特克斯山口水電站變形監(jiān)測(cè)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

摘要：通過(guò)采用精密星歷對(duì)特克斯山口水電站變形監(jiān)（GPS）數(shù)據(jù)的處理，及水電站變形監(jiān)測(cè)歷次測(cè)量平差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出精密星歷解算數(shù)據(jù)精度高，提供了更可靠的山體滑坡的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為管理者做出正確的管理措施，提供依據(jù)，做到防患于未然。

關(guān)鍵詞：特克斯山口水電站；變形監(jiān)測(cè)；GPS；數(shù)據(jù)分析

1.特克斯山口水電站工程概況

特克斯河山口水電站位于鞏留縣和新源縣交界處特克斯河山口，是伊犁河恰甫其海水利樞紐二期工程，距鞏留縣約30公里。水庫(kù)正常蓄水位912m，總庫(kù)容1.21億m3，壩頂高程917.2m，最大壩高51m，壩頂長(zhǎng)度963.1m，電站總裝機(jī)容量141MW。

2.特克斯山口水電站變形監(jiān)測(cè)變形監(jiān)測(cè)的施測(cè)

2.1變形監(jiān)測(cè)的坐標(biāo)系統(tǒng)

特克斯山口水電站變形監(jiān)測(cè)的坐標(biāo)與高程系統(tǒng)保持與施工階段一致，平面關(guān)聯(lián)坐標(biāo)系為1954年北京坐標(biāo)系，高斯投影三度帶第27帶，中央子午線為81度，邊長(zhǎng)投影至900米高程面上，高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

2.2測(cè)量采用的儀器

平面基準(zhǔn)網(wǎng)為A級(jí)GPS網(wǎng)，采用目前最為先進(jìn)的Trimble 5700雙頻GPS接機(jī)（標(biāo)稱精度5mm+0.5ppm×D）進(jìn)行施測(cè)。

垂直基準(zhǔn)網(wǎng)采用Trimble Dini 12電子水準(zhǔn)儀1臺(tái)，用于變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)的高程控制測(cè)量（一、二等水準(zhǔn)測(cè)量）。使用儀器均有新疆測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站出具的合格證書(shū)，并在有效期內(nèi)。在使用前的外觀檢視及常規(guī)檢查記錄，測(cè)量期間每天均有水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn)，最大值-10.2″，規(guī)范限差15″。

2.3 平面基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測(cè)

平面基準(zhǔn)點(diǎn)觀測(cè)按表1（A、B級(jí)GPS測(cè)量技術(shù)基本要求）的A級(jí)GPS網(wǎng)觀測(cè)要求，布設(shè)成圖形結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的邊連式GPS網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)。按規(guī)范要求，觀測(cè)時(shí)時(shí)段長(zhǎng)度可適當(dāng)延長(zhǎng)，減少觀測(cè)時(shí)段數(shù)，但總的觀測(cè)時(shí)間必須滿足上表1的要求。實(shí)際測(cè)量時(shí)A級(jí)共觀測(cè)2個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段大于27小時(shí)。這樣觀測(cè)的目是，GPS衛(wèi)星絕的繞地球運(yùn)動(dòng)的周期都在12小時(shí)左右，當(dāng)連續(xù)觀測(cè)24小時(shí)，GPS觀測(cè)的大部分誤差將以周期性體現(xiàn)出來(lái)，我們既可以剔除大部分GPS觀測(cè)誤差項(xiàng)。有利于后續(xù)數(shù)據(jù)處理消除各項(xiàng)周期性誤差的影響。

觀測(cè)時(shí)的時(shí)段長(zhǎng)度可適當(dāng)延長(zhǎng)，減少觀測(cè)時(shí)段數(shù)，但總的觀測(cè)時(shí)間必須滿足上表要求。

2.4高程測(cè)量

高程基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測(cè)、檢測(cè)按一等水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行，以三個(gè)起算點(diǎn)（IS01、IS02、SK103）中較為穩(wěn)定的一點(diǎn)為起點(diǎn)，布設(shè)一等閉合水準(zhǔn)路線臉聯(lián)測(cè)，平面基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)聯(lián)測(cè)高程，便于后續(xù)監(jiān)測(cè)的施測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)按二等水準(zhǔn)支線聯(lián)測(cè)。具體觀測(cè)方法件表2（一、二等水準(zhǔn)觀測(cè)技術(shù)要求）。

3.特克斯山口水電站變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析

3.1 起算數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的分析

變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)共觀測(cè)三次，每次觀測(cè)前均對(duì)起算點(diǎn)邊長(zhǎng)及高程進(jìn)行檢測(cè)（邊長(zhǎng)采用GPS觀測(cè)，高程采用一等水準(zhǔn)觀測(cè)），觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表3（平面起算點(diǎn)GPS基線邊檢測(cè)統(tǒng)計(jì)表）、表4（高程起算點(diǎn)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)表）。

