CN112304274A - 一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，涉及大坝安全监测领域，步骤如下：S1：采用水平安装埋设方法完成阵列式位移计安装；S2：根据阵列式位移计埋设方位建立数据处理三维坐标系，每隔一段时间t，记录和读取每个标准测量单元经过时间

因坝体变形与X轴、Z轴的夹角φ_t和θ_t；S3：复核各测量单元测值，若发现第i个标准测量单元失效或测得的与X轴、Z轴的夹角φ_t（i）和θ_t（i）数据异常，取第i‑1或i+1个测量单元或二者测值的平均值作为第i个测量单元的测值；S4：计算阵列式位移计每个标准测量单元经过时间

监测到的变形量；S5：将阵列式位移计基点至测点的所有标准测量单元的变形量累加，得到对应各个测点的总变形。

Description

一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法

技术领域

本发明涉及大坝安全监测领域，具体为一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法。

背景技术

大坝安全监测是水利水电工程建设的一项重要工作内容。在心墙坝施工期及运行期各类安全监测项目中，沉降变形监测是最为重要的控制性监测项目，准确可靠的监测成果对于反馈优化设计施工、分析评价坝体施工及运行期工作性态与安全稳定性、指导大坝运行维护等具有重要意义。然而，已有工程经验表明，因为特高心墙堆石坝安全监测面临“高水压、高土压、大变形”等特殊技术难题，传统差阻式、振弦式、电位器式传感器类监测仪器及非电测类仪器(如水管式沉降仪、横梁式沉降仪、大量程杆式位移计、电磁式沉降环等)在布设方式、仪器存活率、测量精度等诸多方面不能满足特高心墙堆石坝沉降监测的需要。

阵列式位移计是近年来在岩土工程变形监测中应用比较多的一种新型监测仪器，目前国内已有阵列式位移计用于土石坝(如去学水电站，坝高164.2m)变形监测及竖向安装埋设的相关研究，但相关研究中阵列式位移计均用于水平变形监测。对于如何使用阵列式位移计解决心墙坝变形监测中更为重要、更为复杂、监测难度更大的沉降监测问题，尚缺少相关研究。同时，阵列式位移计在其他领域进行应用时，也发现了一些需进一步研究、加以改进的问题，主要包括：

(1)测线误差传递及长距离、大范围应用工况的应对措施。理论上阵列式位移计可以通过串联更多传感器将仪器长度无限增加，但仪器长度增加后，测线传递的误差也显著增加，因此，阵列式位移计的长度不宜过长，随之产生的问题是，在心墙坝、堆石坝动辄需要埋设几百米的长距离、大范围应用工况，该如何应对；此外，阵列式位移计所有传感器共用一条监测通信电缆，电缆任意部位损坏均会导致整套仪器报废(这个问题也说明，阵列式位移计长度不宜过长)。因此，如何通过改进设计进一步提高仪器的存活率也是个有必要研究的问题。

(2)异常数据或损坏测点的处理方法。根据阵列式位移计的工作原理，某一测点的总变形量为工作基点到该测点之间各传感器变形量之和，目前阵列式位移计在使用中，出现测点损坏或测值异常时，一般直接剔除异常值，这种处理方法将导致位移计观测成果系统性小于真实值，需要改进。

综上，传统监测仪器在布设方式、仪器存活率、测量精度等诸多方面不能满足特高心墙堆石坝沉降监测的需要，阵列式位移计仅有堆石坝水平变形监测方面的研究与应用，如将阵列式位移计用于心墙坝沉降监测，还有较多问题需要研究和解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，该监测方法可解决心墙坝传统沉降监测仪器存活率低、易丢失初值、仅能进行点式布设等问题，对推动相关领域监测技术进步具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，包括步骤如下：

S1：采用本发明所述水平安装埋设方法完成阵列式位移计安装，所述阵列式位移计均内置有标准测量单元；

S2：根据阵列式位移计埋设方位建立数据处理三维坐标系，设长度为r的标准测量单元(4)初始时与X轴、Z轴的夹角分别为

和θ₀，其中

和θ₀均能通过阵列式位移计直接测得，每隔一段时间t，记录每个阵列式位移计的标准测量单元经过时间t因坝体变形与X轴、Z轴的夹角

和θ_t；

S3：对各测量单元测值进行复核，若分析发现第i个测量单元失效或测得的与X轴、Z轴的夹角

和θ_t数据异常，取第i-1或i+1个标准测量单元或二者测值的平均值作为第i个标准测量单元的测值，特别的，首、尾测量单元损坏或测值异常时分别取其后、其前测量单元测值为其测值；

