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1、山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司二九年十月报告名称：山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告提交单位：山西冶金岩土工程勘察总公司总 经 理：总工程师： 项目负责:技术负责:编 制： 审 核： 目 录一、工程概况1二、作业依据3三、人员组织3四、投入的设备4五、基准点的布设及测量4六、变形监测网的布设6七、野外监测工作7八、变形监测数据处理8九、结论与建议9十、提交的成果15山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 1一、工程概况西气东输 EHM090EHM092 管道位于山西省阳城县八甲口镇蒿峪村村东山脊上。由于该段管道埋设在煤矿采空区的上方，煤
2、矿回采后造成了地形沉陷和裂缝。影响到管道安全的裂缝区域为沿管道走向（1200）长 400m 左右，两侧范围 100120m，即 EHM090EHM092一带。该区地表出露地层主要为较薄的黄土覆盖层和下伏新近系砂页岩组。根据前期调查结果，裂缝形状基本为不规则锯齿状，产状基本垂直，深度不详。主要的几组裂缝为：区：走向 12001300左右，与管道平行或斜交，分布区域长 80 米，宽数米30m，最长的两条长度约为 7080m 左右，其余几条长度约十几米左右，裂缝宽度1015cm，主要部分集中在管道北侧，最近部分离管道仅数米（EHM091 处管道北侧） 。区：走向 12001300左右，与管道平行或斜
3、交，分布在 EHM091+20091+120 管道南侧 78m 至沟边约长宽10020m2范围，裂缝带断续延伸近 100m，裂缝间距 1.52m，裂缝宽度 1520cm。该处有崩塌的危险。区：EHM092-50m 附近 4015m2范围分布有二条长 3040m、裂缝宽 10cm、方向与管道走向基本正交的裂缝。另外，在区和区之间、靠近区管道南侧，稀疏分布有数条长 37m 的短裂缝。受西气东输管道公司山西管理处委托，山西冶金岩土工程勘察总公司于 2007 年 4 月 2 日至 2008 年 5 月 30 日分三期对该区域进行了变形监测。监测结果表明，从 2007 年 4 月 2 日至 2008 年
4、 5 月 30 日，监测区地面变形主要集中在以 EHM091+0mEHM091+40m 为中心的山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 2EHM091-50mEHM091+100m 范围。监测区以垂直沉降变形为主，整体水平位移不大，垂直沉降变形量-590-1012mm，一般-800-1000mm 左右。水平位移最大点 dx=70.5mm，dy=-402.8mm，位移ds=409mm，经投影变换，平行管道方向位移量 364.2(mm)(假定 NW 为正) ，垂直管道方向位移量-186(mm)(假定 NE 为正)。时间上沉降变形主要集中在 2007 年 611 月，以后逐渐
5、趋于平稳。据现场调查，沉降变形时间上可能主要与附近地下采煤相前后对应。2009 年 6、7 月份以来，以 EHM091 一带为主，区裂缝带范围进一步向北西及南东两侧发展，裂缝宽度加大，变形加剧，并且有新的裂缝产生；同时，应力-应变监测也表明管道及地面近期正经历着大的变形过程。这一情况引起了西气东输管道公司的高度重视，为确保管道运行安全，西气东输管道公司组织多方专家几经论证，决定首先对变形段管道进行开挖释放应力，同时进行地面及管道变形监测，根据监测结果于 2009 年 9 月 45 日对裂缝带管道实施了抬管作业并取得圆满成功。受西气东输管道公司山西管理处委托，山西冶金岩土工程勘察总公司承担了本次
6、变形监测任务。本次变形监测项目名称为山西蒿峪村采空区治理工程变形监测 ，监测时间为 2009 年 8 月 4 日至 9 月16 日。监测工作的主要目的是：1、提供及时、准确的地面及管道变形监测数据，并综合分析前期的变形监测资料，为上级领导正确决策提供技术支持。2、为管道抬管设计提供准确的管道沉降基本数据。山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 3根据 CPPE 及专家组西气东输 EHM090EHM092 段采空区临时处理方案 ，本次变形监测的主要任务是：1、增加测线、地形观测点（1）沿管线南侧陡坎下部平行原有、测线新增一条测线，长度范围沟底EHM092，该测线上的测点间
7、距与原有测点间距相同。（2） 、将原有、测线向气流上游延伸至沟底，新增测点间距与原测点相同。（3） 、对原有裂缝继续进行监测。2、增加管道顶部（管表面）观测点（1）开挖管沟 EHM091EHM091-60m 段，开挖到管底。EHM091-60mEHM090 段每 20m 开挖一个探坑，挖至 EHM090 号桩。EHM090 以下的坡体段，每隔 50m 开挖一个探坑，共三个。将现有管顶坐标和新开挖的管顶测点进行测量，建立管道现有状况的纵断面图。（2）对已开挖管段每隔 10m 设置一个观测点（设在管顶）延伸至EHM092+50m 处。观测点的位置应结合原已设定的观测点，原观测点丢失的应尽量在原位置
