地面沉降的监测技术及治理措施
勘察设计中的地表沉降监测技术
根据监测数据，及时发现并处理 了采矿作业中存在的安全隐患， 有效避免了地质灾害的发生。
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勘察设计中的地表沉 降监测技术
汇报人：可编辑 2024-01-09
• 引言 • 地表沉降监测技术概述 • 勘察设计中的地表沉降监测技术 • 地表沉降监测技术的发展趋势 • 案例分析
目录
01
引言
主题背景
地表沉降是地质工程中常见的问 题，它可能由地下水开采、地质 构造变化、地下工程活动等多种
因素引起。
监测结果
经过数据分析，发现部分路段存在沉降超标 的情况，及时采取措施进行加固处理。
案例三：某采矿区域的地表沉降监测
01
监测目的
对某采矿区域的地表沉降进行实 时监测，确保采矿作业安全，预 防地质灾害对周边居民的影响。
监测方法
02
03
监测结果
采用地质雷达、钻孔测斜和分层 沉降仪等设备，对采矿区域的地 表沉降进行全面监测。
设计参数优化
通过分析监测数据，可以优化设计方案中的相关 参数，如基础结构、地基处理等，提高工程的安 全性和稳定性。
勘察设计中地表沉降监测的挑战与解决方案
数据处理与分析
地表沉降监测涉及大量数据，如何高效地处理和分析数据是关键 挑战之一。解决方案包括采用自动化和智能化的数据处理软件和
算法。
监测精度与可靠性
03
监测技术还可以为地质工程研究提供宝贵的数据资 料，促进学科发展。
02
地表沉降监测技术概述
监测技术种类
地面沉降监测
地下水位监测
通过在地表设置监测点，利用水准仪、全 站仪等设备测量地表高程变化，以评估地 表沉降程度。
通过在地下设置水位观测井，使用水位计 等设备监测地下水位变化，分析地下水对 地表沉降的影响。
地面沉降和地裂缝的评估与防治
降。这类地面沉降多为区域性的，在一定条件下随沉降伴生地裂缝。 洞穴塌陷包括岩溶塌陷和地下采掘洞穴塌陷，塌陷的范围局限于洞穴 和地下洞室的影响带。 （1）区域性地面沉降 （2）岩溶塌陷地面沉降 （3）地下采空区塌陷地面沉降
主要危害
（1）地面沉降及地裂缝会造成建筑物的直接破坏，如 房屋、桥梁破裂跨塌，地下管道、通道的断裂和破损 等。
S黏1ave0 •Dp•H
① ②黏 粉土 细1砂2，m，15现m地下S水位黏地表D下pE1•0mH
③粉质黏土，27m。15年S后水位S地黏 表下4S0m砂
④细中砂，7m
⑤粉质黏土，18m
⑥黏质粉土，7m
⑦页岩，50m
水 压 力 为 ： 1tf/㎡ =10kPa=0.01Mpa
第
1 层 沉 降 量 ： S1
地层资料及有关参数 表 6.5.3.1
层序 岩性 层 厚 层底埋 物理力学指标
备注
（m） 深（m） g (kN / m 3 ) e
a (MPa -1 ) E(MP
a)
1
粉土
12
12
18
086 0.332
5.6 目 前 地 下
2
粉细砂 15
27
17.5
12.0 水 位 为 地
3
黏 质 粉 27
54
18.6
在大多数情况下，这种压密可以认为是一维的。压密的时间延滞将随土层的透水性而
u 异。此压密过程一般仍近似采用Terzaghif 的经典固结方程表示，即：
p(suf)(uw 讲-u 义f)
u t
c0
2u z 2
8.2.3 地面沉降预测及估算方法 1．预测地面沉降的前提条件 (1) 查明场地的工程地质，水文地质条件，划分压缩层和含水层。 (2)进行室内外测试，取得抽水压密试验，渗透试验、前期固结试验、流变试
地面沉降问题及其监测方法小结汇总
地面沉降问题及其监测方法小结汇总地面沉降，这个看似陌生的词汇，却在不知不觉中影响着我们的生活。
简单来说，地面沉降就是指地面在垂直方向上发生的下沉现象。