由上表4可見(jiàn)，四次觀測(cè)三個(gè)起算點(diǎn)間高差的差值很小，均在限差以內(nèi)，說(shuō)明三個(gè)起算點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系沒(méi)有發(fā)生變化，起算點(diǎn)位穩(wěn)定可靠。

3.2變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)平差結(jié)果的分析

變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)共觀測(cè)三次，平差結(jié)果的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表5（A級(jí)網(wǎng)GPS歷年觀測(cè)精度統(tǒng)計(jì)表）。由上表5可見(jiàn)，三次觀測(cè)平差結(jié)果都在限差的一半以內(nèi)，說(shuō)明每次測(cè)量外業(yè)完成的較好，測(cè)量精度較高，平差數(shù)據(jù)可靠。

3.3 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

結(jié)合以上三次測(cè)量成果，繪制各基準(zhǔn)點(diǎn)的變形位移統(tǒng)計(jì)成果表（見(jiàn)表6三次觀測(cè)變形位移量統(tǒng)計(jì)表）。

2005年11月觀測(cè)值為初始值，其他位移量都是與初始值的差值。

通過(guò)表6（四次測(cè)量變形位移統(tǒng)計(jì)表），繪制各點(diǎn)位移-時(shí)間變化過(guò)程曲線圖。通過(guò)位移---時(shí)間過(guò)程線可以看出所有基準(zhǔn)點(diǎn)中除SK105的差值較大外，其余位移均在6mm以內(nèi)，可以視為測(cè)量誤差，即除SK105外，其它基準(zhǔn)點(diǎn)均穩(wěn)定。

從位移---時(shí)間過(guò)程線中可以看出SK105向南移了20mm、向東位移了23.8 mm、向下沉降了78.2mm，這說(shuō)明了SK105基準(zhǔn)點(diǎn)地基有向西北方向的位移及垂直向下的位移；SK105基準(zhǔn)點(diǎn)坐落在水庫(kù)東南側(cè)的山體；即水庫(kù)東南側(cè)的山體有向水庫(kù)方向的滑坡。

3.4水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)分析

采用一等水準(zhǔn)對(duì)SK105高程進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合測(cè)量中一等閉合水準(zhǔn)的往返測(cè)量高差不符值最大的為“IS04—SK103”段，差值為+2.07mm，允許值為“±3.50mm”路線閉合差為-1.82mm，路線長(zhǎng)為4.88Km，測(cè)站數(shù)為148站，限差為±4.87mm。各項(xiàng)指標(biāo)差均遠(yuǎn)小于規(guī)范要求，說(shuō)明水準(zhǔn)測(cè)量精度較高。將測(cè)量成果調(diào)制成垂直位移統(tǒng)計(jì)表（見(jiàn)表7垂直位移統(tǒng)計(jì)表）。

從表中可以看出除SK05基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移87.5mm外，其他各點(diǎn)垂直位移均在6mm以內(nèi)，視為測(cè)量誤差，即各基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定。

從垂直位移統(tǒng)計(jì)表（見(jiàn)表7垂直位移統(tǒng)計(jì)表）可以得出SK05基準(zhǔn)點(diǎn)下沉了87.5mm，SK05基準(zhǔn)點(diǎn)地基下沉。為此我們對(duì)SK05基準(zhǔn)點(diǎn)坐落的東南側(cè)山體進(jìn)行了巡視，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水庫(kù)東南方向，離水庫(kù)500米左右的山體有一條明顯的裂縫，裂縫寬度50cm，經(jīng)管理者及當(dāng)?shù)厝罕姶_定裂縫為蓄水后形成的，說(shuō)明水庫(kù)東南方的山體有向水庫(kù)的滑坡，這與GPS測(cè)量數(shù)據(jù)分析結(jié)果相吻合。

4.結(jié)論

1.基準(zhǔn)點(diǎn)SK105座落的地基基礎(chǔ)發(fā)生了沉降，并有東南方向的位移，說(shuō)明水庫(kù)東南方向的山體有向水庫(kù)的滑坡。

2.采用GPS測(cè)量數(shù)據(jù)分析得出基準(zhǔn)點(diǎn)SK105沉降了78.5mm，通過(guò)一等水準(zhǔn)測(cè)量得出基準(zhǔn)點(diǎn)SK105沉降了87.5mm，兩種方法差值為9mm，說(shuō)明采用精密星歷結(jié)算出的GPS大地精度較高，說(shuō)明用GPS來(lái)監(jiān)測(cè)建筑物和山體的水平位移及沉降，方法可靠，測(cè)量數(shù)據(jù)可靠、精度較高。

3.經(jīng)過(guò)巡視發(fā)現(xiàn)水庫(kù)東南方向，離水庫(kù)500米左右的山體由已明顯的裂縫，裂縫寬度50cm，經(jīng)管理者及當(dāng)?shù)厝罕姶_定裂縫為蓄水后形成的，這與測(cè)量結(jié)果吻合，進(jìn)一步說(shuō)明水庫(kù)東南方的山體有向水庫(kù)的滑坡，當(dāng)引起水庫(kù)管理部門的注意，建議增加觀測(cè)次數(shù)，防患于未然。

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