直崗拉卡水電站大壩安全監測水平位移測量方法及精度分析

任世德

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

直崗拉卡水電站大壩安全監測水平位移測量方法及精度分析

任世德

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：對直崗拉卡水電站大壩安全監測水平位移觀測方法進行了介紹，并對其精度進行了分析，對生產實踐中進行水平位移監測方案的制定，提供了一定的借鑒作用。

關鍵詞：水平位移；監測；精度；分析

1樞紐工程基本情況

直崗拉卡水電站工程位于黃河干流上游的青海省尖扎縣與化隆縣交界處，距上游李家峽水電站壩址7.5km，距青海省西寧市公路里程109km。該電站工程是黃河上游龍羊峽—劉家峽河段規劃梯級開發方案中，在幾個大型電站之間的川地河段上建設的幾個中型電站之一。

本工程主要任務是發電。壩址以上控制流域面積136946km2，占黃河全流域面積的18.4%，多年平均流量684m3/s，總庫容1540萬m3,正常蓄水位2050.0m，電站總裝機容量為190MW，設計水頭12.5m，為低水頭徑流式電站，年發電量762GW·h，年利用小時3969h。工程于2002年動工興建，2006年完工投入運行。

樞紐工程由土石壩、泄洪閘、廠房和重力壩等主要建筑物組成，壩頂全長465m，呈一字型攔河布置，壩軸線方向SN31°33′39″。

2水平位移監測設計

直崗拉卡水電站大壩水平位移監測點按一字型布設于壩頂壩下0+9.5m處，11個監測點從右岸到左岸依次為TP02～TP12，左右岸各設一個工作基點，左岸為TP13，右岸為TP1。視準線全長466m，視準線觀測時，右岸工作基點TP01觀測視準線右岸半側的監測點TP02～TP08，左岸工作基點TP13觀測視準線左岸半側監測點TP09～TP12，最長視距243.27m，滿足規范小于300m的要求。

為監測2個工作基點的穩定性，在大壩下游設有2個工作基點，同工作基點組成大地四邊形，按二等三角網精度進行測量。具體布置情況見圖1：

圖1變形控制網平面示意圖

3觀測方法及精度分析

3.1監測點觀測方法

大壩水平位移視準線采用TCA2003全站儀用小角度法觀測，水平角觀測兩測回，同時觀測平距一測回，具體觀測步驟為如下。

首先在右岸工作基點TP13架設儀器，輸入氣象數據：

1）將儀器照準左岸工作基點TP01上標志，按度盤配置表設置起始讀數。

2）順時針方向旋轉照準部1～2周后精確照準零方向標志，并進行水平角讀數。

3）順時針方向旋轉照準部，精確照準監測點上標牌（棱鏡），測量并讀取水平角及平距。

4）縱轉望遠鏡，逆時針旋轉照準部1～2周后，精確照準監測點上標牌（棱鏡），測量并讀取水平角及平距。

5）逆時針方向旋轉照準部，精確照準工作基點TP1上標志，并進行水平角讀數。

6）按1）～5）的步驟完成第二測回觀測。依次完成其他監測點的觀測。

3.2監測點觀測精度分析

視準線的測值精度與儀器的測量精度、工作基點距測點的距離、重復照準的次數、儀器覘牌對準誤差及測回數有關。在采用相同的儀器及相同的觀測方法的情況下，距工作基點最遠的測點測值精度最低。

某測點一個測回的照準誤差為：式中：S-儀器至測點的距離m；α-1次照準誤差，取α=0.75″；

在視準線觀測中，測點的照準誤差和距離呈正比，即距離儀器架設點最遠的測點為最弱點。在該工程中距離儀器最遠距離為243.27m，因此對該點的照準誤差進行計算：

考慮到儀器對中誤差、活動覘牌對中誤差、固定覘牌對中誤差的影響，并設其最大誤差均為±0.2mm，讀數誤差為0.1mm，則一測回的中誤差為：

由此可見，在此觀測方法下，距工作基點最遠的測點位移值中誤差小于規范規定±1.0mm的允許值，滿足規范的要求。

3.3平面控制網的觀測方法

2個校核基點與2個工作基點組成大地四邊形變形控制網。觀測采用TCA2003全站儀，觀測按國家二等三角形網利用邊角網法進行觀測。每次觀測水平角采用方向法觀測12測回，全網共觀測12個方向，距離進行往返測共6條邊，觀測完成后進行內業計算，全網共有三角形四個。觀測依據為《混凝土壩安全監測技術規范》和《國家三角測量規范》（BG/T17942-2000），觀測資料整理后利用武漢測繪科技大學的科學測量控制網數據處理軟件進行平差計算。

3.4平面控制網的觀測精度

根據幾次觀測和平差計算數據統計，各次觀測的相關指標值列于表1。從表1中數據可知，精度指標都滿足二等三角形網精度要求。

表1 平面控制網點基本資料統計表

4結論

綜上所述，直崗拉卡水電站水平位移監測方法具有簡單易行，便于實地操作，精度滿足規范要求等特點。但由于電站地處高原地帶，在晴天觀測時大氣折光對觀測精度影響較大，一般應該選擇在陰天或早晚進行觀測。

參考文獻：

[1]任權.大壩變形監測[M].南京：河海大學出版社，1989.

[2]DLT5178-2003混凝土壩安全監測技術規范[S].

中圖分類號：X924.2

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5387（2015）12-0061-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.022

收稿日期：2014-11-25

作者簡介：任世德（1973-），男，助理工程師，從事大壩安全管理工作。