洪水控制工程論文

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1變形監(jiān)測(cè)的目的

根據(jù)《水閘技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定要求，每年對(duì)臨淮崗樞紐工程進(jìn)行汛前汛后2次變形監(jiān)測(cè)，根據(jù)大量觀測(cè)資料進(jìn)行整編分析，對(duì)樞紐工程的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析論證。

2變形監(jiān)測(cè)過程

根據(jù)臨淮崗洪水控制工程變形觀測(cè)的工作需要，管理局配備了精干而高水平的技術(shù)力量和高密度的測(cè)量設(shè)備，按要求完成觀測(cè)任務(wù)。

3基準(zhǔn)控制網(wǎng)建立

在工程建設(shè)期間，中水淮河工程有限責(zé)任公司在2006年4月至2007年元月完成了臨淮崗洪水控制工程變形監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)的建立、加固改造和復(fù)測(cè)工作，完成了變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的改造施工工作。

3.1平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)

首期平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)由CH01，CH04，CH05，CH06，CH09五點(diǎn)和起算點(diǎn)HW02，,BFB02，LH05(該3點(diǎn)均為臨淮崗洪水控制工程施工控制點(diǎn))組成，按B級(jí)GPS網(wǎng)精度測(cè)量。同時(shí)連測(cè)國家三角點(diǎn)Ⅱ垂崗集合七里廟，選用4臺(tái)NGS-9800雙頻GPS接收機(jī)分2個(gè)時(shí)段進(jìn)行觀測(cè)，每時(shí)段觀測(cè)時(shí)間大于2小時(shí)。測(cè)后經(jīng)過平差計(jì)算，B級(jí)GPS網(wǎng)基線邊最弱邊邊長相對(duì)中誤差為1/200000，最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為±2.2mm，滿足有關(guān)規(guī)范和水平位移監(jiān)測(cè)的精度要求。

3.2高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)

高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)由CH01，CH04，CH05，CH06，CH07，CH08，CH09七點(diǎn)和國家水準(zhǔn)點(diǎn)Ⅱ南鳳13，Ⅱ臨淮02基點(diǎn)組成，二等水準(zhǔn)精度測(cè)量，布設(shè)為附合水準(zhǔn)路線。高程基準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)觀測(cè)采用S05S1型威特N3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行，水準(zhǔn)點(diǎn)的計(jì)算采用嚴(yán)密平差方法計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，二等水準(zhǔn)測(cè)量的線路長、高程往返差、附合水準(zhǔn)線路閉合差、每公里水準(zhǔn)測(cè)量的偶然中誤差等均符合《國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，滿足垂直位移監(jiān)測(cè)的精度要求。

3.3監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置與改造

根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，沿主壩共計(jì)布設(shè)16條監(jiān)測(cè)橫斷面。主壩監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布于兩側(cè)灘地、兩側(cè)壩腳、兩側(cè)壩坡平臺(tái)和壩頂下游一側(cè)。在工程施工階段已經(jīng)為主壩變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)澆了砼觀測(cè)墩，觀測(cè)墩的變形，可以充分代表主壩的整體變形。水閘的變形觀測(cè)點(diǎn)分別布設(shè)在公路橋下游啟閉機(jī)房外側(cè)閘墩和上、下游兩側(cè)的翼墻。上述變形觀測(cè)點(diǎn)與被監(jiān)測(cè)體通過鋼筋混凝土連接良好，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移可以反映被監(jiān)測(cè)體的整體變形。

4變形觀測(cè)

4.1垂直位移觀測(cè)

垂直位移觀測(cè)采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，使用TrimbleDiNi12電子水準(zhǔn)儀配3m銦瓦條碼尺按二、三等水準(zhǔn)精度施測(cè)，投入變形觀測(cè)的儀器在使用前經(jīng)檢測(cè)合格，在使用過程中又按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行了儀器的檢測(cè)、調(diào)校和校正，測(cè)量?jī)x器的精度指標(biāo)及運(yùn)行狀態(tài)滿足變形觀測(cè)工作的要求。Ⅱ南鳳13，Ⅱ臨淮02基上兩個(gè)國家水準(zhǔn)點(diǎn)分別位于臨淮崗主壩南端和北端，分屬于Ⅱ南鳳（南照－鳳臺(tái)）和臨淮崗支線兩條水準(zhǔn)線路。測(cè)量以此2點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行附合路線水準(zhǔn)測(cè)量。首先按三等水準(zhǔn)測(cè)量精度對(duì)已知點(diǎn)國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)資料分析，水準(zhǔn)標(biāo)石穩(wěn)定，高程成果可靠，可作為本次變形監(jiān)測(cè)的高程起始點(diǎn)使用。

4.2水平位移觀測(cè)