它可不是个小问题，可能会给我们带来一系列的麻烦，比如建筑物倾斜、地下管道破裂、洪涝灾害加剧等等。
那地面沉降究竟是怎么回事？又有哪些有效的监测方法呢？接下来咱们就好好说道说道。
地面沉降的原因有很多，其中主要的包括自然因素和人为因素。
自然因素方面，地壳运动是一个重要原因。
在漫长的地质历史中，地壳一直在不断运动，有时会导致地面的缓慢下沉。
此外，松散地层的自然固结也可能引起地面沉降。
比如在一些沉积平原地区，由于沉积物的压实和排水，地面会逐渐降低。
然而，在现代社会，人为因素对地面沉降的影响越来越显著。
地下水的过度开采就是其中最常见的一个。
地下水就像地下的一个巨大水库，当我们抽取的速度远远大于它自然补充的速度时，地下水位就会下降，导致土层中的孔隙水压力减小，土颗粒之间的有效应力增加，从而引起土层压缩，地面也就跟着沉降了。
除了地下水开采，大规模的城市建设也是地面沉降的一个诱因。
高楼大厦、地铁、地下停车场等工程的建设，会给地面施加巨大的压力，导致地基土层发生压缩变形。
另外，矿产资源的开采，比如煤炭、石油、天然气等，如果开采方式不当或者开采后没有进行有效的回填，也会引发地面沉降。
地面沉降带来的危害可不小。
首先，它会对建筑物造成损害。
地面下沉会导致建筑物的基础不均匀沉降，从而使建筑物倾斜、开裂，甚至倒塌，严重威胁着人们的生命财产安全。
其次，地面沉降会影响地下管道的正常运行。
地下管道随着地面一起下沉，可能会发生弯曲、破裂，导致供水、供气、排水等系统出现故障，影响城市的正常运转。
再者，地面沉降还会加剧洪涝灾害。
由于地面下沉，一些地区的地势变得更低洼，在暴雨等极端天气时，更容易积水，增加了洪涝灾害的风险。
为了及时发现和掌握地面沉降的情况，采取有效的防治措施，监测工作就显得尤为重要。
地面沉降的监测技术及治理措施
地面沉降的监测技术及治理措施摘要:地面沉降量增加过快大会易造成各种建筑物大量下沉、地下电缆管道大面积破损、洪涝地震等各类灾害持续加剧蔓延等的一系列突出问题,给整个国民经济安全造成极为巨大潜在的严重损失。
针对当前上述严峻问题,结合前人多年收集的各种研究报告资料,本文着重对区域地面的沉降特征进行开展了进一步深入系统研究,综合与评价验证了各地现有成熟的各种地面异常沉降特征预测体系及各种监测分析技术,并着重根据各不同地区地面反常沉降行为的主要特性,提出有了具体针对性可行的综合预防应对策略措施及相关治理工作措施,对加强地面超常沉降预防治理应对工作都有着一定价值的借鉴参考意义。
关键词:地面沉降，监测技术，治理措施1地面沉降相关的监测技术概括1.1 常用的地面沉降监测技术大范围监测技术水准测量站1~5技术较为可靠、成熟,高程测点系统存在较大失效的可能性,集成化、自动化应用程度比较低,不能满足大规模信息化的监测工作需求全球定位系统(GPS)1~10点式监测,集成化、自动化运用程度很高,布设和密度相对较低,成本投入较偏高合成孔径干涉仪雷达(InSAR)1~20分布式光纤连续面监测,集成化、自动化及控制一体化程度要比较高,成本要求比较高,精度要求易受地面农作物等环境因素干扰等的影响分布式光纤0.01精度高、效率比较高,性能要成熟和可靠,自动化系统集成标准化程度要求很高,施工技术方法比较简便,成本要稳定和可控,脆弱和易剪断,安全可靠存在应变折减小地尺度范围变形监测新技术分层标0.1点式变形监测,可实现分别实现对地层不同变形类型地层剖面的压缩和变形(膨胀)的测量数据及动态监测,实施应用时难度一般稍嫌大,成本要求亦较高基岩标0.1点式形变监测,数据可靠性能力更要求强,传感采集点密度也一般都较低,实施工作中技术难度都比较之大,成本较高。
