1、-第一章 工程概况金岭铁矿位于淄博市境内的张店区、临淄区与桓台县交界处，西距济南110 公里，东至青岛 280 公里。矿区呈西南北东向条带状展布，西南至北东方向长约 20 公里, 东南至西北方向宽约 7 公里，面积约 140 平方公里。金岭铁矿矿部坐落在淄博市张店区中埠镇境内，矿属的铁山分矿、选矿厂、机械厂、水泥厂以及其它生产辅助单位、工人新村与主要社区服务单位均设于此地；召口分矿位于矿部的东北方，坐落在淄博市临淄区召口乡境内，距离金岭铁矿矿部约 6 公里；侯庄分矿位于矿部西北方，坐落在张店区与桓台县交界处的侯庄乡境内，距离金岭铁矿矿部约 9.5 公里。金岭铁矿交通条件优越。胶济铁路与 309
2、 国道从矿区南侧通过，济青（济南青岛）高速公路纵贯矿区东西，东、西两侧分别有辛桓（辛店桓台）公路和 205 国道，矿区至淄博火车站 15 公里，至金岭镇火车站 7 公里，有铁路支线相通，可直达济南、青岛、烟台、潍坊、滨洲等省内主要城市，贸易往来、交通运输十分方便。矿区至淄博市政府所在地张店以及矿区内部都有公路相通，交通便利。区域气候属北温带大陆季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。年内主导风向为南南西和南西。多年平均气温为 12.9，历年最高气温为42.1，最低气温为23。19862000 年，最高气温为 40，最低气温为18，平均气温 13.6。降水多集中于 69 月份，据气象资料
3、显示，1986 年以来，年最大降水量为 856.2 毫米，年最小降水量为 250.9 毫米，月最大降水量为 363.8 毫米，月最小降水量为零，历年平均降水量为 595.89 毫米。多年平均相对湿度为 61%，平均蒸发量为 2080.46 毫米，平均气压为 1012.7 百帕。全矿由铁山矿床、北金召矿床、北金召北矿床、侯家庄矿床、王旺庄矿床以及东召口矿床等大小十几个矿床组成，已探明生产矿区铁矿石地质储量 5015 万吨，其中：工业储量 3907 万吨，远景储量 1108 万吨。矿区主要含水层为中奥陶统-灰岩及第四系砂卵石层，水平富水性不均匀，剖面上富水性呈上强下弱之式，水源补给不充分，以静储量
4、为主。-第二章 变形点的分类情况按照工程测量规范的要求第 9.1.3 条 变形测量点，宜分为基准点、工作基点和变形观测点。其布设应符合下列要求：1)每个工程至少应有 2-3 个稳固可靠的点作为基准点；2)工作基点应选在比较稳定的位置。对通视条件较好或观测项目较少的工程，可不设立工作基点，在基准点上直接测定变形观测点；3)变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置。 工作基点应选在位置牢固、点位可靠、距测区不超过两千米的地方。由于监测体的滑动、坍塌，部分点位可能在监测过程中被破坏，同一个监测体上的点位变形大小、方向可能有差异，因此，可以采用双工作基点法对一个点同时监测，不同监测点间不发生计算
5、上的矢量关系。因为本次变形监测中基准点和工作基点上要建立 GPS 网，所以基准点与工作基点的布设还需要满足 GPS 点的布设原则：1)周围应便于安置接收设备和操作，视野开阔，视场内障碍物的高度角不宜超过 ；152)远离大功率的无线电发射源（如电视台、电台、微波站等），其距离不小于200m；远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于 50m；3)附近不应有强烈反射卫星信号的物件（如大型建筑物等）；4)交通方便，且有利于其他测量手段的扩展和联测；5)地面基础稳定，易于点的保存；6)AA、A、B 级 GPS 点，应选在能长期保存的地点；7)充分利用符合要求的旧有控制点；8)选站时应尽可能
