CN104390625A - 街面电站外部三维变形监测方法 - Google Patents

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吴峰
杨频
吴家永
柯榕
黄静峰
刘锦芳
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State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种街面电站外部三维变形监测方法。该方法：首先，建立空间三维坐标，将街面电站大坝的三维立体结构图导入计算机中，并在空间三维坐标中，建立街面电站大坝的空间三维模型；根据街面电站大坝的空间三维模型，选择街面电站大坝的位移观测点；其次，通过三维变形监测系统，检测街面电站大坝各位移观测点垂直位移变量及水平位移变量；根据各位移观测点的垂直位移变量及水平位移变量，重生成的街面电站大坝空间三维模型；最后，将重生成的街面电站大坝空间三维模型与未变形的街面电站大坝的空间三维模型进行比较，对比位移变形量较大点，判断其是否超过设定阈值。本发明方法测试简单，解放观测人力，提高了观测效率。

Description

街面电站外部三维变形监测方法
技术领域
本发明涉及一种街面电站外部三维变形监测方法。 
背景技术
众所周知，水电站大坝是一种极为重要而又特殊的建筑物，它在防洪、发电、供水、灌溉、航运、旅游等方面发挥着巨大的作用。它给人类造福的同时，也给人类带来了潜在的危害，一旦大坝失事，给下游人民将造成巨大的伤害，其后果不堪设想，损失难以估量。因此，对大坝进行安全监测，及时了解大坝的运行性态和安全信息，防患于未然，是降低工程风险、减少事故的重要手段。 
街面大坝表面变形监测设置多排测线，多个位移测点，用以监测大坝各部位的位移变化情况。目前大坝表面变形采用TCA2003全站仪进行人工测量即采用人工瞄准、读数、记录、计算、校核。 
目前大坝测量方法：采用人工监测。监测时人工组合如下：一名工作人员负责观测，一名工作人员负责现场的记录、计算和限差控制，两到三名工作人员辅助装拆各测点棱镜。 
由于大坝表面变形测点多、观测频率高，采用人工监测导致问题如下： 
1、观测用时长、观测人员工作强度大。人工监测通常以6～8个测点为一组，每组观测用时约2～3个小时，街面大坝有6、70个表面变形测点，观测完所有测点为一周期，其周期观测人工用时约为31小时，即四个工作日。按国家电力行业标准《土石坝监测技术规范》（DL/T5259—2010）监测频次要求，街面大坝表面变形每月至少观测4次，由此可见，观测人员工作强度极大。
2、人为误差影响增加。人工瞄准、测量将不可避免的产生人为瞄准误差、读数误差，影响了大坝安全监测的精度。 
面对这种状况，如何利用现有的人员，按照相关规范要求，实现大坝的安全监测，及时掌握大坝的运行状况，是我们面临的新课题。为解放观测人力，提高观测效率，街面大坝表面变形监测新方法已迫在眉睫。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试简单，解放观测人力，提高观测效率的街面电站外部三维变形监测方法。 
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种街面电站外部三维变形监测方法，包括如下步骤， 
步骤S1：建立空间三维坐标，将街面电站大坝的三维立体结构图导入计算机中，并在空间三维坐标中，建立街面电站大坝的空间三维模型；
步骤S2：根据街面电站大坝的空间三维模型，选择街面电站大坝的位移观测点；
步骤S3：通过三维变形监测系统，检测街面电站大坝各位移观测点垂直位移变量及水平位移变量；
步骤S4：根据各位移观测点的垂直位移变量及水平位移变量，重生成的街面电站大坝空间三维模型；
步骤S5：将步骤S4重生成的街面电站大坝空间三维模型与步骤S1建立未变形的街面电站大坝的空间三维模型进行比较，对比位移变形量较大点，判断其是否超过设定阈值，若是，则通知维护人员维护，否则，继续检测。
在本发明实施例中，所述三维变形检测系统采用变形监测分析系统或静力水准仪。 