1.2SBAS⁃InSAR技术SBAS监测技术是指一项是由Beradino等人团队在于2002年时所首先提出来使用的一种基于时间序列分析技术的InSAR监测方法[详见图表12页]。
地面沉降监测与防治技术规程
地面沉降监测与防治技术规程
地面沉降监测与防治技术规程是为了监测和防治地面沉降问题而制定的一套技术标准和规范。
该规程包括了监测和测量地面沉降的方法和技术，以及预测、评估和预防地面沉降的技术措施。
地面沉降是指地表或地下土层下沉或下降的现象。
它可能是由于地下水开采、土地开发、地下工程施工、地震等原因引起的。
地面沉降会给建筑物、交通运输、水利设施等基础设施造成损害和影响，因此对地面沉降进行监测和防治是非常重要的。
地面沉降监测与防治技术规程主要包括以下内容：
1. 地面沉降监测方法：包括测量点的选择和布设、测量仪器和设备的选择和使用、测量数据的处理和分析等。
2. 地面沉降预测和评估方法：通过历史数据和模型推算等方法，对未来地面沉降进行预测和评估，以便采取相应的防治措施。
3. 地面沉降防治技术：包括基础设施的设计和施工、地下水管理、土壤处理等措施，以减轻地面沉降的影响或防止地面沉降的发生。
4. 地面沉降监测与防治管理：包括监测数据的管理和维护、防治措施的执行和
监督等管理方面的内容。
地面沉降监测与防治技术规程的制定和实施，有助于提高地面沉降问题的预测和评估能力，确保基础设施的安全和可持续发展。
同时，它也为相关部门和企业提供了技术指导和操作规范，以保障公共安全和环境保护。
市政工程顶管施工路面沉降监测及防治方案及措施
市政工程顶管施工路面沉降监测及防治施工方案1、建设工程路面沉降监测1.1一般规定1.1.1建设工程因施工建设或运营诱发的周围区域地面沉降，应在地面沉降影响范围内进行监测工作。
1.1.2监测前应进行现场踏勘，收集相关资料，根据相关规范、规程编制监测方案。
1.1.3地面沉降监测成果应进行检查验收，并编制检查验收报告。
1.2监测方案1.2.1监测方案编制前，应对拟建场地进行现场调查，并收集下列资料：场地工程勘察成果报告；地面沉降危险性评估报告；工程设计、施工相关资料。
1.2.2监测方案宜包括下列内容：工程概况（包括工程类型、水文地质工程地质条件概况、工程设计和施工方案概况及工程周围重点保护对象等）；监测方案编制依据；监测范围；监测项目；监测网（点）布设；监测方法与技术要求；监测频率；监测预警；监测成果及监测报告主要内容；监测仪器设备和监测人员组成。
1.3监测范围1.3.1监测范围应依据建设工程地面沉降危险性评估等级、工程类型和特点及周边环境条件确定。
1.3.2根据监测目的、任务的不同，监测范围宜划分为常规监测区和重点控制区。
无地面沉降危险性评估资料时，可参考表 1.3.1 确定。
表 1.3.1 建设工程诱发地面沉降监测范围分区表注：表中H为基坑开挖深度；D为隧道底板埋深， C 为隧道外径。
1.3.3常规监测区范围内的监测工作应符合现行上海市相关工程建设规范或相关行业标准的规定。
1.3.4建设工程出现突涌、流砂等问题时，监测范围应适当扩大，1.1.1监测项目一般分为地面沉降监测、土体分层沉降监测、地下水位监测、降排水量监测等。
1.1.2监测项目宜依据建设工程类型进行选择，也可参照表1.4.2执行。
表 1.4.2 监测项目表注：√应测项目；〇选测项目。
1.5监测网（点）布设1.5.1水准控制网布设建设工程地面沉降监测区域外应布设一等、二等水准控制网，水准控制网由基准点组成。
基准点设置应符合下列要求：1）基准点应在施工之前布设，宜布设在监测区域之外可靠位置，观测稳定后，方可投入使用；2）基准点不宜少于3 个；3）可选用建设工程场址区附近的基岩标或不受建设工程影响的分层标作为基准点；4）监测期间，应采取有效保护措施，确保其正常使用。
