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[摘 要]随着GPS技术的不断发展，其应用已遍及各种测量领域，特别是GPS实时动态差分RTK技术的迅速发展和完善在常规测量领域里得到了越来越广泛的应用。利用现代化先进仪器现场快捷采集铁路沉降数据。该监测系统由GPS配合电子水准仪、野外数据采集与内业处理系统。通过远程实时监控，可实时灵活监测、精度高效率快。
[关键词]GPS RTK 测量技术、铁路路基； 沉降； 数据采集；灵活监测 ； 精度高效率快
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0242-01
煤炭是不可再生的主要能源和宝贵工业原料。合理开采煤炭资源，保护开采区域内的地面生态环境，是关乎国计民生和有利于煤炭工业可持续发展的大事。我们为了安全顺利地获取地下储藏的煤炭资源，根据煤层深度及分布情况会采取不同的采掘方式和工艺。但是，无论何种方式、什么工艺，由于掏空作业总会使地表在空间上发生塌陷、沉降和重新堆积等些许形变。我们把这种地表变形统称为煤矿开采沉陷。煤矿开采沉陷的出现会为地面上的建（构）筑物、水体、铁路等造成一定程度的破坏。因此，开展煤矿开采沉陷监测和破坏预防是非常必要的。
1 工程概况
因社会发展需要，煤炭开采或多或少影响地表一些重要设施，为了治理现拿实例阐述表明受煤炭开采影响所造成的影响是可以治理，把影响后果降至最小，不影响任何安全的前提下进行。
根据刘庄、板集、口孜东铁路专用线路基下沉维护方案及铁路现纵、横断面情况，板集铁专线及口孜东铁专线刘庄塌陷区范围内路基处理，其中板集铁路专用线位于DK1—DK4范围内，口孜东铁路专用线位于DK5—DK7范围内，主要监测111101、111102、171305、171306采煤工作面对板集铁路运营的影响程度和地表岩移规律。
2 作业模式
RTK 一人独立操作仪器，准确采集铁路及路基偏移，电子水准操作人员安排前后视个1人观测1人记录扶尺2人（前后视个1人），采集铁路及路基下沉量，外业结束立即进行内业数据处理分析，及时准确快捷下达下次对铁路的起道拨道工作确保铁路安全运输保障企业正常生产经营运作，实际表明，完全符合测量原则精度满足实际工程需要
3 工程实例
板集铁路线的刘庄段，经过刘庄矿地下采矿区边缘。采矿区地表下沉对铁路路基的影响不可忽视。
1） 观测线的设计及测点的选择
根据现场实际情况及观测目的，结合井上下对照图及已经回采工作面对面沉陷规律，主要在工作面回采前沿刘庄煤矿至板集煤矿的铁路线布设。
2）控制点布设：在不受采东影响的铁路两端各埋设不少于3个控制点，并进行联测。
3）路基（地表）监测点的布设：沿铁路线路基（或东侧地表），在预计采动影响范围内（兼顾111101工作面、后期11112工作面）每20—50m左右布置一个监测点。鉴于路基（地表）累计下沉达3.6m，监测点需埋设水泥桩，并且后期下沉量大时能接桩。
4）轨面监测点布设：在预计的移动变形范围内，每节轨道南端点作为1个监测点，现场喷漆編号。
5）路基横断面监测点：在变形段，每30—50m，标记一处，测绘1个横断面，每处横断面不少于5个点（坡脚、路肩、轨面、路肩、坡脚）。
基准点与监测点原始点点位统一测量上图，保证以后连续统一监测。
4 观测方法的选择
1）水准测量：根据观测目的及规程要求，本次岩移观测站，采动前的控制测量、全面测量按三等水准要求，往返（或环线）测量，中间过程的加密测量按四等水准要求，往（返）单程附合测量。使用徕卡DNA03电子水准仪测量，该仪器2015年9月已年检，各项限差符合要求。起始点使用刘庄矿东区工广水准点BS3。四等水准测量的主要技术要求，往返高差、附合或闭合环线闭合差20，L为往返测段附合或环线的水准路线长度（Km）≤16，视线长度（m）≤100，前后视较差（m）≤5，前后视累计差（m）≤10，视线离地面最低高度（m）≥0.2。基本分划、辅助分划或黑、红面读数较差（mm）≤3，基本分划、辅助分划或黑、红面所测高较差（mm）≤5。