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果： 
1、解放人力，减少大坝观测人工用时；
2、减少人为观测误差，提高观测精度。
具体实施方式
下面，对本发明的技术方案进行具体说明。 
本发明一种街面电站外部三维变形监测方法，包括如下步骤， 
步骤S1：建立空间三维坐标，将街面电站大坝的三维立体结构图导入计算机中，并在空间三维坐标中，建立街面电站大坝的空间三维模型；
步骤S2：根据街面电站大坝的空间三维模型，选择街面电站大坝的位移观测点；
步骤S3：通过三维变形监测系统，检测街面电站大坝各位移观测点垂直位移变量及水平位移变量；
步骤S4：根据各位移观测点的垂直位移变量及水平位移变量，重生成的街面电站大坝空间三维模型；
步骤S5：将步骤S4重生成的街面电站大坝空间三维模型与步骤S1建立未变形的街面电站大坝的空间三维模型进行比较，对比位移变形量较大点，判断其是否超过设定阈值，若是，则通知维护人员维护，否则，继续检测。
在本发明实施例中，所述三维变形检测系统采用变形监测分析系统或静力水准仪。 
以下为本发明的具体实施过程： 
鉴于原有大坝测量方法：采用人工监测，费时费力，故提出了对街面电站外部三维变形监测，采用如下方式：
方案一：采用三维变形自动监测系统
以TCA2003全站仪为载体，实现TCA2003全站仪自动找准目标对中并测量、指标差修正并计算、异常值判断并重测等功能。有效减少人为观测误差、解放人力、提高观测效率，达到街面大坝表面变形自动化监测的目标。
方案二：静力水准自动化监测系统
采用引张线与静力水准相结合方式，进行街面大坝表面位移自动化监测，即建立若干条引张线与静力水准测线，利用引张线观测坝体水平位移，静力水准观测坝体垂直位移，并通过倒垂系统校核两岸工作基点。
在各测点安装仪器，通过水工电缆接至NDA数据测控采集单元，利用各部位NDA数据测控采集单元，将数据传输至DSIMS大坝安全管理信息系统，实现实时监控、定时采集、数据分析等功能，达到大坝表面位移智能化监测目标。 
方案一：三维变形自动化监测系统人工用时主要为人工装设仪器、棱镜及数据传输，通过模拟试验，每组（6～8个测点）人工用时约46min，其周期监测人工用时为：46*11=506min，即8.5小时，比人工监测可节省人工用时约22.5小时； 
方案二：引张线与静力水准自动化监测系统人工用时主要为仪器维护工作，对引张线仪器加水等，考虑街面大坝点多面广，每支仪器维护用时为8min，其周期监测人工用时为：8*68=544min，即9小时，比人工监测可节省人工用时约22小时。
综上，可见采用采用三维变形自动监测系统及静力水准自动化监测系统均可达到较佳的测试效果，结合计算机三维软件即可实现街面电站大坝的三维变形监测。 
上述方法不但解放人力，减少大坝观测人工用时，而且，减少人为观测误差，提高观测精度。 
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。 

Claims (2)

1.一种街面电站外部三维变形监测方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤S1：建立空间三维坐标，将街面电站大坝的三维立体结构图导入计算机中，并在空间三维坐标中，建立街面电站大坝的空间三维模型；
步骤S2：根据街面电站大坝的空间三维模型，选择街面电站大坝的位移观测点；
步骤S3：通过三维变形监测系统，检测街面电站大坝各位移观测点垂直位移变量及水平位移变量；
步骤S4：根据各位移观测点的垂直位移变量及水平位移变量，重生成的街面电站大坝空间三维模型；
步骤S5：将步骤S4重生成的街面电站大坝空间三维模型与步骤S1建立未变形的街面电站大坝的空间三维模型进行比较，对比位移变形量较大点，判断其是否超过设定阈值，若是，则通知维护人员维护，否则，继续检测。
2.根据权利要求1所述的街面电站外部三维变形监测方法，其特征在于：所述三维变形检测系统采用变形监测分析系统或静力水准仪。
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