雷达技术支持下的福州市地铁沿线形变监测

近年来,由于地铁等地下工程大规模的建设产生了严重的地表沉降,从而诱发许多地质灾害,严重阻碍了中国城市化进程。因此,采用高精度雷达监测技术,对城市地质灾害监测及风险评估具有重要意义。本文利用SBAS-InSAR技术,基于24景X波段TerraSAR数据和32景C波段Sentinel-1数据,时间跨度分别为2013年7月至2015年8月、2015年7月至2018年2月,对地铁建设完成后的福州市区地表沉降进行长时间系列形变监测。监测结果表明,研究区域内的最大沉降速率为-12 mm/a,在整个观测周期内发现了8个沉降漏斗。并对这些区域进行进一步的时间序列分析,其中有3个区域呈现出地质灾害初期的特征,并且地表沉降存在进一步加剧的可能。     

黄土填方区地表沉降时序InSAR监测分析

“削山填沟造地”等岩土工程在湿陷性黄土沟壑地区屡见不鲜,掌握填方区沉降情况具有重要意义。本文收集了2017年11月—2020年12月获取的56景TerraSAR-X StripMap模式影像,利用时序InSAR技术监测了陕北某湿陷性黄土填方地基工程的沉降信息,并与2017年11月—2020年12月期间监测区3个水准点的沉降测量结果比对。结果表明,在填方区地表以沉降为主,在挖方区地表以抬升为主,研究区存在有1处较为明显的地表沉降情况,位于填挖边界线附近填方区内,形变速率范围为-40~-20 mm/a,最大形变速率达-49.9 mm/a,累计量为-151.6 mm,时序InSAR形变结果和实地水准结果吻合性较好,垂直方向形变速率中误差为1.8 mm/a,表明时序InSAR技术在湿陷性黄土填挖方区变形监测中具有较好的应用价值。     

PSP-InSAR技术在地铁沿线的形变监测应用

基于56景COSMO-SkyMed影像，本文采用PSP-InSAR技术对杭州地铁2号线沿线500 m范围进行地面沉降监测，并对形变区的位置、面积和数量进行了统计，在此基础上提取形变梯度大于0.1 mm/m的累计形变量点并开展比对分析。结果表明：①虽然地表形变集中区、形变严重区和形变梯度较大区域有着高度的重叠，但部分形变集中区内形变量和形变梯度并不大，也存在形变平稳区段形变梯度却较为显著现象，因此单从一个角度分析地铁沿线的形变，易增加漏检和错检的概率。②PSP-InSAR技术可从空间上完整表现地铁线上沉降的分布特征，对于地铁竣工运营期间的沉降监测具有显著意义，可为地铁的运营维护提供依据。     

佛山地铁沿线时序InSAR形变时空特征分析

佛山作为中国珠三角地区经济和城市化高速发展的城市，由于其脆弱的地质水文条件，长期遭受地面沉降灾害的影响。同时，该区域地铁作为缓解城市交通压力的重要工具，其施工和运行所导致的地面沉降也影响了人们的生命财产安全。但目前针对佛山地区相关的系统研究不多，对地铁沿线的沉降规律认识不足。利用Sentinel-1数据监测了2015-06至2018-09间佛山市的形变信息，结果表明，佛山市地表形变呈零星分布，未出现大范围的沉降漏斗，形变速率为-20~5 mm/a，局部区域的沉降速率超过-30 mm/a。地面沉降主要与不稳定的地质结构、地下水抽取和局部区域工程施工有关。基于获得的形变结果，对佛山市地铁沿线的形变情况进行了研究，并对2018年佛山市地铁坍塌事故路段的沉降情况进行了详细分析，阐述了在空间分布上地铁沿线沉降差异的成因，并在时间上对地铁沿线的形变进行了模型参数反演。研究工作为今后当地政府开展地表形变普查、沉降灾害预警提供了参考，并为地铁正常运行与维护的安全监测提供了理论依据。     

基于PS-InSAR的深圳市地表形变监测研究

地面沉降具有区域性、累加性和不可逆性,会造成城市地面标高损失、城市内涝、建筑物受损等问题,In-SAR技术具有全天候、覆盖范围广、空间分辨率高等优点,可以进行长期的地表形变监测。本文利用PS-InSAR方法,结合2017年4月至2019年12月22景Sentinel-1A SAR数据,利用SARscape软件监测分析深圳市宝安区、南山区和福田区的地表形变情况,并根据形变速率的时间趋势进行地表形变分类。结果表明,研究区的年均形变最小值为-26.5 mm/a,形变平均值为-0.20 mm/a,沉降的时序结果可总结为持续抬升、持续沉降与先升后降3种形变类型,其中持续沉降区面积占比30.24%,主要分布在南山区,结合土地利用探讨了沉降类型的主要成因。     

