7.2　地表變形監測

Ⅰ　地表位移監測

7.2.1　露天煤礦邊坡工程地表位移監測包括地表水平位移與地表垂直位移監測，其檢測精度，不宜低于三等。地表位移監測技術主要包括大地測量技術和位移計監測技術。

7.2.2　露天煤礦邊坡地表水平位移監測基準網和監測點的精度，應符合表7.2.2的要求。

7.2.3　露天煤礦邊坡地表垂直位移監測基準網和監測點的精度，應符合表7.2.3的要求。

7.2.4　地表水平位移監測基準網，宜采用全站儀邊角同測網，也可采用GNSS網、三角形網、導線網等。

7.2.5　采用全站儀邊角同測可進行水平位移監測基準網觀測及基準點與工作基點間的聯測；采用全站儀小角法、極坐標法、前方交會法和自由設站法可進行監測點的水平位移觀測；采用全站儀自動跟蹤測量系統可進行連續觀測。

7.2.6　全站儀的測角、測距標稱精度宜符合表7.2.6的規定。

7.2.7　用全站儀邊角測量進行水平位移監測基準網觀測及基準點與工作基點間聯測，應符合表7.2.7的要求。

7.2.8　監測基準網的水平角觀測，宜采用方向觀測法，并應符合現行國家標準《工程測量規范》GB 50026的規定。

7.2.9　監測基準網邊長，應采用電磁波測距，并應符合表7.2.9的要求。

7.2.10　全站儀交會法、極坐標法的主要技術要求，應符合下列規定：

1　當采用邊角交會時，應在2個測站上測定各監測點的水平角和水平距離。分別按測角交會和測邊交會計算監測點的平面坐標，當其較差值不超過要求精度值的2倍時，取其中數作為該監測點的最終坐標；

2　當僅采用測角或測邊交會進行水平位移監測時，宜采用三點交會法，角交會法的交會角，宜為60°～120°，邊交會法的交會角，宜為30°～150°；

3　用極坐標法進行水平位移監測時，宜采用雙測站極坐標法；

4　測站點應采用有強制對中裝置的觀測墩，變形觀測點，可埋設安置反光鏡或覘牌的強制對中裝置或其他固定照準標志；

5　測站點與監測點之間的觀測距離、邊長和角度觀測測回數宜符合表7.2.10的要求。

7.2.11　用全站儀自由設站法進行位移觀測，應符合下列規定：

1　用全站儀自由設站法進行二維或三維變形測量，設站點應至少與4個基準點或工作基點通視，且該部分基準點或工作基點的平面分布范圍應大于90°，至設站點的距離比不超過1∶3，同時宜符合本規范表7.2.10的規定；

2　用全站儀自由設站法觀測的二維或三維監測點中不少于2點在其他測站應同期觀測；

3　用全站儀自由設站法進行位移觀測的水平角和距離觀測測回數，應符合本規范表7.2.10的規定。

7.2.12　全站儀自動跟蹤測量，應符合下列規定：

1　測站應設立在基準點或工作基點上，并采用有強制對中裝置的觀測臺或觀測墩；測站視野應開闊無遮擋，周圍應設立安全警示標志；應同時具有防水、防塵設施；

2　監測體上的變形觀測點宜采用觀測棱鏡，距離較短時也可采用反射片；

3　全站儀的自動照準應穩定、有效、單點單次照準時間不宜大于10s；

4　觀測方法和精度估算應根據觀測精度、全站儀精度等級、監測點到儀器測站的視線長度確定。并可參照本規范第7.2.10條、第7.2.11條的規定執行，每站每次觀測不應少于1個測回；

5　多臺全站儀聯合組網觀測時，相鄰儀器間宜設置不少于兩個360°棱鏡進行聯測，相鄰測站應有重疊的觀測目標；

6　數據通信電纜宜采用光纜或專用數據電纜，并應安全敷設，連接處應采取絕緣和防水措施；

7　作業前應將自動觀測成果與人工測量成果進行對比，確保自動觀測成果無誤后，方能進行自動監測；

8　測站和數據終端設備應備有不間斷電源；

9　數據處理軟件，應具有觀測數據自動檢核、超限數據自動處理、不合格數據自動重測，觀測目標被遮擋時，可自動延時觀測處理和變形數據自動處理、分析、預報和預警等功能。

7.2.13　全站儀小角法測量，應按本規范第7.2.10條及現行國家標準《工程測量規范》GB 50026有關規定執行。

7.2.14　露天煤礦邊坡地表垂直位移監測基準網，應布設成環形網。宜采用幾何水準測量方法觀測，可采用全站儀三角高程測量。垂直位移監測基準網的主要技術要求，應符合表7.2.14的要求。

