××大坝安全监测水平位移测量方法及精度分析

××大坝安全监测水平位移测量方法及精度分析

任世德

青海大唐国际××水电开发有限公司青海尖扎811999

摘要：对××大坝安全监测水平位移观测方法进行介绍，并对其精度进行了分析。对生产实践中进行水平位移监测方案的制定、观测方法等有一定的借鉴作用。

关键词：水平位移；监测；精度；分析

1前言

对水工建筑物水平位移监测常规方法采用视准线法进行观测，后来应用引张线法进行监测，提高了观测精度，随着科学的发展和技术进步，在80年代出现了大气激光和真空激光观测水平位移的观测方法。各种观测方法造价不同，其精度和可靠性也相差甚多。在选用水平位移测量方法的时候，既要考虑精度、可靠性，也要考虑到经济等方面的因素。现对××水电站水平位移的观测方法进行介绍，并对其精度进行计算分析，以便于相同坝型工程的水平位移监测的设计起一些参考。

2枢纽工程基本情况

××水电站工程位于黄河干流上游的青海省尖扎县与化隆县交界处，距上游李家峡水电站坝址7.5km，距青海省西宁市公路里程109km。该电站工程是黄河上游龙洋峡—刘家峡河段规划梯级开发方案中，在几个大型电站之间的川地河段上建设的几个中型电站之一。

枢纽工程由土石坝、泄洪闸、厂房和重力坝等主要建筑物组成，坝顶全长465m，呈一字型拦河布置，坝轴线方向SN31°33′39″。

3水平位移监测设计

3.1重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移宜采用引张线法、真空激光准直法和垂线法监测。若坝体较短、条件有利，坝体水平位移也可采用视准线法或大气激光准直法监测。

3.2拱坝坝体和坝基水平位移宜采用垂线监测。若交会边长较短、交会角较好，坝体水平位移可采用测边或测角交会法监测。

3.3视准线可在两端延长线外设基准点；交会法工作基点可用边角网校核。

3.4大坝水平位移测点，应尽量在坝顶和基础附近设置。高坝还应在中间高程设置。

3.5视准线可按照实际情况选用活动觇标法或小角度法。视准线长度不宜超过下列规定：重力坝300m；拱坝500m；滑坡体800m。

3.6测点应建造观测墩，观测墩顶部应设强制对中盘。

根据××水电站大坝特点，水平位移监测方法设计为视准线法选用小角度法进行观测，水平位移监测点按一字型布设于坝顶坝下0+9.5m处，11个监测点从右岸到左岸依次为TP02～TP12，左右岸各设一个工作基点，左岸为TP13，右岸为TP1。视准线全长466m，视准线观测时，右岸工作基点TP01观测视准线右岸半侧的监测点TP02～TP08，左岸工作基点TP13观测视准线左岸半侧监测点TP09～TP12，最长视距243.27m，满足规范小于300m的要求。

为监测两个工作基点的稳定性，在大坝下游设有两个工作基点，同工作基点组成大地四边形，按二等三角网精度进行测量。

4观测方法及精度分析

4.1监测点观测方法

4.1.1将仪器照准左岸工作基点TP01上标志，按度盘配置表设置起始读数。

4.1.2顺时针方向旋转照准部1～2周后精确照准零方向标志，并进行水平角读数。

4.1.3顺时针方向旋转照准部，精确照准监测点上标牌（棱镜），测量并读取水平角及平距。

4.1.4纵转望远镜，逆时针旋转照准部1～2周后，精确照准监测点上标牌（棱镜），测量并读取水平角及平距。

4.1.5逆时针方向旋转照准部，精确照准工作基点TP1上标志，并进行水平角读数。

4.1.6按1~6的步骤完成第二测回观测。

依次完成其他监测点的观测。

4.2监测点观测精度分析

视准线的测值精度与仪器的测量精度、工作基点距测点的距离、重复照准的次数、仪器觇牌对准误差及测回数有关。在采用相同的仪器及相同的观测方法的情况下，距工作基点最远的测点测值精度最低。

4.3平面控制网的观测方法

两个校核基点与两个工作基点组成大地四边形变形控制网。观测采用TCA2003全站仪，观测按国家二等三角形网利用边角网法进行观测。每次观测水平角采用方向法观测12测回，全网共观测12个方向，距离进行往返测共6条边，观测完成后进行内业计算，全网共有三角形四个。

4.4平面控制网的观测精度

根据几次观测和平差计算数据统计，各次观测的相关指标值列于下表。从表中数据可知，精度指标都满足二等三角形网精度要求。

表4-1平面控制网点基本资料统计表

5结论

综上所述，××水电站水平位移监测方法具有简单易行，便于实地操作，精度满足规范要求等特点。但由于电站地处高原地带，在晴天观测时大气折光对观测精度影响较大，一般应该选择在阴天或早晚进行观测。

参考文献：

[1]任权.大坝变形监测.南京：河海大学出版社，1989，25～141

[2]中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T5178-2003.中华人民共和国电力行业标准-混凝土坝安全监测技术规范.北京.中国电力出版社.