某水電站監測工程研究

李德斌

摘要:某水電站建筑物中主要設計安裝GPS監測系統、接縫變化監測、基礎變形監測等觀測項目。文章從水準點埋設、分項目分析了該水電站監測措施,并提出了合理的防治措施建議。

關鍵詞:水電站;監測工程

中圖分類號:TB22文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0143-01

該水電站建筑物中設計安裝GPS監測系統、接縫變化監測、基礎變形監測等觀測項目。其中GPS監測系統主要用來監測庫區滑坡體的變形趨勢,接縫變化監測主要用來觀測壩體接縫變化,基礎變形監測主要用來監測壩基基巖的變形情況。

1水準標點埋設

水準測點選用B-2水準標點,每100～200 m左右設一個,整個測量線路單程約2.0 km,共設置12個水準網點。工作基準選用B-2水準點。水準原點是沉陷觀測的起算基準點,必須保證穩定不變和長久保存。水準原點布置在下游距壩軸線約1.5 km處,此處遠離大壩沉陷區,設1組3點式深埋巖石標。1組3點式的優點在于自檢的靈敏度高,在3點等距的地方設置固定測站,經常觀測三點間的高差,可判斷水準基本點的高程有無變化。

2GPS監測系統

該水電站的庫區滑坡采用GPS一機多天線技術,它由控制中心、數據通信、GPS多天線接收單元和供電系統構成。普通的全站儀由于其內部的光電局限使得它不能工作在雨雪夜環境下作業,再者蓄水后也無方便的交通和固定的基準測站。GPS技術由于其全天候作業的特點不但可以取代傳統的測量作業方式,而且可以將GPS信號傳輸到控制中心,實現數據自動化傳輸、管理和分析處理。當GPS用于滑坡監測時對具有代表性的區域建立變形觀測點,要通過觀測整體的微小變形量,構造統計分析模型,預測變形體長期的變化趨勢,為以后的分析決策提供依據。滑坡變監測需要實時傳送數據,并不斷更新,達到監控的目的,不同于常規GPS觀測結果處理,由于GPS一機多天線系統其分時操作的特點,對觀測文件需要按時間進行切割,要用專用軟件對接收機采集的數據進行處理。

采用以下措施提高GPS的觀測精度。①選擇合適的高度截止角。對受邊坡遮擋的監測點,變換不同的高度角,觀測各條基線長,與當地的常規全站儀測量得出的坐標(假定為真值)反算得出的基線長進行比較。取15°到20°左右可以達到最好的觀測效果。一定要考慮是否有其他地物遮擋的問題,對于滑坡位移監測,這樣的精度已經能夠滿足要求,可以容許高度截止角在一定范圍內的變化來避開被遮擋的天空。②選擇最佳觀測時段。考慮到用GPS觀測不同于普通的全站儀,需要先對天空中可見衛星進行信號鎖定,計算出衛星的整周模糊度,根據衛星的分布計算幾何精度因子,評價GPS定位的精度水平。當接收機失去對衛星的鎖定時,需要重新鎖定新出現的衛星,比較并使用最優衛星空間結構計算天線位置。在壩區進行變形監測,使用雙頻接收機可以達到較好的效果。經以往觀測證明,90 min觀測與45 min觀測結果接近,所以從提高工作效率節省工作時間方面考慮,45 min已經能夠達到GPS滑坡監測的要求。③采用雙頻GPS接收機。由于雙頻接收機可以連續觀測L1、L2兩個頻段的載波和測距碼,增加了觀測量,可以更好的消除信號在大氣中傳播造成的誤差。④采用最佳的優化網形。對網點做網形優化,以提高結構強度。盡量聯測監測網中的起算點,以取得精確可靠的坐標轉換參數。

3其它主要監測措施

巖石變位計鉆孔孔徑≥Φ90 mm,孔深滿足設計要求后清除孔內殘余物,測量鉆孔有效孔徑、孔斜、方位等鉆孔參數,并記錄鉆進過程中巖粉和返水等情況。巖石變位計錨桿安裝前,采用黃油和彩條布等包裹5～6層,并用細鉛絲綁扎后下入孔中,最后安裝巖石變位計測頭,測頭預拉15～20 mm左右。橫縫測縫計安裝時為避免電纜受損,必須將接縫處的電纜長約40 cm范圍內包上布條。基巖面測縫計安裝時按照設計參數在巖體中鉆孔,孔徑不小于90 mm,孔深1.0 m。測斜管與鉆孔孔壁之間的空隙用水泥砂漿回填。按照施工圖紙所示或監理人指示澆筑孔口混凝土保護墩和安裝孔口保護蓋板。

4結論及建議

隨時補充或修正有關監測設施的變動或檢驗、校測情況,以及各種考證表、圖等,確保資料的銜接和連續性。根據所繪制圖表和有關資料及時做出簡要分析,分析各監測物理量的變化規律和趨勢,判斷有無異常值。如有異常,應及時分析原因,先檢查計算有無錯誤和監測儀器有無故障,經多方比較判斷,若發現確有不正常現象或確認的異常值,應立即口頭上報監理人,并在24 h內提交書面報告。

參考文獻:

[1] 林宗元.巖土工程勘察設計手冊[M].沈陽:遼寧科學出版社,

1996.