港口湾水库变形监测网设计与精度分析1

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1、目录第一章变形监测技术的发展11.1传感器和光纤传感技术11.2激光技术31.3GPS技术4第二章控制网的优化设计52.1工程概况52.2工作内容52.3平面控制网的设计62.3.1布设原则62.3.2布设方案62.3.3坐标系的确立72.3.4平面网的优化设计72.4高程控制网的设计82.4.1高程网的布设82.4.2精度估算8第三章控制网的施测103.1控制点选取与埋设103.2外业数据采集103.2.1角度测量103.2.2边长测量103.2.3水准测量11第四章数据分析与平差计算124.1数据分析124.1.1角的图形条件检验124.1.2边长的检验124.1.3高程测量精度统计12

2、4.2平差计算134.2.1平面网的计算134.2.2水准网平差15第五章结论16参考文献17附图18第一章变形监测技术的发展【摘要】：在山区水库进行变形监测网观测，由于受地形条件的限制，常规大地测量法仍然是目前变形监测的主要方法。本文详细介绍了港口湾水库大坝变形监测网优化设计、实测和数据处理的全过程。经按预定方案实施，其精度达到了预期的效果，为下一步大坝的变形观测提供了可靠的依据。【关键词】：港口湾水库，变形监测，优化设计，精度分析随着我国国民经济的飞速发展，各种重大的工程建设正在不断地涌现。例如，数百米坝高的特大型水电工程、特大跨距的斜拉桥、悬索桥、地铁工程、安全监测、核电站、大型工业和

3、民用建筑群体等，正逐步构成我国现代化经济发展的体系。大型工程建筑物的运行安全，滑坡和高边坡的稳定以及一些对环境和人民生命财产有严重伤害隐患的工程，它们的安全及灾病的防治在国内外都受到极大重视。在水电建设事业中，主要水工建筑物的安危，不仅影响工程效益的发挥，而且直接威胁下游人民生命财产，一旦失事，将产生无法估量的损失和影响。我国的大坝变形监测始于20世纪50年代初，到80年代末实现了自动化监测，90年代后大坝安全监测技术飞速发展，许多老坝完成了自动化监测系统的更新改造，新建大坝具有功能更全的高水平监测系统。其发展过程见表1.1.1，目前大坝变形监测自动化实现了运行变量的数据采集、传输，数据管理

4、，在线分析，综合成图，成果预警的计算机控制网络化，并向一体化、自动化、数字化、智能化方向发展。191.1传感器和光纤传感技术近十几年来，随着我国大型水坝的增多，对大坝安全监测系统不断提出新任务、新课题和新要求，同时电子计算机技术、激光技术、空间技术等新科技的发展与应用，有力地促进了大坝观测技术的自动化发展。测量自动化的初级实现是近十几年发展起来的传感器，推动了连续观测方法的兴起。它根据自动控制原理，把被观测的几何量（长度、角度）转换成电量，再与一些必要的测量电路、附件装置相配合，即组成自动测量装置。所以传感器是自动化观测必不可缺的重要部件。从外部观测的静力水准、正倒锤、激光准直到内部观测的渗

5、压计、沉降计、测斜仪、土体应变计、土压计，其自动化遥测都建立在传感器的基础上。由于用途不同，传感器的形式和精度也不相同。它可以分为机械式、光敏式、磁式、电式传感器（又分为电压式、电容式、电感式），目前运用最多的是电式和磁式传感器。例如：广西大化大坝监测系统运用的变形遥测仪器均为差动电容感应式，精度在0.1～0.2mm19，结构简单，可在高湿度环境下长期可靠地工作；新丰江大坝变形监测设备采用地震研究所研制的EMD-S型遥测垂线仪、EMD-T型引张线遥测仪，是用磁场差动法测量位移的2-D传感器，它独到的电路和结构设计，使仪器具有良好的线性度、极小的横向位移影响，且抗磁、防雷、耐潮，有极好的长期稳

6、定性和可靠性。光纤传感技术，光导纤维是以不同折射率的石英玻璃包层及石英玻璃细芯组合而成的一种新型纤维。它使光线的传播以全反射的形式进行，能将光和图像曲折传递到所需要的任意空间。它是近20年才发展起来的一种光传输的特殊材料，主要用于邮电通信、医疗卫生、国防建设等方面。而光纤传感技术是以激光作载波，光导纤维作传输路径来感应、传输各种信息。80年代中后期国外开始了应用于测量领域的理论研究，在美国、德国、加拿大、奥地利、日本等国已应用于裂缝、应力、应变、振动等观测上。凡是电子仪器能测量的物理量，它几乎都能测量，如位移、压力、流量、液面、温度等。其灵敏度对位移达10-3cm，对温度达0.01℃。国内从

7、1990年开始在应用理论研究上有了较快发展，针对大坝监测研究的几种光纤传感系统已获得专利权。其具有几个优点：（1）传感和数据通道集为一体、便于组成遥测系统，实现在线分布式监测；（2）测量对象广泛，适于各种物理量的观测；（3）体积小、质量轻、非电连接、无机械活动件，不影响埋设点物性；（4）通信容量大，速度快，灵敏度高，可远距测量；（5）耐水性、电绝缘好，耐腐蚀，抗电磁干扰；（6）频带宽，有利于超高速测量；（7）