矿山开采过程中地面沉降监测与防控
矿山开采过程中地面沉降监测与防控在当今的工业发展中，矿山开采是获取各类矿产资源的重要手段。
然而，这一过程往往伴随着一系列环境和地质问题，其中地面沉降便是一个不容忽视的严峻挑战。
地面沉降不仅会对周边的生态环境造成破坏，还可能威胁到人民的生命财产安全以及社会的可持续发展。
因此，对矿山开采过程中的地面沉降进行有效的监测与防控具有极其重要的意义。
矿山开采导致地面沉降的原因是多方面的。
首先，大规模的地下开采活动会破坏原有的地质结构和岩石力学平衡。
当大量的矿石被采掘出来后，地下形成了巨大的空洞，上方的岩层失去了支撑，从而在重力作用下逐渐下沉。
其次，地下水的过度抽取也是一个重要因素。
在矿山开采中，为了降低地下水位、方便开采作业，常常会大量抽取地下水。
这会导致含水层的水压下降，土层压缩，进而引发地面沉降。
此外，开采过程中的爆破、挖掘等活动产生的震动和应力变化，也会加速岩层的变形和地面的沉降。
为了及时掌握地面沉降的情况，有效的监测手段必不可少。
目前，常用的监测方法包括水准测量、GPS 测量、InSAR 技术等。
水准测量是一种传统但可靠的方法，通过定期测量地面上不同点的高程变化来监测沉降情况。
然而，这种方法工作量大，效率较低。
GPS 测量则具有高精度、全天候、自动化等优点，可以实时获取监测点的三维坐标变化，但其成本相对较高。
InSAR 技术是一种新兴的遥感监测手段，通过对不同时期的雷达影像进行处理和分析，能够大面积、高精度地监测地面沉降，但其在复杂地形和植被覆盖地区的应用受到一定限制。
在实际的监测工作中，通常会根据具体情况选择一种或多种监测方法相结合，以达到最佳的监测效果。
例如，在沉降范围较大、地形较为平坦的区域，可以采用 InSAR 技术进行初步监测，发现异常区域后再利用水准测量或 GPS 测量进行详细监测。
同时，为了保证监测数据的准确性和可靠性，还需要建立完善的监测网络和质量控制体系。
监测点的布置应具有代表性和均匀性，能够覆盖整个开采区域和可能受到影响的周边区域。
滨州市地面沉降现状简析及其防治措施
滨州市地面沉降现状简析及其防治措施地面沉降是环境地质研究的主要内容之一，本文通过对滨州市地下水降落漏斗区地面沉降观测数据进行综合研究，并结合全区的地下水下降情况，对地面沉降的防治措施提出几点参考意见。
标签：地下水降落漏斗地面沉降防治地面沉降是一种由人类工程经济活动引发的地质灾害，是自然和人为因素综合影响的结果，一旦产生必将给城市建设带来严重的影响和危害。
1深层地下水降落漏斗区地面沉降现状滨州市从上世纪60年代末开始大量开采深层地下水，至本世纪初形成了以滨城和博兴为中心的两个地下水降落漏斗。
滨州市地面沉降测量工作于2005年展开，首先在深层地下水开发利用较高的滨城和博兴布设了一纵两横三条剖面。
对滨州多年的地下水水位动态监测数据及地面沉降监测资料综合分析发现，沉降量的大小变化与水位埋深值的变化是基本一致的。
因此确定深层地下水的过度开发利用是引起地面沉降的主要因素。
根据2008年及2012年复测结果（图1、图2）可以看出，所有观测点均有不同程度的下降，年平均下降幅度27.4mm，地面沉降的范围从城市逐渐延伸到农村，并形成了城乡连为一体的片状分布。
其中以博兴县城为中心（JQ59）的沉降区，87个月累计沉降量-432mm，平均年沉降速率-59.6mm，比05～08年之间的年沉降速率增大了5.2mm/a，该沉降区已与东边的广饶沉降区连为一体，被-200mm沉降线包围；滨州市滨城区为中心（B29）的沉降区，87个月累计沉降量-361mm，平均年沉降速率-49.8mm，比05～08年之间的年沉降速率57.8mm减缓了8mm/a。
