水库大坝水平位移监测方法及示意图

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：传统的大地测量方法的优点是灵活性大，能适用于不同结构形式的变形体、不同的外界条件和不同的精度要求。图4.10 水库大坝及库区水平位移监测的控制网示意图

传统的大地测量方法的优点是灵活性大，能适用于不同结构形式的变形体、不同的外界条件和不同的精度要求。但其缺点是外业工作量大，作业时间长，难以实现连续监测及测量过程的自动化。

4.3.1 交会法

交会法是指用两个或三个已知基准点，通过测量基准点到监测点的距离及角度来计算监测点的坐标，通过坐标变化量来确定其变形情况的方法。这种方法简单易行，成本较低，不需要特殊仪器，比较适合于一些监测目标位置特殊、人员不易到达的地方，如滑坡体监测、巨型水塔、烟囱的监测等。但其缺点是精度较低，高精度监测通常不用此方法。

交会法主要包括角度前方交会、距离前方交会和测角后方交会法三种。交会法观测前应首先在变形影响区外布置固定可靠的工作基点和基准点，工作基点应定期与基准点联测，以校核其是否产生移动。工作基点宜采用强制对中观测墩，以减少对中误差影响。

工作基点到监测点的距离不宜过远，且到各个监测点的距离大致相等，监测点布置应大致同高。交会边应离开障碍物或高于地面1.2m以上，并尽可能避开大面积水域，从而减少大气折光影响，利用电磁波测距交会时，还应避免周围强电磁场的影响。

1. 测角前方交会法

如图4.7所示，测角前方交会通常采用三个已知点和一个待定点组成两个三角形。P为待定点，A、B、C是三个已知点，在三个已知点上分别设站观测α1、β1、α2、β2四个角。可用式(4.3)求出P点坐标(x P，y P)。通常情况下，通过α1、β1和α2、β2分别算出两组P点坐标，从而进行校核。

图4.7 测角前方交会原理图

采用测角交会法时，交会角最好接近90°，若条件限制，也可设计在60°～120°。工作基点到测点的距离一般不宜大于300m; 当采用三方向交会时，可适当放宽要求。

2. 测边前方交会法

如图4.8所示，测边前方交会通常采用三个已知点和一个待定点组成两个三角形。P为待定点，A、B、C是三个已知点，在三个已知点上分别设站观测Sa、Sb、Sc三条边。可用式(4.4)求出P点坐标(x P，y P)。通常情况下，通过Sa、Sb和Sb、Sc分别算出两组P点坐标，从而进行校核。

图4.8 边前方交会原理图

式中，

采用测角交会法时，交会角通常应保持在60°～120°; 交会边长度应力求相等，且一般不宜大于600m。

3. 测角后方交会法

如图4.9所示，在待定点P安置经纬仪，观测水平角α、β、γ，则可按式(4.6)计算待定点P的坐标(x P，y P)。

图4.9 测角后方交会原理图

式中，

采用测角后方交会法时，应注意工作基点和监测点不能位于同一个圆周上(即危险圆)，应至少离开危险圆周半径的20%。

4.3.2 精密导线法

精密导线法是监测曲线形建筑物(如拱坝或曲线形桥梁等)水平位移的重要方法。与一般的导线测量相比，变形监测网导线在布设、观测以及计算方面，有其自身的特点，一般具有工作测点数量大、点位密度大、边长较短等特点。

按照其观测原理的不同，又可分为精密边角导线法和精密弦矢导线法。弦矢导线法是根据导线边长变化和矢距变化的观测值来求得监测点的实际变形量; 边角导线法则是根据导线边长变化和导线的转折角观测值来计算监测点的变形量。由于导线的两个端点之间不通视，无法进行方位角联测，故一般需设计倒垂线控制和校核端点的位移。

4.3.3 三角网法

三角网具有图形强度高的优点，采用高精度测角仪器多测回观测可以达到较高精度，所以也是水平位移监测常用的方法，常用在水库、滑坡体、露天矿等工程变形监测中。图4.10所示为水库大坝及库区水平位移监测的控制网示意图。

图4.10 水库大坝及库区水平位移监测的控制网示意图

水库大坝水平位移监测方法及示意图

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