6、使测站附近的小环境（地形、地貌和植被等）与周围的大环境保持一致，以减少气象元素的代表性误差。结合工程实际条件，本次变形监测布设2个基准点，4个工作基点和58个变形点。点位布设如下图3-1所示：-监测网由2个基准点B1、B2和4个工作基点G1、G2 、G3 ，G4组成，网中独立基线有：B1-B2、B1-G1、B1-G2 、B1-G3、B1-G4、G3-B2 、G1-G3 、G3-G2、G3-G4、G1-B2、G1-G2、G1-G4 、G4-G2、G4-B2，B2-G2。其中最长基线B1-G2的长度为1950m，最短基线G1-G4的长度为627m，均小于20km ，所以每两个相邻网点必须进行同步观
7、测。同时，对于网形强度不好的同步观测应该予以剔除，因为这样的同步观测四台接收机上的公共卫星数目往往达不到要求，所测出来的数据是不可靠的。因此，在同步观测方案设计中，应尽量避免有三点近似在一条直线上的情况。 为了减少工作量，可以合理设计观测时段的顺序，使两相邻观测时段只需搬站一次或两次。通过严密分析，设计GPS测量方案如表3.3GPS测量方案表3.3观测序号 接收机的布设点位 采样间隔 观测时段1 B1、B2、G1、G42 B1、B2、G1、G33 B1、B2、G3、G44 B1、B2、G3、G25 B2、G1、G4、G26 B1、B2、G4、G27 B1、G3、G4、G28 B1、G1、G3、
8、G29 B1、G3、G4、G130S 240min根据与相似工程类比，预计本次GPS测量中基准点中误差在2mm左右，工作基点的大地高测量中误差在2-3mm，能够满足局部变形监测技术规范的要求。按照该测量方案构成的GPS 网形如图3-2 所示：-按照中华人民共和国国家标准三、四等水准测量规范第9.3.1条 垂直位移的监测网，可布设成闭合环、结点或附合水准路线等形式。第3.2.2条 水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：1）水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1型不应超过15 ，DS3型不应超过20；2）水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺
9、，不应超过0.5mm；第3.2.3条 水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。墙水准点应设于稳定的建筑物上，点位应便于寻找、保存和引测。在一个测区内至少应有3个水准点。水准点间的距离，一般地区应为13km ，工厂区宜小于1km。第3.2.4条 各等级的水准点，应埋设水准标石。第3.2.5条 各等级的水准点，应绘制点之记，必要时设置指示桩。第3.2.6条 水准观测应在标石埋设稳定后进行。三等水准测量每公里水准测量偶然中误差和全中误差分别为3.0mm、6.0mm路线长度不大于50km。三等水准测量允许的视线长度应不大于75m，单站前后视距不等差应小于等于2m，测段累计前后视距不等差应小
10、于等于5m。采用中丝读数法测量时，同尺黑红面读数差应小于 2mm，同站黑红面所测高差之差因小于3mm。一个测段的往测和返测，其仪器设站数均应为偶数，由往测转向返测时，两水准尺必须互换位置，以消除由于水准尺带来的误差。计算高程时，中间转点高程可以不计算，只计算需要复测和引测的水准点高程，各水准点高程记至毫米，采用“四舍六入，五看奇偶，奇进偶不进”的原则。工作间歇时，应选择两个坚实可靠的固定点作为间歇点，在间歇点上做上标记，间歇后应进行检测。-第三章 变形监测网的质量标准用什么标准来衡量监测网的质量的好坏，不仅取决于工程的性质和要求，而且取决于标准的制定是否合理。通常用一些数值指标来描述，即如下
