7.2.11　用全站仪自由设站法进行位移观测，应符合下列规定：

1　用全站仪自由设站法进行二维或三维变形测量，设站点应至少与4个基准点或工作基点通视，且该部分基准点或工作基点的平面分布范围应大于90°，至设站点的距离比不超过1∶3，同时宜符合本规范表7.2.10的规定；

2　用全站仪自由设站法观测的二维或三维监测点中不少于2点在其他测站应同期观测；

3　用全站仪自由设站法进行位移观测的水平角和距离观测测回数，应符合本规范表7.2.10的规定。

7.2.12　全站仪自动跟踪测量，应符合下列规定：

1　测站应设立在基准点或工作基点上，并采用有强制对中装置的观测台或观测墩；测站视野应开阔无遮挡，周围应设立安全警示标志；应同时具有防水、防尘设施；

2　监测体上的变形观测点宜采用观测棱镜，距离较短时也可采用反射片；

3　全站仪的自动照准应稳定、有效、单点单次照准时间不宜大于10s；

4　观测方法和精度估算应根据观测精度、全站仪精度等级、监测点到仪器测站的视线长度确定。并可参照本规范第7.2.10条、第7.2.11条的规定执行，每站每次观测不应少于1个测回；

5　多台全站仪联合组网观测时，相邻仪器间宜设置不少于两个360°棱镜进行联测，相邻测站应有重叠的观测目标；

6　数据通信电缆宜采用光缆或专用数据电缆，并应安全敷设，连接处应采取绝缘和防水措施；

7　作业前应将自动观测成果与人工测量成果进行对比，确保自动观测成果无误后，方能进行自动监测；

8　测站和数据终端设备应备有不间断电源；

9　数据处理软件，应具有观测数据自动检核、超限数据自动处理、不合格数据自动重测，观测目标被遮挡时，可自动延时观测处理和变形数据自动处理、分析、预报和预警等功能。

7.2.13　全站仪小角法测量，应按本规范第7.2.10条及现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定执行。

7.2.14　露天煤矿边坡地表垂直位移监测基准网，应布设成环形网。宜采用几何水准测量方法观测，可采用全站仪三角高程测量。垂直位移监测基准网的主要技术要求，应符合表7.2.14的要求。

7.2.15　水准观测应符合表7.2.15的要求。

7.2.16　全站仪三角高程测量，应符合下列规定：

1　应在两个测量点上设置棱镜，在其中间设置全站仪。观测视线长度不宜大于300m，最长不应超过500m，视线垂直角不应超过20°。每站的前后视线长度之差，对三等观测不应超过30m，四等观测不超过50m；

2　视线高度和离开障碍物的距离不应小于1.3m；

3　当使用单棱镜观测时，每站应变动1次仪器高进行2次独立观测。当2次独立观测计算高差的较差值符合表7.2.16的要求时，取其中数作为最终高差值。

7.2.17　全站仪三角高程测量距离和垂直角观测，应符合下列规定：

1　每次距离观测时，前、后视应各测2个测回。每测回应照准目标1次、读数4次。距离观测应符合表7.2.17-1的要求；

2　每次垂直角观测时，应采用中丝双照准法观测。观测测回数及限差应符合表7.2.17-2的要求；

3　观测宜在日出后2h至日落前2h的期间内目标成像清晰稳定时进行。阴天和多云天气可全天观测。

7.2.18　垂直位移监测基准（网）点测量的其他技术要求，按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定执行。

7.2.19　露天煤矿边坡三、四等位移监测可采用卫星导航定位测量（GNSS）法。边坡Ⅰ、Ⅱ级变形监测阶段可采用静态测量模式，边坡Ⅲ级变形监测阶段可采用动态测量模式。

7.2.20　卫星导航定位测量（GNSS）静态测量作业，应符合下列规定：

1　点位应视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过15°；点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体；

2　通视条件好，应便于使用全站仪等进行后续测量作业；

3　作业中应严格按照规定的时间计划进行观测；

4　观测前，应对接收机进行预热和静置，同时应检查电池的容量、接收机的内存和可储存空间是否充足；

5　天线安置的对中误差，不应大于2mm；天线高的量取应精确至1mm；

6　观测中，应避免在接收机近旁使用无线电通信工具；

7　作业时，接收机应避免阳光直接照射。雷雨天气时，应关机停测，并应卸下天线以防雷击；

8　对于三等以上的GNSS变形监测，应采用双频接收机，并采用精密星历进行数据处理。四等变形监测可选用预报星历进行数据处理。观测数据处理和质量检查应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定，同一时段观测值的数据采用率不宜小于85%。

7.2.21　卫星导航定位测量（GNSS）动态测量作业，应符合下列规定：

1　应设立永久性固定参考站作为变形监测的基准点，并建立实时监控中心；

2　参考站，应设立在变形区之外或受变形影响较小的地势较高区域，上部天空应开阔，无高度角超过10°的障碍物，且周围无GNSS信号反射物（大面积水域、大型建构物），及无高压线、电视台、无线电发射站、微波站等干扰源；

3　流动站的接收天线，应永久设置在监测体的变形观测点上，并采取保护措施。接收天线的周围应无高度角超过10°的障碍物。变形观测点的数目应根据监测项目和监测体结构布设。接收卫星数量不应少于5颗，并采用固定解成果；