2）平面测量：平面测量采用GPS—RTK进行测量。因常规测量耗时耗力，且观测操作复杂，易引起工作面上访村庄群众的阻挠。根据151301工作面岩移测量的经验，GPS—RTK测量的精度要求满足岩移观测的精度要求。且RTK测量操作方面，一人就可以完成平面的测量，因本次岩移观测相邻两次观测周期短，一般5—10天左右就需要测量一次，所以111101工作面岩移平面测量观测采用GPS—RTK测量。GPS参考站选用刘庄矿单基站或安徽省CORS参考站。每个监测点观测均要达到固定解。
3）观测周期：每3—10天为一观测周期，每周期观测时间为1—4天，具体观测周期及时间以井下工作面回采进度对铁路影响程度而定。
4）铁路回填土方
回填前一定要合理采集原始数据并绘制断面图，当回填结束后再次采集回填区域的数据进行绘制新的断面，将回填前遇会天后断面进行对面在加入期间的下沉值来计算回填土方量。
注意：回填前后的固定位置，RTK一定要固定解
土方计算公式（简易）：
S：面积
H：高度
5 数据处理分析
补充监测数据处理、对比、分析、上报、预警、与刘庄矿采动信息沟通，指导铁路回填加固和为矿井后续回采提供理论依据。
结合刘庄至板集铁专线监测实例可总结出现代化高科技给现代生产带来了极大的益处，实际工作表明极大的节约了很多材料费用，节约人工、节约时间、降低野外作业人员劳动强度、精度高、数据准确、数据采集快，测量方式灵活，数据处理简洁明了直观，有利于领导快速分析下达决策。
6 结语
通过该套铁路路基沉降的自动化监测系统在板集铁路刘庄段线中的监测应用，表明各项数据真实、有效，具有实时性、稳定性、无线通讯、极大节约人力物力财力操控性灵活等特点。采用了现代化高科技测绘仪器，不但解决了传统监测技术在野外作业效率低下了劳动强度大，不出功效费时费力，数据容易出错而且误差来源更多。通过此次对刘庄至板集铁专线的监测，按照以上的测量方法及所采用的仪器，可及时准确地掌握路路基的沉降变化，为分析和判断既有地铁线路的运营安全状况提供了科学依据。使得铁路管理部门能够在第一时间作出反应，通过采取应对措施对变形进行控制，在一定程度上能避免人民生命财产受到损失，从而保证了运营安全。
作者简介：潘立矿（1989.12），安徽淮南人，2012年7月毕业于淮北职业技术学院煤炭开采技术专业，研究方向为测绘类、铁路塌陷治理中的测量工作。
[关键词]GPS RTK 测量技术、铁路路基； 沉降； 数据采集；灵活监测 ； 精度高效率快
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0242-01
煤炭是不可再生的主要能源和宝贵工业原料。合理开采煤炭资源，保护开采区域内的地面生态环境，是关乎国计民生和有利于煤炭工业可持续发展的大事。我们为了安全顺利地获取地下储藏的煤炭资源，根据煤层深度及分布情况会采取不同的采掘方式和工艺。但是，无论何种方式、什么工艺，由于掏空作业总会使地表在空间上发生塌陷、沉降和重新堆积等些许形变。我们把这种地表变形统称为煤矿开采沉陷。煤矿开采沉陷的出现会为地面上的建（构）筑物、水体、铁路等造成一定程度的破坏。因此，开展煤矿开采沉陷监测和破坏预防是非常必要的。
1 工程概况
因社会发展需要，煤炭开采或多或少影响地表一些重要设施，为了治理现拿实例阐述表明受煤炭开采影响所造成的影响是可以治理，把影响后果降至最小，不影响任何安全的前提下进行。
根据刘庄、板集、口孜东铁路专用线路基下沉维护方案及铁路现纵、横断面情况，板集铁专线及口孜东铁专线刘庄塌陷区范围内路基处理，其中板集铁路专用线位于DK1—DK4范围内，口孜东铁路专用线位于DK5—DK7范围内，主要监测111101、111102、171305、171306采煤工作面对板集铁路运营的影响程度和地表岩移规律。
2 作业模式
RTK 一人独立操作仪器，准确采集铁路及路基偏移，电子水准操作人员安排前后视个1人观测1人记录扶尺2人（前后视个1人），采集铁路及路基下沉量，外业结束立即进行内业数据处理分析，及时准确快捷下达下次对铁路的起道拨道工作确保铁路安全运输保障企业正常生产经营运作，实际表明，完全符合测量原则精度满足实际工程需要
