港口灣水庫變形監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計與精度分析1

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1、目錄第一章變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展11.1傳感器和光纖傳感技術(shù)11.2激光技術(shù)31.3GPS技術(shù)4第二章控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計52.1工程概況52.2工作內(nèi)容52.3平面控制網(wǎng)的設(shè)計62.3.1布設(shè)原則62.3.2布設(shè)方案62.3.3坐標系的確立72.3.4平面網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計72.4高程控制網(wǎng)的設(shè)計82.4.1高程網(wǎng)的布設(shè)82.4.2精度估算8第三章控制網(wǎng)的施測103.1控制點選取與埋設(shè)103.2外業(yè)數(shù)據(jù)采集103.2.1角度測量103.2.2邊長測量103.2.3水準測量11第四章數(shù)據(jù)分析與平差計算124.1數(shù)據(jù)分析124.1.1角的圖形條件檢驗124.1.2邊長的檢驗124.1.3高程測量精度統(tǒng)計12

2、4.2平差計算134.2.1平面網(wǎng)的計算134.2.2水準網(wǎng)平差15第五章結(jié)論16參考文獻17附圖18第一章變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展【摘要】：在山區(qū)水庫進行變形監(jiān)測網(wǎng)觀測，由于受地形條件的限制，常規(guī)大地測量法仍然是目前變形監(jiān)測的主要方法。本文詳細介紹了港口灣水庫大壩變形監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計、實測和數(shù)據(jù)處理的全過程。經(jīng)按預定方案實施，其精度達到了預期的效果，為下一步大壩的變形觀測提供了可靠的依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】：港口灣水庫，變形監(jiān)測，優(yōu)化設(shè)計，精度分析隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種重大的工程建設(shè)正在不斷地涌現(xiàn)。例如，數(shù)百米壩高的特大型水電工程、特大跨距的斜拉橋、懸索橋、地鐵工程、安全監(jiān)測、核電站、大型工業(yè)和

3、民用建筑群體等，正逐步構(gòu)成我國現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的體系。大型工程建筑物的運行安全，滑坡和高邊坡的穩(wěn)定以及一些對環(huán)境和人民生命財產(chǎn)有嚴重傷害隱患的工程，它們的安全及災(zāi)病的防治在國內(nèi)外都受到極大重視。在水電建設(shè)事業(yè)中，主要水工建筑物的安危，不僅影響工程效益的發(fā)揮，而且直接威脅下游人民生命財產(chǎn)，一旦失事，將產(chǎn)生無法估量的損失和影響。我國的大壩變形監(jiān)測始于20世紀50年代初，到80年代末實現(xiàn)了自動化監(jiān)測，90年代后大壩安全監(jiān)測技術(shù)飛速發(fā)展，許多老壩完成了自動化監(jiān)測系統(tǒng)的更新改造，新建大壩具有功能更全的高水平監(jiān)測系統(tǒng)。其發(fā)展過程見表1.1.1，目前大壩變形監(jiān)測自動化實現(xiàn)了運行變量的數(shù)據(jù)采集、傳輸，數(shù)據(jù)管理

4、，在線分析，綜合成圖，成果預警的計算機控制網(wǎng)絡(luò)化，并向一體化、自動化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。191.1傳感器和光纖傳感技術(shù)近十幾年來，隨著我國大型水壩的增多，對大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)不斷提出新任務(wù)、新課題和新要求，同時電子計算機技術(shù)、激光技術(shù)、空間技術(shù)等新科技的發(fā)展與應(yīng)用，有力地促進了大壩觀測技術(shù)的自動化發(fā)展。測量自動化的初級實現(xiàn)是近十幾年發(fā)展起來的傳感器，推動了連續(xù)觀測方法的興起。它根據(jù)自動控制原理，把被觀測的幾何量（長度、角度）轉(zhuǎn)換成電量，再與一些必要的測量電路、附件裝置相配合，即組成自動測量裝置。所以傳感器是自動化觀測必不可缺的重要部件。從外部觀測的靜力水準、正倒錘、激光準直到內(nèi)部觀測的滲

5、壓計、沉降計、測斜儀、土體應(yīng)變計、土壓計，其自動化遙測都建立在傳感器的基礎(chǔ)上。由于用途不同，傳感器的形式和精度也不相同。它可以分為機械式、光敏式、磁式、電式傳感器（又分為電壓式、電容式、電感式），目前運用最多的是電式和磁式傳感器。例如：廣西大化大壩監(jiān)測系統(tǒng)運用的變形遙測儀器均為差動電容感應(yīng)式，精度在0.1～0.2mm19，結(jié)構(gòu)簡單，可在高濕度環(huán)境下長期可靠地工作；新豐江大壩變形監(jiān)測設(shè)備采用地震研究所研制的EMD-S型遙測垂線儀、EMD-T型引張線遙測儀，是用磁場差動法測量位移的2-D傳感器，它獨到的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計，使儀器具有良好的線性度、極小的橫向位移影響，且抗磁、防雷、耐潮，有極好的長期穩(wěn)

6、定性和可靠性。光纖傳感技術(shù)，光導纖維是以不同折射率的石英玻璃包層及石英玻璃細芯組合而成的一種新型纖維。它使光線的傳播以全反射的形式進行，能將光和圖像曲折傳遞到所需要的任意空間。它是近20年才發(fā)展起來的一種光傳輸?shù)奶厥獠牧?，主要用于郵電通信、醫(yī)療衛(wèi)生、國防建設(shè)等方面。而光纖傳感技術(shù)是以激光作載波，光導纖維作傳輸路徑來感應(yīng)、傳輸各種信息。80年代中后期國外開始了應(yīng)用于測量領(lǐng)域的理論研究，在美國、德國、加拿大、奧地利、日本等國已應(yīng)用于裂縫、應(yīng)力、應(yīng)變、振動等觀測上。凡是電子儀器能測量的物理量，它幾乎都能測量，如位移、壓力、流量、液面、溫度等。其靈敏度對位移達10-3cm，對溫度達0.01℃。國內(nèi)從

7、1990年開始在應(yīng)用理論研究上有了較快發(fā)展，針對大壩監(jiān)測研究的幾種光纖傳感系統(tǒng)已獲得專利權(quán)。其具有幾個優(yōu)點：（1）傳感和數(shù)據(jù)通道集為一體、便于組成遙測系統(tǒng)，實現(xiàn)在線分布式監(jiān)測；（2）測量對象廣泛，適于各種物理量的觀測；（3）體積小、質(zhì)量輕、非電連接、無機械活動件，不影響埋設(shè)點物性；（4）通信容量大，速度快，靈敏度高，可遠距測量；（5）耐水性、電絕緣好，耐腐蝕，抗電磁干擾；（6）頻帶寬，有利于超高速測量；（7）