8、重新设置。3、根据现场工程指挥部要求，监测频率管道监测点每天监测一次，地面监测点每 2 天监测一次；抬管设计时，管道顶部监测点的布设、测量应满足抬管设计要求，监测点间距 5m 左右，管道弯头处监测点加密。二、作业依据山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 4工程测量规范 （GB500262007）全球定位系统（GPS）测量规范 （GB/183142001)山西蒿峪村采空区治理工程变形监测方案 （2009 年 8 月）三、人员组织本次变形监测共投入工程技术人员十名：其中，高级工程师 1 名，工程师 3 人，测工 6 人。四、投入的设备本次施工使用的仪器设备见表 4-1。表
9、 4-1 名 称型 号数量（台）设备状况制造国或产地拥有/租赁全站仪NTS662R1完好国产拥有全站仪GTS7211完好日本拥有水准仪DINI1完好美国拥有GPS 接收机北极星6完好国产拥有便携式计算机联想2完好国产拥有五、基准点的布设及测量二 OO 九年八月三日，经过实地踏勘，原有基准点大部分破坏严重且在沿管线 EHm091EHm092 之间有地面变形和地裂缝现象，需在变形区域以外选择稳固可靠的位置埋设基准点，或选择稳固的岩石基准点。根据区域特点，布设了 4 个基准点，这些点均选在视野开阔，避开仰角大于 15 度的障碍物，相邻基点间的距离在 300 到 500 米之间，有利于变形点的观测。基
10、准点用水泥、石子、沙子按比例配比现场浇灌在深 60cm、长宽各 30cm 的坑内，其中 GPS05 仍然采用原标石。山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 5本测区 GPS 测量的起算数据采用晋城矿务局 C 级控制点大岭村和葛沟，其标石保存完好。外业观测于 2009 年 8 月 4 日采用 6 台北极星9600 接收机以静态方式按照全球定位系统（GPS）测量规范中D 级要求施测。GPS 基线解算和网平差采用随机软件处理，平差后，提供基准点的 54 平面座标，中央子午线采用 111。变形观测时先将各基准点坐标转换为中央子午线 11230，然后将转换后的坐标投影至600 米
11、高程面上。采用三等水准观测方法获得基准点高程。详见基准点平面位置图。GPS 的标称精度为：水平：5mm+1ppm；垂直:6mm+1.5ppm；外业观测采用的技术指标如下：1.卫星高度角15；2.有效观测卫星总数5 颗；3.时段长度60 分钟；4.采样间隔 15 秒；5.点位几何图形强度因子 PDOP8外业观测结束后首先进行数据传输，然后采用随机软件按多时段，自动处理方法求得单基线解，然后对所测得的基线进行闭合差检验，其闭合差全部达到规范中 C 级精度要求。GPS 网平差同样采用随机软件处理，因变形观测对点位相对精度要求较高，为不使 GPS 网约束后发生变形，本 GPS 网平差时仅以大岭为山西蒿
12、峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 6起算数据，另一点葛沟作为检查点进行平差。观测的 GPS 闭合环全部优于规范对限差的要求。观测网平差后的精度为：X 方向最大中误差为 4.4mm，Y 方向最大中误差为 3.2mm。基准点成果见表 5-1。基准点成果表 表 5-1 8 月 4 号观测成果备注点名N（m）E（m）H（m）DL.930.364GG.709.788GPS00.134.885605.5073GPS03.942.816573.1894GPS07.620.835661.8941GPS05.987.850677.4538旧基准点GPS06.269.414700.6898
13、备用点为了进一步检查基准点的坐标精度，8 月 5 日用全站仪复核了GPS00、GPS03、GPS07、GPS05、GPS06 的平面坐标，用水准仪采用三等水准观测方法测得基准点高程，求得的基准点高程见基准点成果表。六、变形监测网的布设根据 CPPE 及专家组西气东输 EHM090EHM092 段采空区临时处理方案的要求，监测点布设分为地面监测点和管道监测点两部分。1、地面监测点沿管线的中心线左右各 1015 米的范围，各布设山西蒿峪村采空区治理工程变形监测报告山西冶金岩土工程勘察总公司 71 条监测线、在山梁南侧沟底布设 1 条监测线，监测点间距 3040m左右，合计 39 点。2、管道监测点
14、在管线上方布设日常监测点 44 个，零时用监测点76 个（根据现场工程指挥部要求，抬管设计时，管道顶部监测点的布设、测量应满足抬管设计要求，监测点间距 5m 左右，管道弯头处监测点加密。设计院计算使用） 。三项共布设监测点 159 个。详见山西蒿峪村采空区治理工程监测点布置图。七、野外监测工作（一） 、监测方法根据工程测量规范 （GB500262007） ，本工程监测等级为四等。根据现场工程指挥部要求，观测频率 2009 年 8 月 6 日起管道上的日常监测点每天监测一次，地面监测点每 2 天监测一次，管道上的零时用监测点根据设计院要求施测。本次监测工作自 2009 年 8 月 6 日开始，至 2009 年 9 月 16 日止共进行了 33 次观测，完成水平位移监测1965 点次、垂直位移监测 1965 点次。见工作量统计表。 监测工作分管道监测点监测和地面监测点监测两部分。管道监测点监测采用 NTS662R 全站仪观测。因管道开挖深度 23m，局部达4m，且开挖长度最终达 350m 以上，因此，每次观测