11、4 类质量指标：精度，可靠性，灵敏性和经济。3.1 控制网的精度分析精度指标是描述误差分布的离散程度的一种量度，常用方差或均方差来描述。对于一般的控制网，均可以用高斯马尔柯夫模型来描述。公式（1-1）nt2 210 0ELXDQPA 式中 L 是 n 维观测向量（通常选择控制网中待定点的高程或坐标作为未知参数），A 为系数矩阵， =P 为权阵， 为单位权方差，D(L)和 E(L)分别为120L 的方差和数学期望。未知参数的方差阵 Dxx 或协因数阵 Qxx 在控制网的精度评定中起着非常重要的作用，所需的各种精度指标都可以由它导出来。因此，可以认为 Dxx 或Qxx 包含了控制网的全部精度信息，
12、我们称它为控制网的精度矩阵。显然，用精度矩阵就可以完整地描述控制网的精度情况。但是，就实际应用来说，这样做会带来一些不便，因为我们很难直接的将两个不同的精度矩阵进行比较，从而判别出哪个精度高哪个精度低，我们需要抽取精度矩阵的一部分信息，定义一些数值指标，由此来作为比较精度高低的标准。3.2 控制网的可靠性指标可靠性是指控制网探测观测值粗差和抵抗残存粗差对平差成果影响的能力，它分为内部可靠性和外部可靠性。内部可靠性是指某一观测值中至少必须出现多大的粗差 （下界值），才能以所给定的检验功效 在显著水平 的统计il0检验中被发现。外部可靠性是指无法探测出来（小于 ）而保留在观测数据il中的残存粗差对
13、平差结果的影响。由于内、外可靠性均与多余观测分量 有关，ir-当显著水平 和检验功效 一定时，它们完全随多余观测分量的变化而变0化。因此，多余观测分量可以作为评价内、外部可靠性的公共指标。当多余观测分量 较大时，其内、外部可靠性也一定较好，反之亦然。多余观测分量ir不仅代表了该观测值在总的多余观测中所占的地位，而且也可以作为可靠性i评价中的一个重要量度局部可靠性。同样，多余观测数愈大，表明其对发现粗差愈有利。我们也可以用多余观测的平均值作为另一可靠性量度整体可靠性指标，其公式为：公 式 （ 1-2）vtrQPrn在控制网设计阶段，根据网的类型，能够对观测值起良好控制的网，其多余观测分量应该满足
14、： 0.20.5 ir3.3 控制网的灵敏度指标变形监测网的灵敏度是用来描述监测网发现变形体在某一特定方向上的变形的能力。因此，灵敏度可作为变形监测网的主要质量指标。当网中点只有部分点或单点可能发生变动时，可只对动点进行 检验，从而得出网的局部灵敏2度与单点灵敏度。第四章 观测周期观测时段和周期的设计针对观测时段和周期，可以将工程及工程变形的性质（如剧烈变化、连续较快变化、长时期的缓慢变化等）结合起来，作出有利用于实现分析成果和监测意图的最佳观测周期，结合目前天空的卫星分布情况，分析卫星的健康状况，对时段的长短、白天或黑夜、气象等外界因素的综合分析，得出最佳的观测时段。平面和高程监测网，应定期
15、检测。建网初期，宜每半年检测一次；点位稳定后，检测周期可适当延长。当对变形成果发生怀疑时，应随时进行检核。制定变形观测方案之前，需要详尽地调查工程的地质条件和周围的环境，也要全面地考虑观测的成本、成果的精度和可靠性。根据工程的实际条件，确定合理的观测精度，选择合适的方法和观测仪器。确定合理的观测精度是非常重要的，既要能便于变形分析和及时发现危险变形，又能使费用降到最低，这就需要对变形监测网进行优化设计。变形监测一般要在变形体上布设变形点，在变形影响范围之外布设基准点，合适的时候也可以布设工作基点。点位的布设必须安全、可靠，便于长期监测。在敏感区域和变形特征较为严重的地区要适当的多布变形点，在危险区域要尽量避免人员进入，最好用航空摄影测量或者遥感摄影测量进行监测。变形监测的周期取决于变形的大小、速度以及观测的目的。当变形量较大时，应增大监测频率；当变形量减小或趋于稳定时，可适量减小监测频率。变形监测所采用的仪器要根据精度要求和实际条件来定，一般用于变形监测网的仪器精度都要求比较高，基准点的精度要比变形点的精度高。