S4：计算阵列式位移计每个标准测量单元经过时间t监测到的变形量；

S5：将阵列式位移计基点到某测点范围内所有标准测量单元的变形量累加，即可得到对应各个测点监测到的总变形；

设长度为r的标准测量单元端点的三维坐标相对于其初始坐标的变化值，即为该标准测量单元测得的变形值，其变形计算公式如下：

Z_t(i)＝r*cosθ_t(i)-r*cosθ_0(i)；

其中：i≥1且为整数；

根据阵列式位移计的工作原理，即某一测点的总变形量为工作基点到该测点之间各传感器变形量之和，根据以上原理，将某一测点到阵列式位移计工作基点范围内所有标准测量单元变形量累加，即可得到对应各个测点的总变形。

优选地，所述水平安装埋设方法过程具体步骤为：大坝心墙填筑到设计高程时开挖安装埋设沟槽，沟槽开挖至整平层，然后对整平层使用黏土、砂等柔性材料整平，随后平顺铺设保护阵列式位移计的PE管，然后对若干阵列式位移计进行穿管操作，，若干阵列式位移计均水平设置，且首尾依次相连，穿管操作完成后将若干阵列式位移计分别锚固到工作基点并读取初值，数据核验无误后进行沟槽回填，回填所用材料与整平层整平材料相同，随后再采用手持振动夯碾压密实，填筑面高于阵列式位移计埋设高程1m后恢复大坝正常填筑。

优选地，若干所述阵列式位移计分别通过万向节首尾依次连接，所述标准测量单元长度为0.5m或者1m的标准杆式的节段，所述节段内分别封装有MEMS加速度计传感器且所述节段内分别含独立编号的MEMS加速度传感器，所述阵列式位移计还包括电缆连接线，所述MEMS加速度传感器通过电缆连接线与监测电缆连接。

优选地，所述监测电缆设计为双向接头，所述双向接头均可连接读数仪，所述MEMS加速度传感器将变形监测数据通过所述监测电缆传送至读数仪上，测读数据并计算每个节段与三维坐标系的坐标轴的夹角。

优选地，所述阵列式位移计的长度控制在[100m，200m]，采用搭接埋设方案，即沿监测轴线将前后两套阵列式位移计的尾部和首部搭接在一块，搭接时重合2～4个测点作为数据传递基点或数据校核点。

本发明的有益效果是：

1、该发明方法使用的阵列式位移计无需预埋保护管路和电缆等，安装埋设方便且可准确获取沉降初值。使用阵列式位移计用于心墙坝沉降监测的安装埋设过程比较简单，对现场施工干扰小，仪器埋设完成后即取得初值并恢复施工，不存在丢失沉降初值的问题。

2、对复杂监测环境适应性强，仪器存活率有保障。心墙坝传统沉降监测仪器如横梁式沉降仪、大量程电位器式位移计一般采用刚性保护(如镀锌钢管)，在特高心墙坝“高土压、高水压、大变形”监测环境中容易弯折受损，进而导致仪器失效。阵列式位移计采用万向节连接各测量单元，仪器具有一定的柔性，能较好适应特高心墙坝大变形监测环境，此外，各测量单元为并联关系，单个测量单元损坏不影响其他部分正常工作。同时，本方法所使用的阵列式位移计针对传统阵列式位移计提出了改造措施，在监测电缆接头方面做了冗余设计，设计为双向接头。通过科学的细节设计，显著提升了本发明对监测环境的适应性，仪器存活率更有保障。

3、可进行线性布设，可有效获得沿程沉降分布规律。心墙坝传统沉降监测仪器一般只能竖向、点式埋设，而本发明用于沉降监测时为水平线性布设方式，且可通过搭接方式灵活适应数百米埋设工况，可有效获得监测范围内沿程沉降分布规律。

