黄壁庄水库大坝位移监测网设计(1)程力学毕业(2)

3 水平位移监测网建立

3．1 方案选定

　　黄壁庄水库大坝长，建筑物分散，若采用大地测量方法布网，则观测周期长，受外界环境影响大，难以达到预期效果。而采用GPS布网具有不需要点间通视，布网灵活，可全天候作业，观测速度快，工作量小等优点。同时对所构网形的图形强度要求不高，可有效克服气象条件对观测的影响。因此本网拟采用GPS进行水平位移主网观测。

3．2 观测网形的确定

　　将基准点、工作基点、校核基点以及副坝监测断面坝顶上的变形点一并纳入主网统一观测。为提高GPS网的精度与可靠性，GPS点间构成尽量多的由GPS独立边组成的异步环，使GPS网有足够的多余观测，平均每点设站2-3次。

3．3 GPS网观测

　　采用4台美国Trimble公司生产的精密测地型GPS接收机进行观测，仪器标称精度为5mm+1ppm，配有可抑制多种径效应的扼径圈天线。作业方式采用静态相对定位模式。

3．4 数据处理

3．4．1 基线解算

　　由于该网要求精度高，基线向量解算时必须考虑对流层的影响，采用GPS接收机厂家随机提供的商用软件无法实现。应采用特殊软件对对流层的影响进行改进，必要时采用精密星历进行解算，基线结果采用双差固定解。

3．4．2 基线解算的质量检核

　　为提高GPS测量的精度与可靠度，基线解算结束后，应及时计算同步环闭合差、异步环闭合差以及重复边的检查计算，各环闭合差应符合规范要求。

3．4．3 GPS网平差

　　外业结束后，对所有观测数据进行统一处理。在WGS-84坐标系下进行三维无约束平差。在基线解算质量检核的基础上，进一步评定GPS网的内部符合精度与外业观测的质量，利用基线向量改正数进行粗差的检验（V△x,△y,△z≤3σ）。

4 垂直位移监测网建立

4．1 网形确定

　　垂直位移监测网由基准点、工作基点组成，本监测网基准点布设在水库管理处院内，由3点组成水准点组。工作基点6座，布设在正常溢洪道、非常溢洪道和主坝2座，副坝部分每隔1km布设一座，共4座。

4．2 水准观测

　　主、副坝水准观测采用二等水准规程观测，每公时高差中数的中误差不得大于1mm。正常溢洪道和非常溢洪道以其附近的工作基点作为基准，采用局部精度加强的方法按一等水准精度施测，每公里高差中数的中误差不得大于0.5mm。

5 变形监测方法

5．1 水平位移监测

5．1．1 主、副坝

　　（1）零数据观测：在监测主网观测时，已将监测断面坝顶上点纳入直接得到零数据，断面上下游的变形点可利用全站仪极坐标法观测取得。

　　（2）周期性观测：在主网观测周期内，可采用局部测量方法，即选定需要观测的断面与监测网基准点组成GPS网进行观测。

5．1．2 正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道

　　（1）零数据观测：在整个监测网观测的同时，利用各建筑物左右两边的工作基点，采用视准线法或小角度法观测各变形点。

　　（2）周期性观测：由于大坝本身也是变形体，如果监测网不进行复测而仅对建筑物进行周期性观测时，可采用局部GPS测量与视准线相结合的方法。将视准线两工作基点和建筑物下游的两校核基点组成4点GPS网观测，再采用视准线法测定建筑物上变形点的位移。

5．2 垂直位移监测

　　（1）零数据观测：依照《国家一、二等水准测量规范》作业，采用二等水准规程观测。将水准基准点组、各工作基点、主坝和副坝上的变形点全部纳入主网组成二等水准环路。正常溢洪道和非常溢洪道上的测点，利用其附近的工作基点，采用一等水准精度观测。

　　（2）周期性观测：在主网复测周期内的各期测量，可直接利用垂直位移监测点附近的工作基点进行垂直位移监测。工作基点本身，可能逐年有下沉，在监测时应以工作基点的首次高程作为起始高程，将工作基点各年的沉降量视为常数，在分析资料时加考虑。

6 结语

　　采用GPS布网和视准线测量相结合的方法进行大坝水平位移监测网设计，以及采用全局控制与局部加强结合的设计方法，建立大坝垂直位移监测网，开拓了平原丘陵水库变形监测工作的思路，可为同类工程参考。

共2页: 2