3. 江苏启航数字科技有限公司 南京 210000
摘要：基于二等水准测量技术，对江苏省常武地区地面沉降进行了全面监测与分析。工程实践证明，常武地区整体沉降情况较为平稳，虽然出现局部沉降量较大情况，但均与当地实际工程、绿化情况相关。同时，实施二等精密水准测量可实现区域沉降有效观测，二等水准测量是一种高精度的沉降观测方法。
关键词：二等水准测量；沉降观测；测站；视距
0 引言
直以来，地质灾害给人类的经济生活带来了巨大损失，究其原因，绝大部分是由于地球表面的形变引起的。其中不仅有地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等自然灾害，还有由于工程开挖、地下水抽取、堆载、爆破、弃土等引发的人为地质灾害。这些不可逆的地表形变已经成为影响区域经济和社会可持续发展的重要因素。常州市常武地区位于江苏省南部，北临长江，南靠太湖，处于长江三角洲腹地，地质灾害类型较多，主要有地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、地面塌陷和特殊类岩土灾害，其中地面沉降灾害尤为突出[1-4]。
为了监测区域沉降，根据防治规划和监测区域往年的监测结果，在原常州市地矿局1998年部署的全市地面沉降水准测量网点的基础上，常州市国土资源局对监控区域进行扩大调整。2007年在原来已建立的“十”字形剖面线路基础上，分别向东、西、南外延，东延至横林、西延至奔牛、南延至漕桥[5]。2017年，常武地区地面沉降监测点共107个，其中新增11个，通过实施精密二等水准测量，测定该区域地面沉降整体状况，为政府决策提供科学依据。
1二等水准地面沉降测量
1.1选点与埋石
监测点位置的选定，必须保证埋设标志能充分体现沉降信息、安全、长久保存，并易于寻找、便于观测[6]。根据规范，标石埋设的类型除基岩标须按地质条件作专门的设计外，其他标石应根据土质状况及冻土深度而定。常武地区属于土壤不冻或冻土深度小于0.8m的地区。根据规范要求，新埋设监测点需经过一个水文年后方可进行测量。因此，2017年外业观测的监测点总数为107个，其中基岩标1个，标准埋石点21个，普通监测点85个。依据测区范围大小和沉降变量的大小， 2017年度常武地区地面沉降测量精度规范标准为：每公里水准测量的偶然中误差M△不应超过1.0毫米[7]。
1.2水准测量
1.2.1观测方式
采用单路线往返观测。同一区段的往返测，应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道路进行。在同一区段内，先连续进行所有测段的往测（或返测），随后再连续进行该区段的返测（或往测）。若区段较长，也可将区段分成20km～30km的几个分段，在分段内连续进行所有测段的往返观测。同一测段的往测与返测应分别在上午与下午进行。在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，若干里程的往返测可同在上午或下午进行。但这种里程的总站数，不应超过该区段总站数的30%。
1.2.2测站设置
根据路线土质选用尺桩（尺桩质量不轻于1.5kg，长度不短于0.2m）或尺台（尺台质量不轻于5kg）做转点尺承，所用尺桩数，应不少于4个。特殊地段可采用大帽钉作为转点尺承。测站视线长度（仪器至标尺距离）、前后视距差、视线高度、数字水准仪重复测量次数按照规范进行实施。往、返测奇数站照准标尺顺序为：后视标尺、前视标尺、前视标尺、后视标尺；往、返测偶数站照准标尺顺序为：前视标尺、后视标尺、后视标尺、前视标尺。
1.2.3间歇与检测
观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的转点尺桩（用尺台做转点尺承时，可用三个带帽钉的木桩）做妥善安置，作为间歇点。间歇后，应对间歇点进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若符合限差要求，即可由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。测站观测限差与设置、往返测限差、成果的重测与取舍按照《一、二等水准测量规范》进行[7]。
2结果与分析
将2017年所得二等水准测量成果绘制成折线图（图1），并与2015、2016年成果图相比，可知监测点Ⅱ01、Ⅱ44-1、NB69、NB73、ⅡHT1、ⅡHT6-1 高程值相对往年变化较大，出现异常现象，具体分析如下： Ⅱ44-1、ⅡHT1水准监测点附近均有地铁施工，并且2016年也出现异常，数值异常增大。2016年由于受桩基施工扰动，地表土层受到挤压，使地面抬升，因此监测点高程数据呈现明显增大，2017年施工基本完成，地表土层受到的挤压力得到充分释放，地面回落，因此监测点高程数据出现明显减小，基本回到2015年高程值。NB69监测点布设在永胜河泵站混凝土排水沟边沿，泵站由于年久失修，泵站主体已经出现裂缝等破坏现象。受到泵站的影响，监测点所在位置的排水沟出现明显上翘，因此该点2017年高程值出现突然增大异常现象。NB73监测点布设在常漕路边电信井混泥土边沿，附近正在进行绿化开挖施工，导致该点今年高程值出现大幅度减小。ⅡHT6-1、Ⅱ01监测点附近同样也在进行绿化施工，导致今年高程值出现异常。
图1 常武地区2015-2017年地面沉降图
3 结论
基于精密二等水准测量，实施了常武地区地面沉降观测。监测实践表明，除个别监测点高程有异常波动外，其余监测点高程变化整体上与往年变化趋势基本一致，说明常武地区地面沉降特点没有发生明显变化；一些区域沉降依然存在，甚至有增大趋势，像漕桥、湖塘等区域；个别区域甚至出现有新的沉降，像春江等地区。后期监测应增加观测周期密度，采用多种观测方法，科学有效监测该区域地面沉降变化，同时结合地质情况，综合分析地面沉降诱因，为政府科学决策提供精确数据。
参考文献
[1]包民先,殷忠.DiNi12数字水准仪进行基坑监测的技术指标探讨及应用[J].测绘工程,2011,20(6):58-60.
[2]高绍伟,李长青,王得利.静力水准测量在建筑物变形监测中的应用及精度分析[J].北京测绘,2015,(3):112-117.
[3]杨建图,姜衍祥,周俊,等.GPS测量地面沉降的可靠性及精度分析[J].大地测量与地球动力学,2006,26(1):70-75.
[4]赵亿,钱乐,杨魁.探讨InSAR技术在城市建筑物沉降监测中的精[J].城市勘测,2015,(3):115-119.
[5]邱新斌.南通市地面沉降现状[J].江苏测绘,2002,25(1):23-24,27.
[6]许慧鹏,高锁义,秦凯,等.基于水准测量的太原市区地面沉降时空特征分析与模拟[J].城市勘测,2018,(1):60-65.
[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.国家一、二等水准测量规范:GB /T12897-2006[S].北京:中国标准出版社,2006.
论文作者:刘艳1,吴硕先2,康健3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/8
标签：测量论文; 水准论文; 地面论文; 标尺论文; 高程论文; 区段论文; 地区论文; 《基层建设》2018年第17期论文;