附图说明

图1为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的阵列式位移计测量三维坐标原理示意图；

图2为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的阵列式位移计结构示意图；

图3为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的心墙坝心墙典型高程沉降监测方案示意图；

图4为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的阵列式位移计安装埋设示意图；

图5为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的心墙坝心墙部位沉降监测成果曲线示意图；

图6为本发明一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法的最大沉降测点及附近电磁沉降导管测点观测成果对比折线示意图；

图中，1-万向节，2-双向接头，3-监测电缆，4-标准测量单元，5-电缆连接线，11-沟槽，12-整平层，13-PE管。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

本方法所要解决的技术问题是研发一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法。这种监测技术能进行线性布设、可获取坝体沉降变形初值，其不仅适用于100m级及以下心墙坝，更重要的是要能适用于200-300m级特高心墙堆石坝“高土压、高水压、大变形”特殊监测环境，能实现特高心墙坝填筑施工及后续运行全过程的有效监测。本方法将阵列式位移计引入心墙坝沉降监测领域。

本方法提出的安装埋设方法、保护措施以及长距离大范围应用情景的解决方案。用阵列式位移计进行心墙坝沉降监测时，一般采用水平埋设方式，且无需预埋保护管路和电缆，当大坝填筑至监测设计高程时，通过开挖沟槽11进行埋设。阵列式位移计需使用PE管13进行保护，PE管13四周需使用黏土、砂等柔性材料进行保护。考虑单套仪器越长测线传递的误差越大，为确保测量精度，在用于心墙坝沉降监测时，单套阵列式位移计长度一般不超过100m，最长不超过200m。对于心墙坝动辄需埋设几百米的工况，推荐采用搭接埋设方案，即沿监测轴线将前后两套仪器的尾部和首部搭接在一块，搭接时重合2～4个测点作为数据传递基点或数据校核点。特别的，如将阵列式位移计用于心墙坝大坝心墙沉降监测，布设时可利用心墙沉降变形沿心墙轴线具有一定对称性的特点，在大坝心墙轴线的单侧埋设以控制工程成本，或者，在心墙轴线上拉通埋设。当仪器个别测点损坏或出现测值异常情形。根据相邻标准测量单元4测值总体连续变化的特点，对于局部测点损坏或测值异常情形，建议取临近标准测量单元4测值或前后标准单元测值4平均值作为损坏点或异常点的观测结果进行数据处理，可有效避免传统直接剔除异常数据方法导致的仪器测量成果系统性偏小的问题。

进一步的，为验证本发明对心墙坝沉降监测的有效性、尤其是验证本发明所述监测方法在特高心墙坝沉降监测中的适应性，结合具体的工程建设，在大坝心墙上开展了沉降监测方法验证及示范性应用。

如图3所示，提供了本发明在具体实施例中，所依托工程的布设方案。

依托工程的水电站大坝为砾石土心墙堆石坝，坝高295m，为国内开工建设的首座300m级特高砾石土心墙堆石坝。

布设方案：本发明在依托工程大坝2760m高程沿心墙轴线(长392m)拉通埋设，现场布设了3套阵列式位移计，3套仪器分别长200m、100m、100m，每1m一个测点，仪器之间的搭接长度均为4m；

图4所示，提供了本发明的安装埋设方案及保护措施，安装埋设要点包括：大坝心墙填筑到2761m高程时开挖安装埋设沟槽(沟槽深1.2m)，沟槽内使用黏土、砂等柔性材料整平，沟槽整平后平顺铺设保护仪器的PE管，然后进行仪器穿管操作(穿管前在仪器外表涂上黄油减小穿管的摩阻力，降低传感器损坏风险)，上述操作完成后即可将仪器锚固到工作基点并读取初值，数据核验无误后进行沟槽回填(仪器周边采用黏土、砂等柔性材料回填)，回填时采用手持振动夯碾压密实当填筑面高于仪器埋设高程1m后恢复大坝正常填筑；

如图5所示，提供了本发明实施例提供的心墙坝心墙部位沉降监测成果，具体对应数值如表1所示：

表1

现对相关应用情况介绍如下；

实施情况：2019年11月10日大坝心墙填筑至2761m高程时开挖深度为1m的沟槽进行安装，11月12日安装完成；

观测情况：仪器安装后每周观测1次，因为受到外界环境因素的影响中断观测2个月，截至时间2020年5月14日的监测成果如图5所示。大坝心墙轴线沿程沉降总体呈对称分布，从岸坡部位仪器锚固点到河床中心部位，沉降值逐步增大，本发明监测数据揭示的大坝心墙轴线沿程沉降规律符合工程经验和一般规律，监测效果良好。

