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1、視準(zhǔn)線法。以經(jīng)過光學(xué)測量儀器的視準(zhǔn)線建立一個平行或通過壩軸線的固定鉛直平面作為基準(zhǔn)面,定期觀測確定的點(diǎn)位與基準(zhǔn)面之間的偏離值的大小,即該點(diǎn)的水平位移。這種方法適用于混凝土建筑物頂部橫向水平位移和土石建筑物橫向水平位移的觀測。視準(zhǔn)線法要求在水工建筑物上及其附近分別布置位移標(biāo)點(diǎn)(測點(diǎn))、工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn)�？刹捎�經(jīng)緯儀或視準(zhǔn)線儀進(jìn)行觀測,觀測方法有活動規(guī)標(biāo)法和小角度法2種。

2、引張線法。利用張緊在兩工作基點(diǎn)之間的不銹鋼絲作為基準(zhǔn)線,測量沿線測點(diǎn)和鋼絲之間的相對位移,以確定該點(diǎn)的水平位移。這種方法適用于直線形的混凝土壩,一般設(shè)置在水平縱向廊道內(nèi)。

其觀測方法有2種:

①用肉眼或光學(xué)儀器對準(zhǔn)測線鋼絲后,由測點(diǎn)上安裝的標(biāo)尺讀數(shù),經(jīng)過計算求得該點(diǎn)的水平位移。

②在測點(diǎn)上安裝遙測引張線儀,在觀測室利用接收儀表或自動檢測裝置進(jìn)行遙測記錄,然后求得水平位移。

3、激光準(zhǔn)直法。利用激光束代替通過光學(xué)測量儀器的視線進(jìn)行照準(zhǔn)的準(zhǔn)直方法。這種方法適用于直線形混凝土壩。根據(jù)觀測裝置不同分為激光準(zhǔn)直儀、波帶板激光準(zhǔn)直系統(tǒng)和真空管道激光準(zhǔn)直系統(tǒng)3種。其中,前兩種的觀測精度較視準(zhǔn)線略有提高,但仍然不能消除空氣折光影響,后一種方法消除了空氣折光影響,使觀測準(zhǔn)確度達(dá)到2X10單位,而且可同時測定測點(diǎn)的垂直位移,但是造價高,維護(hù)困難。

4、垂線法。以壩體或壩基的鉛垂線為基準(zhǔn)線,運(yùn)用坐標(biāo)儀測定沿線壩體不同高程的點(diǎn)位和鉛垂線之間的相對位移。由垂線上不同高程測點(diǎn)的水平位移觀測資料可以繪制壩體沿垂線的撓度曲線。這種方法又稱為撓度觀測。適用于各種類型的混凝土壩,觀測準(zhǔn)確度高,便于實(shí)現(xiàn)集中遙測和自動化,是大壩安全自動監(jiān)控的主要項目,少數(shù)高土石壩也利用垂線法觀測壩基水平位移。

根據(jù)垂線的固定方式,可分為正垂線和倒垂線。

①正垂線,垂線上端固定在壩體上,下端吊重錘,使垂線保持鉛直位置。

②倒垂線,垂線的下端錨固在深層基巖的穩(wěn)定位置上,垂線上端與浮筒相連,利用浮筒承受的浮力使垂線保持在鉛直位置上。

5、交會法。利用2個或3個己知坐標(biāo)的固定點(diǎn)測定水工建筑物位移標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)變化,從而確定建筑物位移的大小和方向,一般用于長度超過500m的混凝土重力壩、土石壩以及拱壩壩頂和下游面的水平位移觀測。這種方法的工作量大而準(zhǔn)確度低,施測時受氣候條件限制,因而較少使用。

6、導(dǎo)線法。在廊道內(nèi)布置折線形導(dǎo)線,其兩端點(diǎn)設(shè)置倒垂線以測定端點(diǎn)的絕對位移,然后用導(dǎo)線法測定導(dǎo)線點(diǎn)的切向位移和徑向位移。導(dǎo)線法適用于觀測大型拱壩廊道內(nèi)的表面水平位移。

導(dǎo)線法有2種測量方法:

①精密邊角導(dǎo)線法,通過測量導(dǎo)線點(diǎn)的角度變化和邊長變化,計算導(dǎo)線點(diǎn)的位移。

②精密弦矢導(dǎo)線法,測量導(dǎo)線的矢距代替測角,觀測準(zhǔn)確度較精密邊角導(dǎo)線法高 。

土石壩內(nèi)部水平位移觀測布置要和表面水平位移觀測以及其他觀測項目配合進(jìn)行,選擇有代表性的重點(diǎn)觀測斷面,如不同高程和不同土料交界面以及可能產(chǎn)生拉應(yīng)力的部位。根據(jù)不同的觀測目的、施工方法和埋設(shè)部位,選擇相應(yīng)的觀測儀器、設(shè)備。

水平位移監(jiān)測資料應(yīng)按規(guī)范要求及時整理分析,有條件的應(yīng)建立反映變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,用以進(jìn)行測值預(yù)報和安全監(jiān)控。

混凝土壩和土石壩的表面水平位移監(jiān)測開始于20世紀(jì)初,30年代己較普遍。中國在50年代修建的一些大壩上開始應(yīng)用。70年代研制成功不少新型遙測儀器,使表面水平位移監(jiān)測技術(shù)有了新的發(fā)展。隨著UPS技術(shù)、真空激光準(zhǔn)直自動監(jiān)測系統(tǒng)及全站型電子速測儀(全站儀)在大壩變形監(jiān)測中的成功使用,中國大壩表面水平位移監(jiān)測水平有了長足的進(jìn)步。UPS技術(shù)及全站儀的使用不受壩長及壩軸線形式的限制,且施測方便快捷。世界上一些先進(jìn)國家的土石壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測始于20世紀(jì)60年代,在高土石壩中應(yīng)用廣泛。中國在80年代初期研制了多種土石壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測儀器,己逐步在新建土石壩中使用。

水平位移監(jiān)測的發(fā)展方向有:

①從光學(xué)測量儀器向高精度電子化方向發(fā)展,使水平位移監(jiān)測準(zhǔn)確度和速度得以提高。

②從遙測儀器向自動化方向發(fā)展,使數(shù)據(jù)采集和處理自動化,做到實(shí)時安全監(jiān)測、監(jiān)控。