大壩gps表面位移觀測方案

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1、1工程概況參考本大壩監(jiān)測設(shè)計(jì)資料2編寫依據(jù)(1)《工程測量規(guī)范》GB50026-2007(2)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》GB/T18314-2009(3)《精密工程測量規(guī)范》GB/T153-94(4)《國家三角測量規(guī)范》GB/T17942-2000(5)《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》CH/T1001-2005(6)《本大壩安全監(jiān)測設(shè)計(jì)方案》(7)《混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》SDJ336-893傳統(tǒng)表面變形監(jiān)測方案及精度估算3.1傳統(tǒng)表面變形監(jiān)測方案目前大壩常規(guī)的監(jiān)測方法是將水平位移和垂直位移分開觀測3.1.1水平位移監(jiān)測??水平位移監(jiān)測有如下幾種方法：引張線法，

2、視準(zhǔn)線法，激光準(zhǔn)直法，正/倒垂線法，前方交會法和精密導(dǎo)線法等。l引張線法?該法采用一條不銹鋼鋼絲（直徑0.6~1.2mm）在兩端點(diǎn)處施加張力，使其在水平面的投影為直線從而測出被測點(diǎn)相對于該直線的偏距。引張線法的特點(diǎn)是：受外界影響小，應(yīng)用普遍。其測量精度主要取決于讀數(shù)精度，人工讀數(shù)精度為±0.2mm~±0.3mm，自動(dòng)讀數(shù)精度優(yōu)于±0.1mm。但引張線的兩端一般要設(shè)有正倒垂線，以提供測量的基準(zhǔn)，客觀上增加了系統(tǒng)的成本。l視準(zhǔn)線法?視準(zhǔn)線法用于測量直線型大壩的水平位移，對于非直線型大壩，可采用分段視準(zhǔn)線的方法施測。???視準(zhǔn)線法又可分為活動(dòng)硯牌法和測小角法。測小角法精度

3、優(yōu)于活動(dòng)硯牌法。視準(zhǔn)線法的特點(diǎn)是：工程造價(jià)低，精度低，不易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)觀測，受外界條件的影響比較大，而且變形值不能超出系統(tǒng)的最大偏距值。l激光準(zhǔn)直法激光準(zhǔn)直法利用激光的單色性好和方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立起一條物理的視準(zhǔn)線作為測量基準(zhǔn)，根據(jù)測量原理的不同可分為直接準(zhǔn)直和衍射法準(zhǔn)直，后者精度高于前者。對于衍射法準(zhǔn)直，根據(jù)其傳播介質(zhì)不同，主要有2種方式：大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。a大氣激光準(zhǔn)直大氣激光準(zhǔn)直讓激光直接在大氣中傳播，應(yīng)用對象是壩長小于300m`壩高較低的大壩，如泉水雙曲薄拱壩（壩長109m），測量相對精度為10`5—10`6。大氣激光準(zhǔn)直由于受大氣折射及喘流的影響

4、而引起光束的抖動(dòng)，測量精度低且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測。最新發(fā)展是采用CCD技術(shù)，消除了光斑隨機(jī)抖動(dòng)的難題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)測，測量精度達(dá)+/-0.1mm，在南椏河閘壩頂及陜西韓城電廠等工程中有著成功的應(yīng)用。b真空激光準(zhǔn)直真空激光準(zhǔn)直將波帶板激光準(zhǔn)直系統(tǒng)置于一個(gè)真空管道中，減少了光束的折射和抖動(dòng)的誤差，綜合精度高達(dá)1*10`7—2*10`7。與引張線法相當(dāng)，主要用于長壩`高壩的變形觀測，已成功應(yīng)用于太平哨`豐滿`龔且`云峰`桓仁`寶珠寺等工程。激光準(zhǔn)直法的發(fā)展方向是雙向位移觀測（垂直位移和上下游水平位移），在兩端點(diǎn)處安裝倒垂線作為水平位移的基準(zhǔn)點(diǎn)，安裝雙金屬標(biāo)作為順治位移的

5、基準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)雙向位移觀測。l正倒垂線法正倒垂線既可以實(shí)現(xiàn)水平位移監(jiān)測，又可以實(shí)現(xiàn)土壩的撓度觀測。正垂線是一端固定于壩頂附近，另一端懸掛重錘，以便觀測壩體各點(diǎn)間及壩體相對于壩基的位移觀測，以及壩體的撓度觀測。倒垂線是一端埋設(shè)在大壩基礎(chǔ)深層基巖處，另一端浮起，來測定大壩的絕對位移。新近研制的垂線觀測儀采用線陣CCD傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀數(shù)，在X，Y方向上的坐標(biāo)精度優(yōu)于±0.1mm。l前方交會法對于拱壩的拱冠或下游面等觀測效率比較低或觀測位置不易到達(dá)的點(diǎn)位進(jìn)行觀測時(shí)，可以用角度前方交會法測定其水平位移。前方交會的誤差源有：測角誤差，交會角及圖形結(jié)構(gòu)基線長度外界條件的變化等因素。其

6、實(shí)際精度一般為±1mm--±3mm，精度較低，另外其測量和計(jì)算過程復(fù)雜，因此不單獨(dú)使用，而是作為備用手段或配合其他方法使用。l精密導(dǎo)線法?精密導(dǎo)線作為監(jiān)測拱壩水平位移的方法，應(yīng)用比較廣泛，但量邊工作量大，測角的旁折光影響大。為克服這些問題，宜布設(shè)成類似于高能物理加速器工程中的測高直伸環(huán)形網(wǎng)，通過測量狹長三角形的邊長和高的途徑來間接提高測角精度。從而避免旁折光的影響。該法的精度取決于量邊精度，如果用銦瓦尺量邊，精度完全可以達(dá)到亞毫米級。但觀測方法繁瑣，計(jì)算復(fù)雜，誤差逐點(diǎn)累加，可靠性差，工作效率低。3.1.2垂直位移監(jiān)測垂直位移監(jiān)測主要有幾何水準(zhǔn)法和流體靜力水準(zhǔn)法。l幾

7、何水準(zhǔn)法?幾何水準(zhǔn)法是垂直位移監(jiān)測的主要方法，精度容易滿足。主要的測量工作有：a.?由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)校測各工作基點(diǎn)，對混凝土大壩和土壩分別用一、二等水準(zhǔn)測量；b.?用工作基點(diǎn)測定各變形點(diǎn)，較上述要求可降低一個(gè)等級。?幾何水準(zhǔn)法可以滿足大部分要求，主要問題是觀測自動(dòng)化問題，目前可考慮采用電子水準(zhǔn)儀（每公里往返測高差誤差為±0.3mm--±0.4mm），可以顯著工作效率。l流體靜力水準(zhǔn)法?流體靜力水準(zhǔn)法測量原理是連通管原理。用連通管法測定垂直位移，一般可采用移動(dòng)式的連通管，根據(jù)起測基點(diǎn)的高程，通過連通管測得的高差，來引測標(biāo)點(diǎn)的高程。連通管由膠管`玻璃管及刻劃尺等組成。該