基于IPTA技术的广州市2017—2020年地铁沿线沉降监测

干涉点目标分析技术(IPTA)是一种常用的地表形变监测技术,能够克服大气延迟、时空失相关的影响,获取高精度的监测数据。本文采用IPTA技术对覆盖广州市2017年5月至2020年5月期间的85景Sentinel-1A影像进行处理,获取了广州市的平均形变速率信息。同时,本文还分析了广州市及其地铁沿线形变的空间分布特点。结果显示：广州市地铁沿线的整体地表形变较为稳定,沉降主要集中在6号线沿线,最大的沉降漏斗位于柯木塱站,沉降速率达到了-39.5 mm/yr。结合实地考察结果,IPTA技术能够为大范围城市地铁沿线的沉降监测提供可靠的信息支撑。     

基于SBAS-InSAR技术的煤炭坝矿区地表沉降监测与分析

为满足能源的需求,煤炭坝矿区对煤矿进行了大规模的开采,给当地环境带来了巨大的危害.传统监测方法已无法满足监测要求,InSAR技术凭借其大范围、无接触、监测精度高的优点在矿区沉降监测中广泛应用.本文基于SBAS-InSAR对11景ALOS1数据进行处理,获取了煤炭坝矿区2008年7月至2011年1月期间的时序形变结果和平均沉降速率.结果发现多处煤矿开采区地面沉降剧烈,通过对时序形变结果进行分析,得出在不同的矿区有不同的形变特征.监测结果对当地城镇规划和地质灾害的预防有一定的指导意义.     

基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究

收集了1992年12月至1998年6月JERS-1L波段雷达数据,利用差分雷达干涉测量技术进行地面沉降监测研究。通过"二轨法"进行差分处理,选择其中的6景差分雷达干涉图进行分析。在研究区内发现了4个沉降区域,并按照时间序列通过对地面形变图进行分析,获取其中两个沉降区最大的垂直沉降量。     

基于DInSAR的徐州张双楼煤矿地表形变监测研究

徐州煤矿资源开采已造成了大规模的地面沉陷,为了为矿区安全开采和塌陷区环境综合治理提供科学依据,利用雷达差分干涉测量（DInSAR）技术对ALOS PALSAR数据进行处理,获得徐州张双楼煤矿区2011-01-16至2011-03-03期间的地表形变分布图.结果表明,张双楼煤矿在46 d间隔里出现了3处沉降漏斗区域,漏斗中心最大沉降量达到420mm,并且沉降漏斗区域与矿区分布一致,说明DInSAR能够有效地监测矿区地表形变.     

Sentinel-1和SBAS-InSAR分析钻井水溶岩盐矿山时序沉降

利用小基线集(SBAS)InSAR技术对钻井水溶岩盐矿山地表沉降开展时空分析。实验选取湖南常德某典型钻井水溶岩盐矿区为测试区,时间跨度为2016年2月—2017年2月的21景Sentinel-1影像数据,获取了测区的时序沉降序列。实验结果显示,矿区地表大量级沉降在2016年9月才开始呈现,沉降漏斗横向出现多峰值,矿区沉降整体空间分布上出现西南部整体片状、中部偏北离散带状沉降。这些沉降特征均与钻井水溶法开采特征保持一致。将实地水准测量形变数据和DInSAR形变结果与本文结果进行对比以评估结果可靠性。结果表明,SBAS技术获取结果与水准结果表现出较高一致性,从而为钻井水溶岩盐矿山地表沉降提供了一种更为有效的监测手段,也可为此类矿山地表形变时空演化规律分析提供参考。     

空地地一体化的全方位准动态地铁施工安全监测技术

鉴于软土地区土性的极端复杂和地面沉降严重的普遍特征,提出了“空（天空）～地（地面）～地（地下）”一体化的全方位准动态地铁施工安全监测思想,构建起了相应的技术体系（即全方位准动态集成技术）。软土地区地铁施工安全监测全方位准动态集成技术的核心是借助GPS技术建立三维的空基变形监测基准（用于地表变形监测和地下变形监测。该空基变形监测基准可以克服传统陆基基准因软土地区地面沉降而对变形监测数据产生的系统性偏差,还可实现地铁施工变形监测的全天候、实时化与动态化）,以城市基础地质资料库作为安全监测整体性设计的依据（提高了地铁施工安全监测的针对性、可靠性与有效性）,以准实时、准动态的地下结构应力应变监测结果作为施工安全性的重要判别要素,以准实时、准动态的地面变形监测结果作为地铁施工作用下城市环境安全性的关键判别要素,实现对地铁施工安全的全方位、实时化、准动态控制。     