如图6所示，提供了本发明实施例最大沉降测点及附近电磁沉降导管测点的对比观测成果，具体对应数值如表2所示：

表2

本发明最大沉降测点沉降值993.2mm，布置在本发明最大沉降测点附近的电磁沉降导管临近高程(2761.6m高程)处沉降值为1098.5mm，与本发明监测成果量值及发展趋势基本一致。目前本发明所有测点工作性态正常，无异常数据点和损坏测点，表明本发明对大变形监测环境具有良好的适应性。

本发明将阵列式位移计引入心墙坝沉降监测领域后，结合其在心墙坝沉降监测中的各类实际应用场景提出了系统解决方案，主要包括以下方面：

1、安装埋设方法、保护措施。仪器应采用水平埋设方式，并采用柔性PE管进行保护，PE管外采用砂、黏土等柔性材料进行保护；

2、保障测量精度的方案。一般的，单套阵列式位移计越长测线传递的误差越大，为确保测量精度，单套仪器长度应控制在100m以内，最长不超过200m；对于心墙坝动辄需埋设数百米的工况，推荐采用搭接埋设方案，即沿监测轴线将前后两套仪器的尾部和首部搭接在一块，搭接时重合2～4个测点作为数据传递基点或数据校核点。

3、仪器局部测点损坏或测值异常的数据处理方法。当出现前述情形时，可根据相邻测点测值总体连续变化的特点，取临近测点测值或前后测点测值平均值作为损坏点或异常点的测值进行数据处理。

4、阵列式位移计更好适应心墙坝“高土压、高水压、大变形”监测环境的改进措施。实际应用中，宜对阵列式位移计监测电缆进行改造，设计成两端都有接头、首尾均可测读数据的形式。

本发明所述监测方法与现有技术相比具有以下优点：

(1)、无需预埋管路电缆等，安装埋设方便且可准确获取沉降初值。传统心墙坝沉降监测仪器，如电磁沉降导管、横梁式沉降仪需在坝体填筑时竖向预埋导管、牵引电缆，对现场施工干扰大，且预埋导管、电缆难以保护，容易损坏。而使用阵列式位移计进行沉降监测时，无需预埋管路和电缆，待大坝填筑到设计监测高程时开挖安装埋设沟槽11，沟槽11内的整平层12使用黏土、砂等柔性材料整平，整平层12整平后平顺铺设保护仪器的PE管13，然后进行阵列式位移计穿PE管13操作(穿管前在仪器外表涂上黄油减小穿管的摩阻力，降低传感器损坏风险)，上述操作完成后即可将仪器锚固到工作基点并读取初值，数据核验无误后进行沟槽11回填(仪器周边采用黏土、砂等柔性材料回填，与整平层12材料相同)并恢复大坝填筑施工。使用阵列式位移计用于心墙坝沉降监测的安装埋设过程比较简单，对现场施工干扰小，仪器埋设完成后即取得初值并恢复施工，不存在丢失沉降初值的问题。

(2)、对复杂监测环境适应性强，仪器存活率有保障。心墙坝传统沉降监测仪器如横梁式沉降仪、大量程电位器式位移计一般采用刚性保护(如镀锌钢管)，在特高心墙坝“高土压、高水压、大变形”监测环境中容易弯折受损，进而导致仪器失效。阵列式位移计采用万向节2连接各阵列式位移计或者标准测量单元4，仪器连接处具有一定的柔性，能较好适应特高心墙坝大变形监测环境，此外，各标准测量单元4为并联关系，单个标准测量单元4损坏不影响其他部分正常工作。同时，本发明针对传统阵列式位移计提出了改造措施，在监测电缆3接头方面做了冗余设计，设计为双向接头，通过科学的细节设计，显著提升了本发明对监测环境的适应性，仪器存活率更有保障。

(3)、可进行线性布设，可有效获得沿程沉降分布规律。心墙坝传统沉降监测仪器一般只能竖向、点式埋设，而本发明用于沉降监测时为水平线性布设方式，且可通过搭接方式灵活适应数百米埋设工况，可有效获得监测范围内沿程沉降分布规律。

