雷明明
贵州省建筑设计研究院有限责任公司 贵州贵阳 550000
摘要：GNSS实时自动化及微震监测系统应用于边坡中，实现对边坡进行全局化、自动化、实时化、全天候的监测，并有效的对边坡监测数据进行实时分析及反馈。便于对边坡安全的统一管理、实时监测、全局把控，防患于未然，为人员及财产安全转移提供有效的保障。
关键词：GNSS；自动化；实时化；微震；边坡监测
一、工程概况：
301厂3号制曲生产房后方大二公路边坡位于二合镇301厂外，3号制曲车间西北侧，大二公路边上。边坡长约180m，高约为67m的岩土混合边坡。场地内地层呈单斜构造，地层倾向与地形坡向近乎一致，为顺向坡；由于边坡较高，离旁侧建筑物很近，边坡的稳定性对周边环境影响较大，边坡稳定性必然对临近的构筑物及建筑物安全造成直接的影响。为了保障边坡及周边建、构筑物、人员的安全,及时有效地掌握边坡的变化情况，为厂区的安全作好保障，同时也为边坡治理设计及施工提供指导依据,要求对边坡及周边建筑进行变形监测。
二、作业依据
1、《全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范》GB/T28588-2012
2、《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006
3、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009
4、《建筑变形测量规范》JGJ8-2007
5、《工程测量规范》GB50026-2007
6、《全球定位系统测量规范》GB/T18314-2001
三、目的、用途选择
3.1 基于GNSS实时自动化及微震监测系统监测原理
GNSS一般指全球导航卫星系统。全球导航卫星系统定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量，同时还必须知道用户钟差。全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。
2020年6月我国最后一颗北斗卫星发射完成，我国的北斗全球导航卫星系统正式全面完善并服务。GNSS实时自动化及微震监测系统应用RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术，高精度GNSS处理算法等方法，GNSS可以达到毫米级的地表位移监测精度。
GNSS基准站与各个监测站之间的相对位置关系来确定边坡的变形情况，因此被广泛应用于地质灾害监测、桥梁监测、边坡监测等。
3.2 利用GNSS实时自动化及微震监测系统监测时具有下列优势：?
(1)监测系统测站间无需保持通视：由于GNSS定位时测站间不需要保持通视，因而可使变形监测网的布设更为自由、方便。
(2)监测系统可同时测定监测站的三维数据：采用传统的大地测量方法进行变形监测时，平面位移通常是用方向交汇，距离交汇，全站仪极坐标法等手段来测定；而垂直位移一般采用精密水准测量的方法来测定。水平位移和垂直位移的分别测定增加了工作量。且在山区等地进行崩滑地质灾害监测时，由于地势陡峻，进行精密水准测量也极为困难。
(3)监测系统全天候监测：GNSS测量不受气候条件的限制，在风雪雨雾中仍能进行观测。这一点对于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害监测是非常有利的。?
(4)监测系统实现全系统的自动化：由于GNSS接收机的数据采集工作是自动进行，而且接收机又为用户预备了必要的入口，故用户可以较为方便地把GNSS实时自动化及微震监测系统建成无人值守的全自动化的监测系统。系统不但可保证长期连续运行，而且可大幅度降低变形监测成本，提高监测资料的可靠性。?
(5)监测系统对于一些相对较为危险的监测点，避免了人工在监测过程中出现的安全隐患。
3.3 基于微震的自动化监测
岩体在内、外力或温度变化的作用下，其内部将产生局部弹塑性能集中现象，当能量积聚到某一临界值之后，就会引起岩体微裂隙的产生与扩展，微裂隙的产生与扩展伴随着弹性波或者应力波的释放并在周围岩体内快速传播，这种弹性波在地质上称为微震。
微震微破裂活动是岩质边坡发生失稳破坏的前兆，且滑坡灾变孕育过程中的应力积累、应力释放和应力迁移的演化模式与微震时空分布具有一致的规律性，即大部分具有较高能量释放的微震活动都分布在与边坡主滑移带一致的高应力积累区，而在低应力释放区则微震活动相对平静。
研究表明，岩质边坡失稳与其内部微震活动有着必然联系，微震活动是岩质边坡发生失稳破坏的前兆，失稳边坡内部微破裂演化先于地表位移发生，因此微震可以监测边坡内部的岩石状态，预测滑坡的
图3.1 GNSS实时自动化及微震监测示意图 发生。
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通过对边坡体的微震监测，记录边坡体发生的微震事件，统计发生的频次、能量大小，推演产生微震的破坏岩体位置，可以更早地预测边坡的稳定状况。
通过GNSS位移监测和微震监测成果比对，由里及表，可以更准确、更有效率地预测边坡的稳定状况，这是一个科学的、先进的地质灾害监测预警技术。
3.4 精度等级要求及报警限值
根据现场情况，及时了解边坡的情况，系统对边坡进行稳定分析提供可靠的数据，特对边坡进行三维变形监测。该项目边坡危害性大，边坡底部又有高层建筑物，根据《建筑基坑工程监测技术规范》变形监测等级的适用范围，确定水平位移监测网的等级为二等。
根据《建筑基坑工程监测技术规范》6.2.3和6.3.3的报警精度要求规定具体精度如下：
1、GNSS监测系统水平位移监测的精度要求如下；
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为保证外业观测成果的可靠性和精度，应定期对GNSS监测系统检验，检测结果应满足《全球定位系统测量规范》（GB/T18314-2001）、《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）。
3.5 GNSS监测系统自动化实时监测及微震监测系统控制中心
GNSS实时自动化及微震监测系统的实时性及预警系统的自动化，应用互联网技术，监测数据可以传输至监测信息中心,使得监测者在边坡变形超预警值时，能够及时的获取预警信息，使监测更智能化，更便于管理和指挥，并做出应变响应，及时预防基坑安全事故的发生。
GNSS实时自动化及微震监测系统采用太阳能供电系统，通过太阳光照实现“储存电能?使用电能?再储存电能”的良性循环模式，绿色节能。
结束语
GNSS实时自动化及微震监测系统应用中，代替传统的人工边坡监测方式，对边坡进行全局化、自动化、实时化、全天候的监测，并有效的对边坡监测数据进行实时分析及反馈，便于对边坡安全统一、远程控制、实时监测、自动预警、及时响应等优势。给预防及应急提供了足够的时间及判断依据，提供有效的技术支持，为人员及财产安全转移提供有效的保障。
参考文献
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