閘墩水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)選擇分析

王 守 春

(天津市水利科學(xué)研究院，天津　300061)

1　常用的水平位移監(jiān)測(cè)方法

水平位移是指閘體軸線的縱向水平位移和垂直于閘體軸線的橫向水平位移。一般情況下，比較關(guān)心的是橫向水平位移，所以常用的觀測(cè)方法有前方交會(huì)法、視準(zhǔn)線法、引張線、激光準(zhǔn)直法等[1]。交會(huì)法適用范圍最廣，但其監(jiān)測(cè)及資料整理相對(duì)復(fù)雜，前方交會(huì)法的觀測(cè)對(duì)設(shè)站點(diǎn)的位置要求不高，所以比較靈活，而且能夠同時(shí)獲得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的縱向水平位移和橫向水平位移。但是，該方法精度不高。而其他幾種方法只能獲取橫向的水平位移。

2　多測(cè)回測(cè)角觀測(cè)方法

該方法在監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近架設(shè)全站儀，采用自由測(cè)站邊角交會(huì)法進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)聯(lián)測(cè)附近的控制點(diǎn)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)處理獲得監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的一種方法。該方法與傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)測(cè)量有很大差異，傳統(tǒng)的邊角網(wǎng)測(cè)量均是把儀器架設(shè)在已知的控制點(diǎn)上進(jìn)行觀測(cè)，而多測(cè)回測(cè)角的方法無(wú)需把儀器架設(shè)在已知的控制點(diǎn)上。自由設(shè)站多測(cè)回測(cè)角觀測(cè)的網(wǎng)型圖如圖1所示。

(1)

(2)

基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差及其點(diǎn)位誤差分別為：

(3)

為了提高觀測(cè)值的精度，一般還要進(jìn)行氣象改正。

3　觀測(cè)基準(zhǔn)對(duì)多測(cè)回測(cè)角精度的影響

本部分結(jié)合天津市海河二道閘閘墩的水平位移監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行分析。本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采用徠卡全站儀(TS30)，測(cè)角精度0.5″，測(cè)距精度0.6 mm+1 ppm。天津市海河二道閘閘墩水平位移監(jiān)測(cè)的網(wǎng)型圖如圖1所示。三個(gè)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)埋深約為1.5 m，而且與閘體建設(shè)不是同一時(shí)期，加之距離控制50 m內(nèi)頻繁有車輛經(jīng)過(guò)，所以結(jié)合實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)初步判斷該監(jiān)測(cè)網(wǎng)中3個(gè)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性比較差。部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的變化過(guò)程線如圖2～圖5所示。

從圖2～圖5可以看出，2016年11月8日～2017年11月30日的變化過(guò)程線波動(dòng)較大，特別是圖5中3-2Y方向的波動(dòng)達(dá)5 mm之多，這顯然與實(shí)際是不符的。因?yàn)椋撻l建成于1985年，各閘墩均有樁基，所以各閘墩經(jīng)過(guò)30多年之后應(yīng)該比較穩(wěn)定，Y方向(水流向)的水平位移變化量不會(huì)在短期內(nèi)(2016年11月～2017年1月)達(dá)到5 mm。

鑒于分析過(guò)氣象改正誤差對(duì)監(jiān)測(cè)精度的影響分析，所以可排除掉氣象改正的因素。于是，舍棄監(jiān)測(cè)網(wǎng)中的控制點(diǎn)，取監(jiān)測(cè)點(diǎn)中的1-1,5-2兩個(gè)點(diǎn)作為平差的起算點(diǎn)，可以得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)的水平位移。如圖2～圖5中2017年11月30日之后的變化過(guò)程線，該部分的變化過(guò)程線的波動(dòng)均在1 mm以內(nèi)，這與理論計(jì)算的誤差是相符的。

4　結(jié)語(yǔ)

在采用全站儀對(duì)閘墩進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè)時(shí)，若控制點(diǎn)不夠穩(wěn)定，則可選取分布在監(jiān)測(cè)網(wǎng)兩端的兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為平差計(jì)算的起算點(diǎn)，從而可以得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)所選定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移變化過(guò)程線。而且，相比傳統(tǒng)的視準(zhǔn)線法只能獲取各閘墩水流向的水平位移，采用自由設(shè)站多測(cè)回測(cè)角的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，則可同時(shí)獲取各閘墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水流向和垂直于水流向的水平位移。

參考文獻(xiàn):

[1]徐高飛，許小杰.淺談水工建筑物表面水平位移監(jiān)測(cè)方法[J].浙江水利科技，2007(4)：54.

[2]楊雪峰，劉成龍，羅雁文.基于自由測(cè)站的基坑水平位移監(jiān)測(cè)方法探討[J].測(cè)繪科學(xué)，2011(5)：154.