从地理方位上来看，博兴县城东部的沉降量大于西部，南部的沉降量大于北部（见图2～3）。
2滨州市地面沉降现状推测根据地面沉降影响因素和形成机制分析，深层地下水水位降低引起土层压密固结，是导致区内地面沉降的主要因素。
区内存在这不同程度的地下水和石油、天然气的开采活动。
以上区域的地质条件与滨城区和博兴县相似，目前虽未进行实地测量工作，但根据工程地质类比法，这些区域毫无疑问也会产生不同程度的地面沉降，只是由于这些地方远离人口密集地带，地面沉降带来的危害尚不明显，尚未引起人们的高度重视而已。
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地面沉降的监测技术及治理措施
摘要：地面沉降是城市中常见的地质灾害，在人类建设活动及自然环境的共
同作用下，地壳表层土体出现了不同程度的沉降现象，导致不同地区地面的高度
有所下降，形成了难以逆转的地质问题。
通常情况下，地面沉降的共有表现为持
续时间较长，发展比较缓慢，区域影响较大，产生的原因复杂和治理问题多等，
沉降的长期存在对城市建设、交通运输、资源调度、经济发展和居住环境造成了
巨大的威胁。
本文主要分析地面沉降的监测技术及治理措施。
关键词：地面沉降；监测技术；沉降预测；治理措施
引言
目前，很多学者开展了一系列的地面沉降分析工作，地面沉降的治理工作也
有了一定成效，但未能有效控制其继续恶化的趋势，面对如此严峻的沉降问题，
日后的研究工作开展仍十分困难。
随着地面沉降问题的日益严重，为防止地面沉
降导致巨额损失，有必要对此展开深入研究。
1、地面沉降监测技术分析
因地面沉降监测范围有所差异，监测技术包括大范围监测技术和小范围监测
技术。
大范围监测技术通常包括全球定位系统（GPS）、合成孔径干涉雷达（InSAR）、分布式光纤传感技术以及水准测量等。
GPS监测技术是利用人造卫星
对一个指定的测量地点进行三边测量定位，根据测量定位获得的地面高程数据实
现地面沉降监测。
InSAR监测技术是沉降监测的先进技术，通过对固定点测得干
涉图像和波形信号，模拟出测量点的三维模型特征，然后比较SAR图像的相位差
获得干涉条纹，进而得出测量点高程数据的变化，达到沉降监测目的。
多年以来，分布式光纤传感技术已成为国际区域光纤通信成果中新型的研究方法，通过使用
先进的光时域反射仪（OTDR），把光纤当作传感元件，发挥其在传输过程中的介
质特性，研究光纤在各个区域的温度和应变分布规律，完善沉降监测方法。
小范
围监测技术包括常见的水准测量、基岩标及分层标等方法。
其中，水准测量也被
称作几何水准测量，该方法是通过水准尺和水准仪2种仪器来测量地面上不同点
之间的高差关系，保证在某个区域内沉降监测能得到满足要求的监测精度。
分层
标和基岩标监测技术则将基岩面作为水准点，采用埋设分层标和基岩标的方式得
到各土层压缩（膨胀）量等数据，经分析求解各个土层的变形量和地面沉降量。
2、新时期地理国情监测需要面向三维发展
现实世界是一个三维空间，过去受到技术手段的限制，在这种空间中，对世
界的多维理解是以一维的方式表达的。
高山湖草是一个相互作用、相互制约的生
命共同体，旨在实现山地湖和森林湖草的全面保护、系统恢复和综合管理，必须
遵守自然生态系统综合、系统和客观规律的要求。
调查和监测数据的集中管理必
须以基本测绘结果和各类自然资源调查的监测数据为基础，并建立空间-时间三
维数据库和自然资源管理系统。
自然资源调查监测系统逐步发展为三个层面，自
然资源管理和生态文明建设需要三维信息，而地理监测需要三维特征来满足精细
管理的需要。
在这一阶段，诸如制图卫星遥感、空中摄影测量和激光雷达等数据
收集和监测工具正在迅速发展，并与云计算、物体因特网和人工智能等新技术紧