3 工程实例
板集铁路线的刘庄段，经过刘庄矿地下采矿区边缘。采矿区地表下沉对铁路路基的影响不可忽视。
1） 观测线的设计及测点的选择
根据现场实际情况及观测目的，结合井上下对照图及已经回采工作面对面沉陷规律，主要在工作面回采前沿刘庄煤矿至板集煤矿的铁路线布设。
2）控制点布设：在不受采东影响的铁路两端各埋设不少于3个控制点，并进行联测。
3）路基（地表）监测点的布设：沿铁路线路基（或东侧地表），在预计采动影响范围内（兼顾111101工作面、后期11112工作面）每20—50m左右布置一个监测点。鉴于路基（地表）累计下沉达3.6m，监测点需埋设水泥桩，并且后期下沉量大时能接桩。
4）轨面监测点布设：在预计的移动变形范围内，每节轨道南端点作为1个监测点，现场喷漆編号。
5）路基横断面监测点：在变形段，每30—50m，标记一处，测绘1个横断面，每处横断面不少于5个点（坡脚、路肩、轨面、路肩、坡脚）。
基准点与监测点原始点点位统一测量上图，保证以后连续统一监测。
4 观测方法的选择
1）水准测量：根据观测目的及规程要求，本次岩移观测站，采动前的控制测量、全面测量按三等水准要求，往返（或环线）测量，中间过程的加密测量按四等水准要求，往（返）单程附合测量。使用徕卡DNA03电子水准仪测量，该仪器2015年9月已年检，各项限差符合要求。起始点使用刘庄矿东区工广水准点BS3。四等水准测量的主要技术要求，往返高差、附合或闭合环线闭合差20，L为往返测段附合或环线的水准路线长度（Km）≤16，视线长度（m）≤100，前后视较差（m）≤5，前后视累计差（m）≤10，视线离地面最低高度（m）≥0.2。基本分划、辅助分划或黑、红面读数较差（mm）≤3，基本分划、辅助分划或黑、红面所测高较差（mm）≤5。
2）平面测量：平面测量采用GPS—RTK进行测量。因常规测量耗时耗力，且观测操作复杂，易引起工作面上访村庄群众的阻挠。根据151301工作面岩移测量的经验，GPS—RTK测量的精度要求满足岩移观测的精度要求。且RTK测量操作方面，一人就可以完成平面的测量，因本次岩移观测相邻两次观测周期短，一般5—10天左右就需要测量一次，所以111101工作面岩移平面测量观测采用GPS—RTK测量。GPS参考站选用刘庄矿单基站或安徽省CORS参考站。每个监测点观测均要达到固定解。
3）观测周期：每3—10天为一观测周期，每周期观测时间为1—4天，具体观测周期及时间以井下工作面回采进度对铁路影响程度而定。
4）铁路回填土方
回填前一定要合理采集原始数据并绘制断面图，当回填结束后再次采集回填区域的数据进行绘制新的断面，将回填前遇会天后断面进行对面在加入期间的下沉值来计算回填土方量。
注意：回填前后的固定位置，RTK一定要固定解
土方计算公式（简易）：
S：面积
H：高度
5 数据处理分析
补充监测数据处理、对比、分析、上报、预警、与刘庄矿采动信息沟通，指导铁路回填加固和为矿井后续回采提供理论依据。
结合刘庄至板集铁专线监测实例可总结出现代化高科技给现代生产带来了极大的益处，实际工作表明极大的节约了很多材料费用，节约人工、节约时间、降低野外作业人员劳动强度、精度高、数据准确、数据采集快，测量方式灵活，数据处理简洁明了直观，有利于领导快速分析下达决策。
6 结语
通过该套铁路路基沉降的自动化监测系统在板集铁路刘庄段线中的监测应用，表明各项数据真实、有效，具有实时性、稳定性、无线通讯、极大节约人力物力财力操控性灵活等特点。采用了现代化高科技测绘仪器，不但解决了传统监测技术在野外作业效率低下了劳动强度大，不出功效费时费力，数据容易出错而且误差来源更多。通过此次对刘庄至板集铁专线的监测，按照以上的测量方法及所采用的仪器，可及时准确地掌握路路基的沉降变化，为分析和判断既有地铁线路的运营安全状况提供了科学依据。使得铁路管理部门能够在第一时间作出反应，通过采取应对措施对变形进行控制，在一定程度上能避免人民生命财产受到损失，从而保证了运营安全。
作者简介：潘立矿（1989.12），安徽淮南人，2012年7月毕业于淮北职业技术学院煤炭开采技术专业，研究方向为测绘类、铁路塌陷治理中的测量工作。