7.2.15　水準觀測應符合表7.2.15的要求。

7.2.16　全站儀三角高程測量，應符合下列規定：

1　應在兩個測量點上設置棱鏡，在其中間設置全站儀。觀測視線長度不宜大于300m，最長不應超過500m，視線垂直角不應超過20°。每站的前后視線長度之差，對三等觀測不應超過30m，四等觀測不超過50m；

2　視線高度和離開障礙物的距離不應小于1.3m；

3　當使用單棱鏡觀測時，每站應變動1次儀器高進行2次獨立觀測。當2次獨立觀測計算高差的較差值符合表7.2.16的要求時，取其中數作為最終高差值。

7.2.17　全站儀三角高程測量距離和垂直角觀測，應符合下列規定：

1　每次距離觀測時，前、后視應各測2個測回。每測回應照準目標1次、讀數4次。距離觀測應符合表7.2.17-1的要求；

2　每次垂直角觀測時，應采用中絲雙照準法觀測。觀測測回數及限差應符合表7.2.17-2的要求；

3　觀測宜在日出后2h至日落前2h的期間內目標成像清晰穩定時進行。陰天和多云天氣可全天觀測。

7.2.18　垂直位移監測基準（網）點測量的其他技術要求，按現行國家標準《工程測量規范》GB 50026有關規定執行。

7.2.19　露天煤礦邊坡三、四等位移監測可采用衛星導航定位測量（GNSS）法。邊坡Ⅰ、Ⅱ級變形監測階段可采用靜態測量模式，邊坡Ⅲ級變形監測階段可采用動態測量模式。

7.2.20　衛星導航定位測量（GNSS）靜態測量作業，應符合下列規定：

1　點位應視野開闊，視場內障礙物的高度角不宜超過15°；點位附近不應有強烈干擾接收衛星信號的干擾源或強烈反射衛星信號的物體；

2　通視條件好，應便于使用全站儀等進行后續測量作業；

3　作業中應嚴格按照規定的時間計劃進行觀測；

4　觀測前，應對接收機進行預熱和靜置，同時應檢查電池的容量、接收機的內存和可儲存空間是否充足；

5　天線安置的對中誤差，不應大于2mm；天線高的量取應精確至1mm；

6　觀測中，應避免在接收機近旁使用無線電通信工具；

7　作業時，接收機應避免陽光直接照射。雷雨天氣時，應關機停測，并應卸下天線以防雷擊；

8　對于三等以上的GNSS變形監測，應采用雙頻接收機，并采用精密星歷進行數據處理。四等變形監測可選用預報星歷進行數據處理。觀測數據處理和質量檢查應符合現行國家標準《工程測量規范》GB 50026有關規定，同一時段觀測值的數據采用率不宜小于85%。

7.2.21　衛星導航定位測量（GNSS）動態測量作業，應符合下列規定：

1　應設立永久性固定參考站作為變形監測的基準點，并建立實時監控中心；

2　參考站，應設立在變形區之外或受變形影響較小的地勢較高區域，上部天空應開闊，無高度角超過10°的障礙物，且周圍無GNSS信號反射物（大面積水域、大型建構物），及無高壓線、電視臺、無線電發射站、微波站等干擾源；

3　流動站的接收天線，應永久設置在監測體的變形觀測點上，并采取保護措施。接收天線的周圍應無高度角超過10°的障礙物。變形觀測點的數目應根據監測項目和監測體結構布設。接收衛星數量不應少于5顆，并采用固定解成果；

4　數據通信，參考點站和監測點應與數據處理分析系統通過通信網絡進行連通，并應保證數據實時傳輸。

7.2.22　露天煤礦邊坡變形監測采用攝影測量方法時，應符合下列規定：

1　應根據監測體的變形特點、監測規模和精度要求，合理選用作業方法，可采用時間基線視差法、立體攝影測量方法或實時數字攝影測量方法等；

2　監測點標志，可采用十字形或同心圓形，標志的顏色應使影像與標志背景色調有明顯的反差，可采用黑、白、黃色或兩色相間；

3　像控點應布設在監測體的四周；當監測體的景深較大時，應在景深范圍內均勻布設。像控點的點位精度不宜低于監測體監測精度的1/3。當采用直接線性變換法解算待定點時，一個像對的控制點宜布設6個～9個；當采用時間基線視差法時，一個像對宜布設4個以上控制點；

4　對于規模較大、監測精度要求較高的監測項目，可采用多標志、多攝站、多相片及多量測方法；

5　攝影站，應設置在帶有強制歸心裝置的觀測墩上。對于長方形的監測體，攝影站宜布設在與物體長軸相平行的一條直線上，并使攝影主光軸垂直于被攝物體的主立面；對于圓柱形監測體，攝影站可均勻布設在與物體中軸線等距的周圍；