密结合，从而能够利用这些工具描述和管理自然资源。
3、构建融合地面沉降监测的地理国情监测体系思考
3.1加强组织管理和协调
我国部分地区通过建立专有的管理部门，重点关注地面沉降的防治工作，落
实减轻地面沉降灾害所需要的费用。
虽然部分地区开始规划地质灾害防治方法，
并编制相关工作大纲，但针对沉降所开展的专项规划仍然较少，难以整合地面沉
降防治工作的多方资源。
因此，应针对不同的城市特点，结合城市规划实际情况，编写适用于不同地面沉降问题的治理规划。
同时，需要有法律法规推进地面沉降
的防治规划工作顺利开展，给实际实施过程提供支撑依据和效果保障。
尤其是多
职能部门（如国土、环保、水利等）交叉配合的区域，存在协调和管理难度较大
的问题，急需建立法律法规来保障防治工作实施。
建立健全立法工作是加速各区
域和城市沉降防治规划的关键环节，可以将沉降防治工作纳入法制化管理。
当发
生大范围的地面沉降时，常涉及多个区域，仅仅通过单个行政区域采取措施难以
达到防治效果。
因此，各区域之间的有效协调和配合显得尤为关键，需加强各区
域的联合调度，灵活管理各区域的协同工作。
为了给地面沉降的防治措施提供科
学的参考依据，仍需搭建全面的沉降防治网络监测系统，并动态观测地面形态变
化和地下水的活动情况。
3.2防护措施
地面沉降常常会导致工程建筑出现不均匀沉降现象，因沉降区域的地面标高
不断下降，引发海水入侵内陆、积蓄洪水出现洪涝等次生灾害。
为解决沉降的次
生灾害，通常采用的治理方法有新修或者加高、加固防洪堤、防潮堤、防洪闸等，以辅助河道的疏导疏浚等措施，并通过新建排洪排涝建筑物、抬高建设区域高度、提高地下管网的强度及刚度等方式来缓解危害。
在实际城镇建设中从源头防治地
面沉降，应统一规划水资源的调配，严格把控自然环境与水环境的适应性和协同性，避免盲目开采固体矿产、地下水等地下资源，保证各区域地质环境及条件的
稳定性。
在项目规划期间，新建或者扩建项目中如果出现对沉降较敏感的区域，
建议最好远离地面沉降严重的区域，对可能发生沉降的危险区域应予以关注。
原
则上，应将城镇供水区域布置在离工程建设区较远的位置，考虑布置在地质及水
文条件上对建筑物影响不大的区域，以免带来不必要的问题。
3.3三维地理国情监测支撑自然资源管理的思考
综合监测地面沉降物是地理监测三维性质的一个重要表现，可以更有效和更
广泛地支持自然资源管理。
不同类型自然资源的地理位置和空间分布可作为进行
资产价值评估、自然资源分类和价格评估的科学分析和评估的参考；(b)为自然
资源开发、土地利用和土地利用的监测、评估和预警以及城乡规划管理提供更科学、更直观的三维空间；(b)提供关于可耕地、林地、草原、湿地等的物理界限、高度和变化的准确资料。
以及核心永久性农田的划定、保护和管理；实时监测和
分析地质灾害预防和管理数据，为监测矿产资源安全而对空间位置变化发出预警，并对过度开采地下水和开采矿产资源所造成的陆基矿床进行有效监管为综合土地
空间规划、土地恢复和恢复、管理矿山地质环境恢复、沿海地区和岛屿恢复以及
监测和执行非法除污工作提供重要的基准。
结束语
地面沉降的发生过程是不可逆的，一旦形成便难以恢复。
通过大量的研究及资料分析发现，严重的地面沉降及其造成的灾害将对经济发展、城市建设、交通运输、环境保护和人民生活造成巨大影响。
本文对地面沉降监测技术、预测方法及治理措施进行了深入的研究，指出为减少地面沉降带来的危害，需全面、综合地对不同区域的地面沉降进行监测管理，并对地面沉降治理措施展开基础理论和应用实践研究，并统筹规划城镇建设，加强地面形态的长期观测及源头防治，为科学制定沉降治理措施提供依据。
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