4.2.1測(cè)量方法

臨淮崗洪水控制工程水平位移觀測(cè)的方法主要有四種：GPS法、極坐標(biāo)法、活動(dòng)覘牌法以及三角形邊長交會(huì)法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用，現(xiàn)在主要介紹GPS觀測(cè)方法：GPS觀測(cè)法是臨淮崗洪水控水控制工程水平位移觀測(cè)的基礎(chǔ)觀測(cè)方法，測(cè)量時(shí)利用三臺(tái)LeiCa-SR20GPS接收機(jī)與四臺(tái)南方測(cè)繪NGS-9600GPS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)，分別在平面基準(zhǔn)控制點(diǎn)及各工程的工作基點(diǎn)架設(shè)儀器，精確測(cè)量各工作基點(diǎn)的適時(shí)坐標(biāo)。為提高觀測(cè)成果精度，在不同的測(cè)次組盡可能采用相同的基線網(wǎng)、選用相同的起算點(diǎn)、定人安置GPS接收機(jī)來采集數(shù)據(jù)，且每個(gè)時(shí)段的觀測(cè)時(shí)間延長至一小時(shí)以上。數(shù)據(jù)處理時(shí)，剔除不合格的基線或閉合環(huán)，以確?；€邊邊長相對(duì)誤差小于1/10000，最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差小于±5mm。

4.2.2實(shí)測(cè)過程

根據(jù)各單位工程及工程部位的特點(diǎn)及觀測(cè)條件，在保證觀測(cè)精度的情況下，分別采用GPS法、極坐標(biāo)法、活動(dòng)覘牌法以及三角形邊長交會(huì)法完成了對(duì)主壩及水閘的水平位移觀測(cè)。在采用GPS法進(jìn)行水平位移觀測(cè)時(shí)，為了盡可能降低系統(tǒng)誤差對(duì)位移量的影響，力求GPS網(wǎng)采用相同的起算點(diǎn)、構(gòu)成相同的網(wǎng)型。

5數(shù)據(jù)處理與分析

高程控制基準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)水準(zhǔn)線路構(gòu)成的閉合條件采用嚴(yán)密平差方法推求各基準(zhǔn)點(diǎn)高程。垂直位移觀測(cè)根據(jù)二、三等水準(zhǔn)觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行各次平差計(jì)算，求得垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)各次的高程。用各監(jiān)測(cè)點(diǎn)第一、二次觀測(cè)計(jì)算的高程平均值為初始值，用于統(tǒng)計(jì)計(jì)算以后各次監(jiān)測(cè)的累計(jì)垂直位移量，編制垂直位移量統(tǒng)計(jì)表。根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移量和時(shí)間的關(guān)系繪制監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移過程曲線，根據(jù)相同監(jiān)測(cè)點(diǎn)垂直位移量與位置（距離）關(guān)系繪制各次觀測(cè)的縱橫斷面圖。平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)采用中海達(dá)商用軟件首先進(jìn)行一點(diǎn)一方向的無約束平差，然后進(jìn)行已知三點(diǎn)的約束平差，計(jì)算各基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)并進(jìn)行基準(zhǔn)網(wǎng)精度評(píng)定。采用GPS法進(jìn)行的水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用南方測(cè)繪“南方GPS后處理程序”進(jìn)行多點(diǎn)約束平差并評(píng)定精度。通過極坐標(biāo)法、活動(dòng)覘牌法以及三角形邊長交會(huì)法取得的觀測(cè)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行投影改正、氣象改正等各項(xiàng)改正后，分別計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，編制各測(cè)次各監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)表，以第一、二次觀測(cè)計(jì)算的各點(diǎn)坐標(biāo)平均值為初始值以統(tǒng)計(jì)計(jì)算以后各次觀測(cè)的水平坐標(biāo)增量，進(jìn)而計(jì)算坐標(biāo)增量在垂直建筑方向上的分量，編制坐標(biāo)增量表及水平位移量表，根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量和時(shí)間的關(guān)系繪制監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移過程曲線，根據(jù)相同屬性各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量和位置（距離）關(guān)系繪制各次監(jiān)測(cè)的縱橫斷面圖。根據(jù)各種變形的時(shí)程曲線圖的總體變化趨勢(shì)來判斷被監(jiān)測(cè)部位的位移變化特點(diǎn)，根據(jù)同類屬性點(diǎn)間的位移變化特點(diǎn)來判斷其變化規(guī)律。

6結(jié)論和建議

根據(jù)臨淮崗工程在管理運(yùn)行期的水工變形監(jiān)測(cè)工作實(shí)踐，為了進(jìn)一步了解樞紐建筑物的位移變化規(guī)律和變化趨勢(shì)，尤其是在有外加荷載情況下的位移變化，提出如下建議：

6.1保持觀測(cè)工作的系統(tǒng)性和連續(xù)性，按照規(guī)定的項(xiàng)目、測(cè)次和時(shí)間，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)。要求做到“四隨”“、四無”“、四固定”，以提高觀測(cè)精度和效率。

6.2后續(xù)的監(jiān)測(cè)工作應(yīng)采用與以往成熟的觀測(cè)方案、相同的觀測(cè)路徑和相同的觀測(cè)精度，以保持與前期監(jiān)測(cè)成果的一致性和可比性。

6.3每年初均應(yīng)對(duì)上一年度觀測(cè)資料進(jìn)行整編，并將整編成果報(bào)上級(jí)主管部門審查，對(duì)審查合格的資料整編成果應(yīng)裝訂成冊(cè)，歸入技術(shù)檔案。

6.4加強(qiáng)基準(zhǔn)控制網(wǎng)點(diǎn)的巡視、檢查和復(fù)測(cè)，保護(hù)好現(xiàn)有基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)志及基準(zhǔn)網(wǎng)成果精度。

作者：陶偉 單位：安徽省臨淮崗洪水控制工程管理局