6　多像對攝影時，應布設像對間起連接作用的標志點；

7　變形攝影測量的其他技術要求，應滿足現行國家標準《工程攝影測量規范》GB 50167有關規定。

7.2.23　露天煤礦邊坡變形監測其他測量方法的技術要求，按現行國家標準《工程測量規范》GB 50026有關規定執行。

Ⅱ　地表裂縫監測

7.2.24　露天煤礦邊坡工程地表裂縫監測，應測定采場邊坡與排土場邊坡頂部及各臺階或坡面上出現的裂縫的空間分布位置和裂縫的走向、長度、寬度、深度及其變化情況。

7.2.25　地表裂縫監測可結合邊坡巡視工作進行。地表裂縫監測應統一進行編號、描述、觀測、拍照、建檔。

7.2.26　地表裂縫監測，可采用伸縮儀、位移計或千分卡尺等。應符合下列規定：

1　地表裂縫監測應設置觀測點，每條裂縫應布設不少于2組觀測點，并根據裂縫的走向和長度，分別布設在裂縫的最寬處和裂縫的末端；

2　觀測點處應設置裂縫觀測標志，并應跨裂縫牢固安裝在裂縫兩側的穩定部位；標志安裝完成后，應拍攝裂縫觀測初期的影像；

3　裂縫觀測標志設置應牢固，并應標注可供量測的固定點。短期觀測時，可采用打入地下一定深度的木樁或鋼釬；長期觀測時，可采用埋入地下一定深度的素混凝土或鋼筋混凝土墩，并在墩頂面設置觀測中心點；

4　裂縫量測規模較小時，可采用直尺、小鋼尺、游標卡尺或坐標格網板等工具進行人工量測；規模較大且不便于人工量測時，宜采用精密測（量）距方法；需要連續監測裂縫的變化時，可采用測縫計或傳感器自動測記方法進行觀測；

5　裂縫觀測，裂縫寬度數據應量至0.1mm，裂縫錯位數據應量至0.5mm，裂縫深度數據應量至1.0mm；

6　裂縫的觀測周期，應根據裂縫變化速度確定。裂縫初期可每周觀測1次，基本穩定后宜每月觀測1次，當發現裂縫加大時應及時增加觀測次數，必要時應持續觀測。

7.2.27　露天煤礦邊坡工程監測地表裂縫監測應提交下列資料：

1　裂縫平面位置分布圖；

2　裂縫空間位置分布圖；

3　裂縫觀測成果表；

4　裂縫寬度變化時—距曲線圖；

5　裂縫深度變化時—距曲線圖；

6　裂縫錯位變化時—距曲線圖。

Ⅲ　地表隆起變形監測

7.2.28　露天煤礦邊坡工程地表隆起變形監測，應測定采場邊坡與排土場邊坡坡腳出現隆起的平面分布位置和隆起的走向、長度、寬度、高度及其變化情況。

7.2.29　地表隆起變形的監測可結合邊坡巡視工作進行。地表隆起監測應統一進行編號、描述、觀測、拍照和建檔。

7.2.30　地表隆起變形監測，應符合下列規定：

1　地表隆起變形監測應設置觀測點，每條隆起應根據隆起的走向和長度布設不少于2組觀測點；

2　觀測點處應設置隆起監測標志，并應牢固安裝在跨隆起兩側的穩定部位與隆起軸部的特征部位；標志安裝完成后，應拍攝隆起觀測初期的影像；

3　隆起監測標志設置應牢固，并應標注可供量測的固定點。短期觀測時，可采用打入地下一定深度的木樁或鋼釬；長期觀測時，可采用埋入地下一定深度的素混凝土或鋼筋混凝土墩，并在墩頂面設置觀測中心點；

4　隆起的量測，規模較小，可采用比例尺、小鋼尺、游標卡尺或坐標格網板等工具進行人工量測；規模較大且不便于人工量測的隆起宜采用精密測（量）距方法；需要連續監測隆起的變化時，可采用自動監測儀或傳感器自動測記方法進行觀測；

5　隆起觀測中，隆起檢測數據應量至0.5mm，隆起高度數據應量至1.0mm；

6　隆起的觀測周期，應根據隆起變化速度確定。隆起初期可每15d觀測1次，基本穩定后宜每30d觀測1次，當發現隆起加大時應及時增加觀測次數，必要時應持續觀測。

7.2.31　露天煤礦邊坡工程監測地表隆起變形監測應提交下列資料：

1　隆起平面位置分布圖；

2　隆起觀測成果表；

3　隆起寬度變化時—距曲線圖；

4　隆起高度變化時—距曲線圖。