CN105806286B - 基点植入式水库大坝位移监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基点植入式水库大坝位移监测方法及装置，方法如下：一、将监测位置位于水库大坝上的外侧，确定该位置基岩（9）的埋深；二、在监测位置设置一眼监测孔（11），监测孔（11）底部的位置位于基岩顶板以上；三、在监测孔（11）内安装混凝土套管（6）；四、混凝土套管（6）内中心位置设置钢管混凝土桩（10），钢管混凝土桩（10）的底端置于基岩（9）内；五、在钢管混凝土桩（10）上安装测距仪及遥测设备（5），利用遥测设备监测混凝土套管（6）与钢管混凝土桩（10）之间的水平位移和垂直位移变化，即为大坝位移变化。本发明测量精度和可靠性大大提升，为长期、稳定、可靠、精准的自动化坝体位移监测提供保证。

Description

基点植入式水库大坝位移监测方法及装置

技术领域

本发明涉及水利工程监测方法技术领域，尤其是一种将观测基准点植入被监测点、段实现近距离观测物体相对位置变化的方法，为获取工程建筑物微小位移变化，提供一种精密的测量监测手段。

背景技术

大坝安全受水文、地质、设计、施工和运行等诸多因素的影响，这些影响将导致大坝变形甚至开裂。因此，对大坝位移的安全监控是一项非常重要的工作。水利工程中大坝位移监测是规范所规定的必须日常工作。主要包括对坝体的水平、垂向位移的监测，大坝的位移监测是直接关系到大坝安全性的不可缺少的重要参数。目前监测大坝位移的方法有以下几种：

大坝水平位移监测的方法有视准线法、引张线法、激光准直法（包括大气激光准直法和真空激光准直法）、正、倒垂线法、前方交会法和导线测量法等。引张线法的测量精度在±0.1mm～±0.3mm之间，激光准直法的测量精度为±0.1mm，正、倒垂法的测量精度优于±0.1mm，前方交会法的测量精度一般为±1mm～±3mm之间，精度较低，导线测量法的测量精度可以达到亚毫米级。大坝垂直（沉陷）位移监测的方法有几何水准法和流体静力水准法等。几何水准法的测量精度为±0.3mm～±0.4mm，流体静力水准法的测量精度为优于±0.1mm。大坝三维位移监测的方法有极坐标法、GPS法、距离交会法和GPS/TPS组合法等。极坐标法的测量精度达±0.2mm，GPS法瞬时观测的水平位移精度为±3mm～±5mm，垂直位移精度为±8mm。距离交会法可以实现1km左右距离上亚毫米级的监测精度。另外，还有通过建立模型对大坝的变形进行监测预报，主要的分析方法有统计模型、确定函数模型、混合模型、回归分析模型、计算机智能——神经网络模型等。也有通过几种技术相结合的方式对大坝实施变形监测的。但是，以上几种方法在监测大坝位移方面还是存在一些不足的。例如，视准线法的工程造价低，精度低，受外界的影响比较大，而且变形值不能超出系统的最大偏距值；前方交会法不能单独使用，而是作为备用手段或配合其它方法使用；GPS法在测量时，测量点必须露天开阔，而且在不能少于4颗卫星的保证条件下，才能达到精度要求。在进行大坝变形监测的时候可能需要大量的测量点，在进行每个点测量的时候，都会存在误差，测量前期误差可能只是毫米级的，但是每个测量点误差逐点累加，所造成的误差就会加大，误差范围可能会达到厘米级的，而大坝在发生厘米级位移的时候就意味着大坝存在着溃坝的危险，这就需要监测工作人员在选择监测方法上要慎重考虑。

发明内容

本发明综合考虑了以上几种方法的技术特征与不足，提供了一种可在被测物体现场，近小距离观测的简单方法。该方法的主要技术原理：在被监测坝体内部引入一个固定的测量基准点，当坝体产生水平或垂向坝体位移时，坝体与基准点之间的位移变化即大坝的位移变化。实现本发明所采取的技术方案是：一种基点植入式水库大坝位移监测方法，其特征在于：监测方法如下：

一、将监测位置设置在水库坝体上的大坝背坡面上，并根据大坝建设报告，确定该位置基岩的埋深；

二、在监测位置设置一眼监测孔，监测孔底部的位置位于基岩顶板以上；

三、在监测孔内安装混凝土套管，混凝土套管与坝体之间设置水泥灌浆，目的是水泥凝固后混凝土套管与坝体形成一个整体；

四、混凝土套管内中心位置设置钢管混凝土桩，钢管混凝土桩的底端置于基岩内；钢管混凝土桩与基岩之间设有水泥灌浆，目的是水泥凝固后钢管混凝土桩与基岩形成一个稳定的整体；

