第一章 绪 论
1.1 研究背景
在我国的很多建设项目当中，曾发生过多次严重的高边坡滑坡案例。20 世纪 60 年代，拓熙发电站水库出现 170 立方米的滑塌，造成 60 余人失去生命；白家坝水库库岸边坡滑塌 0.9 立方米，洪水溢出 15 万立方米，人民财产造成大量损失；20 世纪 90 年代，汉江口水电站建成以后，共造成 270 万立方米和 120 万立方米的库岸边坡滑塌，除了需要增加建设费用外，还造成了 10 余人伤亡；升天梁水电站边坡治理过程中，发生库岸边坡滑塌，造成岩体发生 140 余万立方米的变动，造成 40 余人伤生；清河岩水电站坝肩边坡失稳，造成 20 多万立方米的山岩解体，导致整个工期延误 4 个月。
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1.2 高边坡监测的目的和研究意义
在各个建设领域中，通过高边坡工程的监测研究，对提高整个监测周期的监测效率和保障施工安全，都会产生重要的生产意义。
（1）通过监测数据分析边坡的状态，对边坡的稳定性做出科学的评估，建立及时高效的监测预警机制，为施工单位提供实时数据。
（2）建立适当的数学预测模型，科学的预测高边坡发生滑动的趋势，预测今后高边坡的发展趋势，作为滑坡迹象产生的依据，也是从事滑坡体时效性研究的依据。
（3）监测加固处理后的高边坡，也是检验滑坡治理效果的可靠依据，从而可以指导进一步措施。
（4）通过监测数据分析出相关参数，为有关的数据反分析和数值模拟计算提供依据。
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1.3 本文研究内容及主要思路
本文针对作者所参与的黑龙江省鹤岗市华鹤煤化股份有限公司“3052”工程高边坡监测项目（以下简称华鹤高边坡），对项目进行过程中的工作内容作了介绍。其中包括基准网坐标系的选择，基准网网形的选择和精度估算，点位（基准点、监测点、测斜点）的布设，基准网的观测和数据处理，基准点稳定性分析；另外，还介绍了监测网监测方法的选择，监测网数据处理和网平差，提高数据观测质量和数据处理质量的方法；最后，总结鹤岗高边坡项目采用的 GPS 快速静态监测方法、高精度水准测量方法和深层土体水平位移相结合的高边坡监测方法，通过数据处理和绘制曲线图，对影响监测数据变化的因素作出分析。
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第二章 项目工程地质概况
2.1 地形地貌
场区建设的过程中，要完成北侧、东侧、南侧的边坡治理工作，在边坡治理的同时，要对其安全进行监测。工程场区地下水的赋存形式、埋藏条件和水量大小受控于复杂的地质条件补给条件等多种因素，情况较为复杂。场区地下水的来源是降雨，具有明显的季节性和波动性。第四系全新统的粘土、亚粘土、亚砂土及松散砂砾层有利于接受大气降水的入渗并将其存储于松散砂砾层的孔隙之中形成孔隙水。场区范围内的第四系地层为透水层和含水层。新近系中—上新统富锦组中的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为隔水层或弱透水层，细砂岩、砂岩及砂砾岩为透水层，由它们所构成的复杂岩性互层总体上应为隔水层或弱透水层。但由于场区范围内经历过较为强烈的构造变动，岩石中断层、节理等构造裂隙、派生裂隙及各种外动力成因裂隙极为发育、岩石松散；加之该套岩石的成岩环境变动频繁，岩层中广泛发育沉积间断面以及楔层理、透镜状层理等层面构造，使得透水层与隔水层的空间分布极不稳定，局部的粗砂岩、砂砾岩层等构成透水天窗极易与其上下层位的地下水发生水力联系。如此一来，场区内的富锦组地层亦成为透水层和赋存裂隙水的含水层，但其富水性极不均一，受构造样式及其空间展布规律和沉积成岩时的原生构造演化的控制。与此同时，场区的补给条件与地形地貌也对岩土体中的地下水状态施加重要影响。大气降水巨大的季节性差异造成了斜坡岩土体中地下水水量的剧烈波动，而斜坡地貌则削弱了坡面片流的滞蓄入渗能力，使斜坡岩土中地下水的补给水量大为减少。工程地质测绘作业期间，尽管连续降雨且水量足以使集水沟中形成一定规模的洪流，但降雨过程停止之后，在滑坡体的前缘等敏感地段并未有地下水的露头被发现。
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2.2 地层岩性
