徕卡第三代测量机器人在瓮福磷矿矿坑变形监测中的观测方法
2014-06-27刘富春
钟 阳,刘富春
(1.瓮福(集团)有限责任公司,贵州贵阳 550002;2.江苏星月测绘有限公司,江苏盐城 224000)
徕卡测量新技术应用专栏
徕卡第三代测量机器人在瓮福磷矿矿坑变形监测中的观测方法
钟 阳1,刘富春2
(1.瓮福(集团)有限责任公司,贵州贵阳 550002;2.江苏星月测绘有限公司,江苏盐城 224000)
英坪2号坑采场是瓮福磷矿位于英坪矿段0-6线的一个大型露天磷矿采坑,在2号采场西翼形成了高达180 m的下盘顺层层面边坡,其中上半部边坡坡度平均为32°。通过徕卡TS30仪器对此边坡的多次观测结果进行分析与对比,研究与探讨边坡位移变化规律与外在因素影响的关系,并对原有设计方案提出建议。
英坪2号坑采场;边坡观测分析;边坡方案设计
一、监测工程背景
英坪2号坑采场是瓮福公司位于英坪矿段0-6线的一个大型露天磷矿采坑,由于在下盘边坡顶部排土,以及在下盘边坡半中腰开挖回采直接底板下部a层矿,截断了顺层边坡表层坚硬顶板,致使采场西翼4线附近下盘边坡上半部边坡开裂下沉位移。据2011年12月底测量,采场西翼4线附近下盘边坡上部产生多条不同程度的裂缝,最长的裂缝约250 m,目前这部分滑坡体还有进一步发展的趋势。
为了控制滑坡体的进一步发展及确保安全,公司需要对滑坡体进行综合治理。
二、监测设计方案及实施
结合边坡的现状,其布置方案参考某勘察研究院《英坪矿西翼底板边坡的稳定性分析报告》的研究成果,大致分为不稳定区、较稳定区、稳定区,根据其分析定论有针对性地分区成轴线并布置监测点,按总体为北密南疏的原则进行轴线布置,并结合下盘边坡顶部排土场一并考虑布置,设计规划为大致布置4条横轴线、4条纵轴线,监测等级技术要求按四等三角控制测量标准执行,监测周期按具体情况合理调节,大致为位移加速期每天监测一次,位移平稳期每周监测一次,位移稳定期每半月/一月监测一次,监测周期视具体监测状况再作详细调整。根据监测设计方案,预警值设计为最大位移值80 mm。
三、监测结果分析
根据监测结果,治理前滑坡体在2012年3—5月段最大沉降量达到290 mm,水平位移量最大达到186.1 mm;治理后2012年6—8月段最大沉降量达到486 mm,水平位移量最大达到249.4 mm,2012年9-10月段最大沉降量达到40 mm,水平位移量最大达到22.9 mm。
直至2013年12月,从监测资料结果分析发现,采场西翼边坡有南东方向滑动的总体趋势,从2013年3月1日至2013年12月31日,位移沉降变化最大的为第二、第三纵轴线剖面。第二纵轴线剖面监测点为A6、A7、A8号点:①A6号监测点3—11月水平位移累计为109.66 mm,沉降值累计为118 mm;而到12月水平位移累计为115.43 mm,沉降值累计为120 mm。②A7号监测点3—11月水平位移累计为135.24 mm,沉降值累计为75 mm;而到12月水平位移累计为138.71 mm,沉降值累计为84 mm。③A8号监测点3—11月水平位移累计为143.23 mm,沉降值累计为77 mm;而到12月水平位移累计为146.0 mm,沉降值累计为81 mm。第三纵轴线剖面监测点为A10、A11、A12号:①A10号监测点3—11月水平位移累计为113.89 mm,沉降值累计为73 mm;而到12月水平位移累计为117.18 mm,沉降值累计为73 mm。②A11号监测点3—11月水平位移累计为118.12 mm,沉降值累计为63 mm;而到12月水平位移累计为121.30 mm,沉降值累计为69 mm。③A12号监测点3—11月水平位移累计为117.61 mm,沉降值累计为52 mm;而到12月水平位移累计为119.33 mm,沉降值累计为53 mm。该边坡于2013年11月20日灾害治理工作全面完成,从最近两个月监测结果可看出,该边坡各监测点监测值变化均不大,说明边坡目前呈稳定状态。以具有代表性的A7为例,其2012年变化趋势如图1所示。
图1 2012年监测点A7位移变化趋势图
从2013年3月26日起至2013年12月30日的监测数据对比2012年边坡治理施工期监测数据可看出,治理后的边坡位移速度明显放缓,从6月份开始趋于平稳,说明治理效果明显,边坡安全大大提高。2013年监测位移变化趋势如图2所示。
图2 2013年监测点A7位移变化趋势图
四、设计方案探讨与建议
针对监测成果资料分析及目前边坡位移现状,徕卡TS30全站仪监测数据与现场位移变化完全吻合,仪器性能稳定,说明监测数据真实有效;边坡的方案设计是在研究了边坡详细的地质资料及参考了边坡的稳定性分析报告成果的基础上编制而成的,达到了监测的总体目的,能够很好地指导监测工作的顺利实施,总结如下:
1)设计方案把预警值设置为80 mm,而无论是快速滑动期,还是滑动稳定期的监测成果都严重超出,说明最初的预警值设置不严谨。笔者认为应当分别设置不同阶段的预警值,实行预警等级管理机制,借鉴相同边坡的经验,结合现场实际,研究计算出可行的预警值。
2)要认真结合地质、水文、气象及相关研究报告资料,对滑坡体进行全面分析,从而探寻边坡滑坡位移规律,为矿山其他类似高边坡监测提供借鉴。
3)从此次监测工作中,总结了边坡监测的经验与规律,对后期类似矿山边坡监测工作具有参考价值与意义。
[1] 张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005.
[2] 牛长旭.矿山测量学[M].北京:冶金工业出版社,1980.
(本专栏由徕卡测量系统和本刊编辑部共同主办)