五、在钢管混凝土桩上安装测距仪及遥测设备，利用遥测设备监测混凝土套管与钢管混凝土桩之间的水平位移和垂直位移变化，即为大坝位移变化。

一种用于上述方法的基点植入式水库大坝位移监测装置，其特征在于：该装置设有一混凝土套管，与混凝土套管配合混凝土套管的中心位置设有钢管混凝土桩，钢管混凝土桩的端部设有测距仪及遥测设备，所述的混凝土套管的上端设有井盖，所述的混凝土套管可采用单体混凝管组合构成。

本发明由于钢管混凝土桩与基岩为一体，监测基点近距离引入，给大坝位移监测带来巨大便利，监测方法简单，仪器只需距离测试仪，测量环境的变化无需考虑，自动化和信息化的程度提高，测量精度和可靠性大大提升，为长期、稳定、可靠、精准的自动化坝体位移监测提供保证。

附图说明

图1为本发明在水库大坝的的设置示意图；

图2为本发明中监测装置的结构示意图；

图3是图2的A向视图。

图中，1、库水面，2、大坝陡坡面，3、坝体，4、井盖，5、测距仪及遥测设备，6、混凝土套管，7、水泥灌浆，8、大坝背坡面，9、基岩，10、钢管混凝土桩，11、监测孔，12、水泥灌浆，13、分体式混凝土管。

具体实施方式

参照附图，一种基点植入式水库大坝位移监测方法，其特征在于：方法如下：

一、将监测位置设置在水库坝体3上的大坝背坡面8上，并根据大坝建设报告，确定该位置基岩9的埋深；

二、在监测位置设置一眼监测孔11，监测孔11底部的位置位于基岩9顶板以上；

三、在监测孔11内安装混凝土套管6，混凝土套管6与坝体3之间设置水泥灌浆7，目的是水泥凝固后混凝土套管6与坝体3形成一个整体；

四、混凝土套管6内中心位置设置钢管混凝土桩10，钢管混凝土桩10的底端置于基岩9内；钢管混凝土桩10与基岩9之间设有水泥灌浆12，目的是水泥凝固后钢管混凝土桩10与基岩9形成一个稳定的整体；

五、在钢管混凝土桩10上安装测距仪及遥测设备5，利用遥测设备监测混凝土套管6与钢管混凝土桩10之间的水平位移和垂直位移变化，即为大坝位移变化。

一种用于上述方法的基点植入式水库大坝位移监测装置，其特征在于：该装置设有一混凝土套管6，与混凝土套管6配合，混凝土套管6的中心位置设有钢管混凝土桩10，钢管混凝土桩10的端部设有测距仪及遥测设备5，所述的混凝土套管6的上端设有井盖4，所述的混凝土套管6可采用单体混凝管13组合构成。

所述的监测孔11的直径为500mm；监测孔11底部的位置位于基岩顶板以上50cm处；所述混凝土套管6的直径为480mm；所述钢管混凝土桩的直径为200mm。所述的监测孔11的孔口设置井盖4。所述的混凝土套管6可采用多个分体式混凝土管13组合构成。

该大坝位移监测方法的特点主要表现在以下几个方面：

1、该种监测方法构造原理简单，通过植入不动点于坝体上，对坝体位移变化实施监测；

2、使用的监测设备简单，只需在钢管混凝土桩的不同位置安装测距仪进行监测即可；

3、监测过程中不需要考虑外界环境条件对其的影响，监测精度可靠，工作效率高。

Claims (2)

1.一种基点植入式水库大坝位移监测方法，其特征在于：方法如下：

一、将监测位置设置在水库坝体（3）上的大坝背坡面（8）上，并根据大坝建设报告，确定该位置基岩（9）的埋深；

二、在监测位置设置一眼监测孔（11），监测孔（11）底部的位置位于基岩（9）顶板以上；

三、在监测孔（11）内安装混凝土套管（6），与混凝土套管（6）配合，混凝土套管（6）的中心位置设有钢管混凝土桩（10），钢管混凝土桩（10）的端部设有测距仪及遥测设备（5），所述的混凝土套管（6）的上端设有井盖（4），混凝土套管（6）与坝体（3）之间设置水泥灌浆（7），目的是水泥凝固后混凝土套管（6）与坝体（3）形成一个整体；

四、混凝土套管（6）内中心位置设置钢管混凝土桩（10），钢管混凝土桩（10）的底端置于基岩（9）内；钢管混凝土桩（10）与基岩（9）之间设有水泥灌浆（12），目的是水泥凝固后钢管混凝土桩（10）与基岩（9）形成一个稳定的整体；

五、在钢管混凝土桩（10）上安装测距仪及遥测设备（5），利用遥测设备监测混凝土套管（6）与钢管混凝土桩（10）之间的水平位移和垂直位移变化，即为大坝位移变化。

2.按照权利要求1 所述的基点植入式水库大坝位移监测方法，其特征在于：所述的监测孔（11）的直径为500mm ；监测孔（11）底部的位置位于基岩顶板以上50cm 处。