4　数据通信，参考点站和监测点应与数据处理分析系统通过通信网络进行连通，并应保证数据实时传输。

7.2.22　露天煤矿边坡变形监测采用摄影测量方法时，应符合下列规定：

1　应根据监测体的变形特点、监测规模和精度要求，合理选用作业方法，可采用时间基线视差法、立体摄影测量方法或实时数字摄影测量方法等；

2　监测点标志，可采用十字形或同心圆形，标志的颜色应使影像与标志背景色调有明显的反差，可采用黑、白、黄色或两色相间；

3　像控点应布设在监测体的四周；当监测体的景深较大时，应在景深范围内均匀布设。像控点的点位精度不宜低于监测体监测精度的1/3。当采用直接线性变换法解算待定点时，一个像对的控制点宜布设6个～9个；当采用时间基线视差法时，一个像对宜布设4个以上控制点；

4　对于规模较大、监测精度要求较高的监测项目，可采用多标志、多摄站、多相片及多量测方法；

5　摄影站，应设置在带有强制归心装置的观测墩上。对于长方形的监测体，摄影站宜布设在与物体长轴相平行的一条直线上，并使摄影主光轴垂直于被摄物体的主立面；对于圆柱形监测体，摄影站可均匀布设在与物体中轴线等距的周围；

6　多像对摄影时，应布设像对间起连接作用的标志点；

7　变形摄影测量的其他技术要求，应满足现行国家标准《工程摄影测量规范》GB 50167有关规定。

7.2.23　露天煤矿边坡变形监测其他测量方法的技术要求，按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定执行。

Ⅱ　地表裂缝监测

7.2.24　露天煤矿边坡工程地表裂缝监测，应测定采场边坡与排土场边坡顶部及各台阶或坡面上出现的裂缝的空间分布位置和裂缝的走向、长度、宽度、深度及其变化情况。

7.2.25　地表裂缝监测可结合边坡巡视工作进行。地表裂缝监测应统一进行编号、描述、观测、拍照、建档。

7.2.26　地表裂缝监测，可采用伸缩仪、位移计或千分卡尺等。应符合下列规定：

1　地表裂缝监测应设置观测点，每条裂缝应布设不少于2组观测点，并根据裂缝的走向和长度，分别布设在裂缝的最宽处和裂缝的末端；

2　观测点处应设置裂缝观测标志，并应跨裂缝牢固安装在裂缝两侧的稳定部位；标志安装完成后，应拍摄裂缝观测初期的影像；

3　裂缝观测标志设置应牢固，并应标注可供量测的固定点。短期观测时，可采用打入地下一定深度的木桩或钢钎；长期观测时，可采用埋入地下一定深度的素混凝土或钢筋混凝土墩，并在墩顶面设置观测中心点；

4　裂缝量测规模较小时，可采用直尺、小钢尺、游标卡尺或坐标格网板等工具进行人工量测；规模较大且不便于人工量测时，宜采用精密测（量）距方法；需要连续监测裂缝的变化时，可采用测缝计或传感器自动测记方法进行观测；

5　裂缝观测，裂缝宽度数据应量至0.1mm，裂缝错位数据应量至0.5mm，裂缝深度数据应量至1.0mm；

6　裂缝的观测周期，应根据裂缝变化速度确定。裂缝初期可每周观测1次，基本稳定后宜每月观测1次，当发现裂缝加大时应及时增加观测次数，必要时应持续观测。

7.2.27　露天煤矿边坡工程监测地表裂缝监测应提交下列资料：

1　裂缝平面位置分布图；

2　裂缝空间位置分布图；

3　裂缝观测成果表；

4　裂缝宽度变化时—距曲线图；

5　裂缝深度变化时—距曲线图；

6　裂缝错位变化时—距曲线图。

Ⅲ　地表隆起变形监测

7.2.28　露天煤矿边坡工程地表隆起变形监测，应测定采场边坡与排土场边坡坡脚出现隆起的平面分布位置和隆起的走向、长度、宽度、高度及其变化情况。

7.2.29　地表隆起变形的监测可结合边坡巡视工作进行。地表隆起监测应统一进行编号、描述、观测、拍照和建档。

7.2.30　地表隆起变形监测，应符合下列规定：

1　地表隆起变形监测应设置观测点，每条隆起应根据隆起的走向和长度布设不少于2组观测点；

2　观测点处应设置隆起监测标志，并应牢固安装在跨隆起两侧的稳定部位与隆起轴部的特征部位；标志安装完成后，应拍摄隆起观测初期的影像；

3　隆起监测标志设置应牢固，并应标注可供量测的固定点。短期观测时，可采用打入地下一定深度的木桩或钢钎；长期观测时，可采用埋入地下一定深度的素混凝土或钢筋混凝土墩，并在墩顶面设置观测中心点；

4　隆起的量测，规模较小，可采用比例尺、小钢尺、游标卡尺或坐标格网板等工具进行人工量测；规模较大且不便于人工量测的隆起宜采用精密测（量）距方法；需要连续监测隆起的变化时，可采用自动监测仪或传感器自动测记方法进行观测；

5　隆起观测中，隆起检测数据应量至0.5mm，隆起高度数据应量至1.0mm；

6　隆起的观测周期，应根据隆起变化速度确定。隆起初期可每15d观测1次，基本稳定后宜每30d观测1次，当发现隆起加大时应及时增加观测次数，必要时应持续观测。

7.2.31　露天煤矿边坡工程监测地表隆起变形监测应提交下列资料：

1　隆起平面位置分布图；

2　隆起观测成果表；

3　隆起宽度变化时—距曲线图；

4　隆起高度变化时—距曲线图。