某水电站监测工程研究

李德斌

摘要:某水电站建筑物中主要设计安装GPS监测系统、接缝变化监测、基础变形监测等观测项目。文章从水准点埋设、分项目分析了该水电站监测措施,并提出了合理的防治措施建议。

关键词:水电站;监测工程

中图分类号:TB22文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0143-01

该水电站建筑物中设计安装GPS监测系统、接缝变化监测、基础变形监测等观测项目。其中GPS监测系统主要用来监测库区滑坡体的变形趋势,接缝变化监测主要用来观测坝体接缝变化,基础变形监测主要用来监测坝基基岩的变形情况。

1水准标点埋设

水准测点选用B-2水准标点,每100～200 m左右设一个,整个测量线路单程约2.0 km,共设置12个水准网点。工作基准选用B-2水准点。水准原点是沉陷观测的起算基准点,必须保证稳定不变和长久保存。水准原点布置在下游距坝轴线约1.5 km处,此处远离大坝沉陷区,设1组3点式深埋岩石标。1组3点式的优点在于自检的灵敏度高,在3点等距的地方设置固定测站,经常观测三点间的高差,可判断水准基本点的高程有无变化。

2GPS监测系统

该水电站的库区滑坡采用GPS一机多天线技术,它由控制中心、数据通信、GPS多天线接收单元和供电系统构成。普通的全站仪由于其内部的光电局限使得它不能工作在雨雪夜环境下作业,再者蓄水后也无方便的交通和固定的基准测站。GPS技术由于其全天候作业的特点不但可以取代传统的测量作业方式,而且可以将GPS信号传输到控制中心,实现数据自动化传输、管理和分析处理。当GPS用于滑坡监测时对具有代表性的区域建立变形观测点,要通过观测整体的微小变形量,构造统计分析模型,预测变形体长期的变化趋势,为以后的分析决策提供依据。滑坡变监测需要实时传送数据,并不断更新,达到监控的目的,不同于常规GPS观测结果处理,由于GPS一机多天线系统其分时操作的特点,对观测文件需要按时间进行切割,要用专用软件对接收机采集的数据进行处理。

采用以下措施提高GPS的观测精度。①选择合适的高度截止角。对受边坡遮挡的监测点,变换不同的高度角,观测各条基线长,与当地的常规全站仪测量得出的坐标(假定为真值)反算得出的基线长进行比较。取15°到20°左右可以达到最好的观测效果。一定要考虑是否有其他地物遮挡的问题,对于滑坡位移监测,这样的精度已经能够满足要求,可以容许高度截止角在一定范围内的变化来避开被遮挡的天空。②选择最佳观测时段。考虑到用GPS观测不同于普通的全站仪,需要先对天空中可见卫星进行信号锁定,计算出卫星的整周模糊度,根据卫星的分布计算几何精度因子,评价GPS定位的精度水平。当接收机失去对卫星的锁定时,需要重新锁定新出现的卫星,比较并使用最优卫星空间结构计算天线位置。在坝区进行变形监测,使用双频接收机可以达到较好的效果。经以往观测证明,90 min观测与45 min观测结果接近,所以从提高工作效率节省工作时间方面考虑,45 min已经能够达到GPS滑坡监测的要求。③采用双频GPS接收机。由于双频接收机可以连续观测L1、L2两个频段的载波和测距码,增加了观测量,可以更好的消除信号在大气中传播造成的误差。④采用最佳的优化网形。对网点做网形优化,以提高结构强度。尽量联测监测网中的起算点,以取得精确可靠的坐标转换参数。

3其它主要监测措施

岩石变位计钻孔孔径≥Φ90 mm,孔深满足设计要求后清除孔内残余物,测量钻孔有效孔径、孔斜、方位等钻孔参数,并记录钻进过程中岩粉和返水等情况。岩石变位计锚杆安装前,采用黄油和彩条布等包裹5～6层,并用细铅丝绑扎后下入孔中,最后安装岩石变位计测头,测头预拉15～20 mm左右。横缝测缝计安装时为避免电缆受损,必须将接缝处的电缆长约40 cm范围内包上布条。基岩面测缝计安装时按照设计参数在岩体中钻孔,孔径不小于90 mm,孔深1.0 m。测斜管与钻孔孔壁之间的空隙用水泥砂浆回填。按照施工图纸所示或监理人指示浇筑孔口混凝土保护墩和安装孔口保护盖板。

4结论及建议

随时补充或修正有关监测设施的变动或检验、校测情况,以及各种考证表、图等,确保资料的衔接和连续性。根据所绘制图表和有关资料及时做出简要分析,分析各监测物理量的变化规律和趋势,判断有无异常值。如有异常,应及时分析原因,先检查计算有无错误和监测仪器有无故障,经多方比较判断,若发现确有不正常现象或确认的异常值,应立即口头上报监理人,并在24 h内提交书面报告。

参考文献:

[1] 林宗元.岩土工程勘察设计手册[M].沈阳:辽宁科学出版社,

1996.