浯溪口工程高边坡变形监测方案设计

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摘 要：文章介绍了浯溪口水利枢纽工程的变形监测方案设计，包括监测内容、测点布设、监测方法、观测精度及监测成果处理。本工程所采用的方法精度可靠，资料能及时反映边坡的变形情况，对设计和施工具有一定的指导意义。

关键词：浯溪口；高边坡；变形监测

1 监测的主要内容

变形监测须充分考虑浯溪口工程高边坡的特点。其主要特点有：（1）变形范围特别大。（2）施工期特别长。（3）监测精度要求特别高。（4）变形监测成果反馈要求特别快。要求能快速取得监测成果，分析岩体变形性状，及时反馈到业主、设计、监理等有关部门，以服务动态设计、指导施工。结合工程的地质条件、施工特点、场平及规划情况，以少而精、经济、实用为原则，要安全监测项目布置如下主：变形观测网、边坡表面变形监测、钢筋计监测等。

2 监测网的建立及监测点的布置

平面监测网分为两个层次布网：基准点网和工作基点网。基准点网是覆盖工程而建立的。以工程变形基准点为依据，检测各基点的稳定性。以基准点网中已检测的基点为依据，检测该部位某些水平位移工作基点的稳定性。高程监测网分为检核网和垂直位移监测网两个层次。检核网是为了检验垂直位移监测网基准点的稳定性。垂直位移监测网用于监测垂直位移工作基点的稳定性。边坡变形监测主要由水平、垂直位移监测网和设置在边坡各级马道上的水平、垂直位移监测点组成。水平位移监测网的布置根据地形地质条件，按一等边角测量要求进行观测。高程监测点布设在边坡的各级马道上，监测地表变形情况；基准点和工作基点的具置可以根据现场地形及地质条件确定，选择在有完整基岩的稳定处。

3 监测方法

水平位移监测主要有测边网、极坐标法、前方交会法等。根据具体情况，可以对监测方法进行优化；垂直位移监测采用沉降观测。

3.1 极坐标法

根据极坐标的原理，以A、B两个已知点建立坐标轴，并以B点为极点建立极坐标系。测定B、C两点间的距离以及B、C连线和A、B连线夹角的方法。如图1：

图1 极坐标法

（1）

（2）

则C点坐标：

（3）

采用全站仪进行观测，其系统误差主要来源于测角误差、测距误差。假设取视距长度100m，采用Leica TCR1201全站仪进行观测（1″，1+1.5ppm）2个测回。

测角中误差：m角=1″/206265×100×1000=0.48mm

测距中误差：ms=1+1.5×10-6×100×1000=1.15mm

点位中误差：m点=（m角2+ms2）1/2=1.25mm

两次观测同一点水平位移变化量中误差：mΔcc′=m点/■=0.9mm

3.2 前方交会法

观测中，由于边坡的地质地貌条件，导致测站点无法与测点通视，可采用前方交会法来测定待测点坐标。对工作基点C点进行校核时，可用前方交会法。如图2。

图2 前方交会法

其计算公式为：

（4）

3.3 垂直位移监测

精密水准测量是对枢纽各建筑物及其基础、高边坡、近坝区岩体垂直位移监测的主要方法。基准点与工作基点、水准点组成结点环线水准网，按一等水准测量要求观测。

4 观测精度

（1）基准网观测精度

变形监测基准点的位移量中误差绝对值不得大于2mm。为工作基点及监测点提供高精度的基准。

（2）工作基点及测点观测精度

水平位移监测工作基点是在基准点之下设置的。监测频度在施工开挖期是每月一次，同时对部分不稳定的水平位移监测网点适时加密观测。水平、垂直位移监测点观测频次为每月一次。采取监测点与工作基点同步观测整体平差方案，施测中采用多项措施保证监测点的观测精度。

5 监测成果处理

（1） 数据预处理与平差计算

数据预处理与平差计算利用武汉大学变形监测数据处理软件。改软件具有功能齐全、通用性强、数学模型及处理方法严密，输出成果表格化、规范化等优点。

（2） 位移量计算

编制相应的计算程序，计算当次位移量、累计位移量，按规定的格式形成报表。

（3） 工作基点位移修正

由于观测精度、频次的需要，工作基点通常布置在工程建筑物附近，只要求它在一定的时间段内相对稳定或固定，其自身的稳定性由基准点来监测。通过一年一次的水平、垂直位移监测网的观测成果，计算出相邻两次网点的坐标差和高程差，对其按时间进行线性内插，得出一年中网点的坐标和高程在每个月的内插值，再利用该内插值作为监测网点与监测点观测数据处理的起算数据，重新计算监测点的坐标和高程，得出修正后的监测点的位移量。

6 变形统计模型分析

（1） 开挖对变形的影响。

式中H0为首测日断面的开挖高程，Ht为t时间断面的开挖高程，t为观测日距首测日的月数，δH为开挖对变形的影响分量。

（2） 温度对变形的影响。

式中：T0为坝区常年平均气温，Tt为t时间的实测气温，Tt-3为超前3个月实测气温，t为观测日距首测日的月数，δT为温度对变形的影响分量。

（3） 岩体自身时效变形的影响。

式中：t为观测日距首测日的月数，δD为时间效应分量。

（4） 位移影响函数。

位移影响函数：

7 结束语

浯溪口工程规模大，工期长，技术复杂，对变形监测系统的要求很高。根据工程实际情况，进行变形监测的优化设计，实事求是地选用更为严格、更为先进的监测方法，满足了工程的需要，对设计和施工具有一定的指导意义。

参考文献

[1]柳志云.TCA2003全站仪在小湾水电站高边坡监测中的应用[J].云南水力发电，2006，22（3）.

[2]贺跃光，杜年春，吴盛才，等.变形监测的理论与方法[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3]李岩，张永波.前方交会在矿山测量中的应用[J].中小企业管理与科学.2012（1）.