工程场区位于鹤岗盆地的南缘，这里所发育的地层在形成时代、岩石组合及沉积环境等方面大致可与其南侧的汤原断陷相对比。侏罗纪以来的地层层序（表 1.2）自下而上依次为：白垩系下白垩统穆棱组（K1m）、方正组（K1f）。工程场区地下水的赋存形式、埋藏条件和水量大小受控于复杂的地质条件补给条件等多种因素，情况较为复杂。场区地下水的来源是降雨，具有明显的季节性和波动性。第四系全新统的粘土、亚粘土、亚砂土及松散砂砾层有利于接受大气降水的入渗并将其存储于松散砂砾层的孔隙之中形成孔隙水。场区范围内的第四系地层为透水层和含水层。新近系中—上新统富锦组中的泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为隔水层或弱透水层，细砂岩、砂岩及砂砾岩为透水层，由它们所构成的复杂岩性互层总体上应为隔水层或弱透水层。但由于场区范围内经历过较为强烈的构造变动，岩石中断层、节理等构造裂隙、派生裂隙及各种外动力成因裂隙极为发育、岩石松散；加之该套岩石的成岩环境变动频繁，岩层中广泛发育沉积间断面以及楔层理、透镜状层理等层面构造，使得透水层与隔水层的空间分布极不稳定，局部的粗砂岩、砂砾岩层等构成透水天窗极易与其上下层位的地下水发生水力联系。如此一来，场区内的富锦组地层亦成为透水层和赋存裂隙水的含水层，但其富水性极不均一，受构造样式及其空间展布规律和沉积成岩时的原生构造演化的控制。与此同时，场区的补给条件与地形地貌也对岩土体中的地下水状态施加重要影响。大气降水巨大的季节性差异造成了斜坡岩土体中地下水水量的剧烈波动，而斜坡地貌则削弱了坡面片流的滞蓄入渗能力，使斜坡岩土中地下水的补给水量大为减少。工程地质测绘作业期间，尽管连续降雨且水量足以使集水沟中形成一定规模的洪流，但降雨过程停止之后，在滑坡体的前缘等敏感地段并未有地下水的露头被发现。
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第三章 监测方案的设计......13
3.1 项目简介............13
3.2 基准点、监测点和测斜孔的布设....17
3.3 数据处理与分析........21
3.4 监测质量控制流程及信息反馈........23
3.5 人员组织和技术组织.........24
第四章 基准网的观测、数据处理和稳定性分析........25
4.1 平面基准网的观测和数据处理........25
4.2 高程基准网观测和数据处理....27
4.3 平面基准点稳定性分析....28
4.4 垂直基准网点稳定性分析........30
第五章 监测网的观测、数据处理和数据分析..........33
5.1 GPS 快速静态的监测方法和其他方法的优势比较........33
5.2 GPS 快速静态定位的作业方法........34
5.3 GPS 快速静态监测和数据处理过程.........35
5.4 监测点垂直位移测量........41
5.5 深层水平位移的测量........42
5.6 监测数据分析....44
第五章 监测网的观测、数据处理和数据分析
5.1 GPS 快速静态的监测方法和其他方法的优势比较
通过上述对快速静态监测网形的分析，考虑到双基准站法较高的作业效率和较好的可靠性，结合鹤岗高边坡监测项目所安排的人员、仪器情况，鹤岗高边坡监测网所使用的监测网采用的是双基准站法，即在 J1 和 J3 点架设基准站，保持对卫星的连续跟踪观测，同时，其余两台接收机在监测网点范围内流动观测，以求定该测站与两基准站间的基线向量。闭合环与重复基线的检验是根据项目属性中限差的设置来进行的。根据不同的限差设置，检验的内容和限差阈值均不相同。检验的结果显示在工作区重复基线和闭合环列表中，最终的报表会在项目中报告中体现。对于检验不合格的闭合环和重复基线，应该从以下几个方面进行分析和再处理：a.确定项目属性中限差的设置是否正确，是否可以降低对限差的要求；b.对组成闭合环和重复基线的的基线进行编辑，重新进行解算直到通过检验为止，具体编辑的手动包括：更改解算模型（如L1与Lc模型互换，即设置长短基线解算模型）、根据基线残差序列图删除部分基线观测数据）、调整采样间隔等。
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结论
本文结合高边坡监测的发展背景，通过分析边坡灾害的严重性及边坡监测的重要性，阐明了高边坡监测的目的和意义。本文介绍了高边坡监测的主要监测内容和监测方法。结合鹤岗市华鹤煤化股份有限公司高边坡监测项目，提出了本论文的研究思路，针对监测项目的监测内容和监测目的，对项目进行过程中进行的工作，包括其中包括坐标系的选择，基准网网形的选择和精度估算，点位（基准点、监测点、测斜点）的布设，基准网的观测和数据处理，基准点稳定性分析；另外，还介绍了监测网网形的选择和布设，监测网监测方法的选择，监测网数据处理和网平差，提高数据观测质量和数据处理质量的方法；最后，总结鹤岗高边坡项目采用的 GPS 快速静态监测方法、高精度水准测量方法和深层土体水平位移相结合的高边坡监测方法，对影响监测数据的因素作了分析。本文主要研究成果总结如下：
(1) 通过对基本网形的优势比较，考虑基准网的可靠性，基准网网形选择的是三角形网；通过建立数学模型，对所选网形进行精度估算和优化设计，得到满足精度要求的基准网；介绍了 GPS 强制观测墩和测斜孔的布设方法和施工；介绍了利用 GPS 静态观测平面基准网的方法，详细介绍了平面基准网数据处理和网平差方法；介绍了平均间隙法、t 检验法和矩阵分析法的基准网稳定性分析在本监测项目中的分析过程，检验出 J3和 J5 两个平面基准点和高程基准点 J5 不稳定。
