浅谈水平位移观测的几种方法在临淮岗洪水控制工程变形监测中的应用

变形监测是对被监测的建筑物 (简称变形体) 进行测量, 以确定其空间位置随时间的变化特征。变形监测为变形分析和预报提供科学数据。2007年汛期, 淮河流域发生仅次于54年的大洪水, 为了掌握建筑物在洪水前后的变形情况, 同时为了变形监测工作的连续性, 满足工程安全鉴定和竣工验收需要, 验证工程规划设计及施工的科学性, 为工程的交付和运行提供基础依据。

1 水平位移观测

临淮岗洪水控制工程水平位移观测的方法主要有三种:即GPS法、极坐标法及三角形边长交会法。

1.1 GPS法

GPS观测法是临淮岗洪水控制工程水平位移观测的基础观测方法, 测量时利用3台Trimble 5700 GPS和3台Trimble 4000GPS接收机联合作业, 分别在平面基准控制点及各工程的工作基点架设仪器, 精确测量各工作基点的适时坐标。为提高观测成果精度, 在不同的测次尽可能采用相同的基线网、选用相同的起算点、定人安置GPS接机来采集数据, 且每个时段的观测时间均长达一小进以上, 数据处理时, 剔除不合格的基线或闭合环, 以确保基线边相对误差小于1/10000, 最弱点点位中误差小于±5mm。

1.2 极坐标法

极坐标法主要用于测量姜唐湖进洪闸翼墙变形监测点的点位坐标。极坐标法测量采用LEICA-TC2003全站仪进行, 在安装有强制对中器的工作基点架设仪器, 在安装有强制对中器的后视方向点架设固定觇牌。采用方向观测法测定待测点与后视方向的水平角度, 水平角观测均为2测回, 每测回2C互差均不大于±8″。半测回归零差不大于±5″, 二次照准目标计数差不大于±4″, 水平距离测量为一次照准重复测距4次取平均值, 进行坐标计算前, 首先进行气象改正、加乘常数改正、倾斜改正、边长投影改正、边长高斯投影改正。

1.3 三角形边长交会法

姜唐湖进洪闸等水工建筑物的水平位移观测主要采用边长交会法。在两个独立基准点上分别架设LEICA-TC2003全站仪, 测量基准点至待测点之间的水平距离, 边长改正后, 按测边前方交会计算监测点的坐标。

1.4 实测过程

根据各工程及工程部位的特点及观测条件, 在保证观测精度的情况下, 分别采用GPS法、极坐标法及三角形边长交会法对姜唐湖进洪闸水平位移观测, 复测后建筑物工作基点成果见姜唐湖进洪闸监测点水平坐标及增量表见表2。

各变形观测点具体的观测方法统计见表2。

2 数据处理与分析

平面控制采用专用的测量平差软件 (TGO软件) 进行数据传输、基线解算和严密平差, 计算水平位移工作基点的坐标并进行精度评定。通过GPS法进行的水平位移监测数据, 采用南方测绘“南方GPS后处理程序”进行多点约束平差并评定精度。通过极坐标法、三角形边长前方交会法取得的水平位移观测数据, 经温度、气象、投影等各项改正后, 计算各监测点的实时坐标, 编制各测次监测点坐标表。

水平位移观测分别采用GPS法、极坐标法、三角形边长前方交会法。GPS接收机标称精度为± (5mm+1ppm) , 而采用极坐标法、三角形边长前方交会法的仪器均为TC2003全站仪。其测角标称精度为±0.5″, 测距标称精度为± (1mm+1ppm) , 均能够满足变形观测的需要。水平位移根据仪器的标称精度、测量闭合差及测角、测距精度估算变形监测点的点位精度, 进而分析测量误差对工程变形观测结果的影响。

3 结语

临淮岗洪水控制工程选择的监测项目齐全, 监测系统布置合理, 满足现行规范要求。变形监测点同建筑物结合紧密, 观测方法合理, 监测精度较高, 满足工程安全监测的需要。依据本次监测成果, 结合2006年监测数据分析, 临淮岗洪水控制工程枢纽主要为混凝土建筑物, 在无外加荷载作用下, 其处于稳定工作状态。

摘要：本文提出了水平位移观测的几种方法, 并对三种方法以及实测过程进行了比较详细的论述。

关键词：变形监测,水平位移观测,GPS法,极坐标法,三角形边长交会法

参考文献

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