时序InSAR在城市地铁工程区形变监测中的应用

地铁建设会引发城市地表形变灾害,而传统的合成孔径雷达差分干涉测量（D-InSAR）难以实现城市地铁工程区域的精细测量。本文利用TerraSAR-X高分辨率数据,采用PS-InSAR和SBAS-InSAR方法对徐州地铁1号线东部工程场地进行了形变监测,获取了该区域2016年6月15日-2016年9月11日期间的形变时序图。通过与人工角反射器布设点的水准测量数据对比分析,发现利用两种时序InSAR测量方法得到的地表形变结果与水准测量结果非常一致,形变误差均在1 mm以内;而SBAS-InSAR探测地表形变的敏感性低于PS-InSAR。结果表明,利用高分辨率SAR影像监测城市地铁形变具有亚毫米级的测量精度和米级的定位能力,同时证明了时序InSAR分析技术在城市地铁工程形变监测应用中的广阔前景。     

大型基坑施工对邻近地铁隧道沉降的影响

详细介绍大型基坑施工对邻近地铁隧道结构的影响,结合南京地铁一号线新模范马路车站地铁隧道变形监测实例,介绍隧道监测控制网以及沉降监测点的布设,并利用平均问隙法对监测控制网的稳定性进行分析,获得基坑施工引起的地铁隧道沉降情况及规律,有较高的可靠性,为地铁隧道的运营管理提供科学依据。     

城市地铁施工监测系统的探讨

城市地铁施工监测是保证施工安全和工程质量十分重要的措施,监测数据的处理和分析,涉及大量而复杂的计算、绘图、地理定位和制表等工作,本文阐述了利用GIS技术研究和开发城市地铁工程施工监测系统,自动对城市地铁施工监测的数据进行管理,并及时给出安全预警。应用该系统可以对各种监测数据进行及时的计算分析,信息反馈及实时定位查询,完成信息化安全施工管理,该系统在城市的地铁施工安全中发挥了重要作用。     

基于FLAC~(3D)的地铁车站深基坑变形规律研究

地铁车站深基坑工程在地铁设计与施工中是关键工程。近年来,由于城市化速度加快,城市地铁的建设也越来越快,所以地铁车站深基坑工程的变形监测工作显得尤为重要。本文针对杭州某地铁深基坑,通过FLAC~(3D)对其进行模拟分析,得到最大变形量与变形曲线,再与实测数据进行比对。结果发现,通过FLAC~(3D)模拟能有效地反映地铁车站深基坑的变形规律,为以后的地铁深基坑工程的变形监测提供了参考。     

基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法

地铁施工、运营阶段的监控量测,可有效保障隧道结构的稳定与周围环境的安全。现有的收敛计、全站仪等变形监测手段,虽然可以得到高精度的观测数据,但获取的监测点位过于稀疏,难以全面反映隧道整体的形变特征。本文将三维激光扫描技术用于地铁隧道形变监测,提出了基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法,并对提取的两期断面进行了形变分析,试验结果表明该方法能够更直观地表现隧道整体变形,研究成果可为隧道形变动态监测提供借鉴。     

静力水准自动化测量技术应用于地铁隧道结构监测

目前地铁隧道结构沉降主要采用水准仪进行人工测量。该监测方法不仅作业效率低、耗费较多的人力物力,并且无法实现全天候监测。针对传统人工监测无法满足地铁运营期间的实时监测需求的问题,本文引入静力水准自动测量技术,通过在地铁隧道道床布设静力水准仪,在远程采集端实时获取监测点数据,实现隧道结构保护区在施工时全程监测,为施工期隧道结构安全提供保障。最后结合实际工程应用案例对工程中的监测结果进行分析。结果表明,该技术实现了地铁隧道自动化水准测量,为地铁运营安全提供技术支撑。     

Trimble S9/S9 HP全站仪在铁路顶管施工路基面的精密沉降监测中的应用

顶管施工作为非开挖的一种施工方式，由于节省资源被广为使用。但由于顶管施工会造成管道周围的土体变形，从而使土体产生移动，地面发生沉降，因此，一种有效、准确的沉降监测方式是必不可少的。本文根据顶管施工的一般规律，利用高精度的Trimble S9/S9 HP全站仪和圧差式静力水准仪进行沉降监测的方案布设，从实际的观测结果来看，此种方案能够有效准确地反映沉降情况，在实践生产中具有较大意义，可以推广使用。