进一步的，为了便于理解，现对阵列式位移计的基本构造及工作原理做简要介绍，阵列式位移计一般由标准测量单元4、电缆连接线5等组成。阵列式位移计的标准测量单元之间采用万向节1连接，标准测量单元长度为0.5m或者1m的标准杆式的节段，节段内分别封装有MEMS加速度计传感器且传感器具有独立编号，MEMS加速度传感器通过电缆连接线5与监测电缆3连接，监测电缆3的两端设计为双向接头2，双向接头2均可连接读数仪，MEMS加速度传感器将变形数据通过监测电缆3传送至读数仪上，测读数据并计算每个节段与三维坐标系的坐标轴的夹角；

其中阵列式位移计用于变形监测的工作原理，如图1所示，建立三维坐标系，具体为：

(1)、仪器各个标准测量单元4(标准节段)通过内部封装的MEMS加速度计传感器，测出各节段与三维坐标轴的夹角；

(2)、在已知标准节段长度及各个标准节段与三维坐标轴夹角的情况下，可以采用程序很方便地计算出各个节段在三维坐标空间的坐标；

(3)、仪器变形后各测点的三维坐标相对于其初始坐标的变化值，即为各个测点在三维空间的变形值；

现将标准测量单元变形计算方法简述如下：

假设长度为r的标准测量单元4与X轴、Z轴的夹角分别为

和θ(

和θ均能通过测量单元内置的MEMS传感器直接测得)；

则标准测量单元4端点的三维坐标可表示为：

Z＝r*cosθ；

不失一般性，设标准测量单元4初始埋设时与X轴、Z轴的夹角分别为

和θ₀，仪器埋设后经过时间t因坝体变形与X轴、Z轴的夹角变为

和θ_t，则相应时间段内该标准测量单元4在三维空间的变形可表示为：

Z_t＝r*cosθ_t-r*cosθ₀；

然后将相应范围内所有标准节段变形量累加，即可得到对应各个测点的总变形。

以往在使用阵列式位移计时，出现测点损坏或测值异常时，一般直接剔除异常值，这种处理方法将导致位移计观测成果系统性小于真实值。为了解决以上问题，本发明提出采用如下数据处理方式：不失一般性，假定阵列式位移计的第i-1、i及i+1个标准测量单元经过时间t因坝体变形与X轴、Z轴的夹角变为

和θ_t(i-1)、

和θ_t(i)、

和θ_t(i+1)。假定采集数据时，发现第i个标准测量单元存在监测数据大幅跳跃波动或无法测读数据等明显异常，分析判定

和θ_t(i)数据失真。传统的数据处理方式是剔除掉第i个测量单元的数据继续进行计算，这种方式导致计算的第i个测量单元之后的测点变形缺失该单元的变形量，因此会系统性地小于实际值，损坏的测量单元越多，较实际值偏小的更厉害。考虑岩土体的变形在空间上总体连续，为此，本发明提出采用第i-1或i+1个测量单元的测值或二者测值的平均值作为第i个单元的测值；特别的，首、尾测量单元损坏或测值异常时分别取其后、其前测量单元测值为其测值。显然，这种处理在数学上更为严密，且测点越密(标准测量单元的长度越小)，上述处理与真实情况愈接近。现将本发明提出的异常测量单元测值处理方法用公式表述如下：

假定一条阵列式位移计含n(n≥3且为整数)个标准测量单元，阵列式位移计中任意标准测量单元i(n≥i≥1且为整数)在初始时刻及经过时间t以后与X轴、Z轴的夹角分别为

和θ_0(i)、

和θ_t(i)。

1)当审核发现经过时间t第1个测量单元测值异常或损坏，取

θ_t(1)＝θ_t(2)；

2)当审核发现经过时间t第i个(n＞i>1，i为整数)测量单元测值异常或损坏，取θ_t(i)＝0.5*θ_t(i+1)+0.5*θ_t(i-1)、

3)当审核发现经过时间t第n个测量单元测值异常或损坏，取

θ_t(n)＝θ_t(n-1)；

采用上述方法即可确定任意标准测量单元i(n≥i≥1且为整数)经过任一时间t以后与与X轴、Z轴的夹角

和θ_t(i)，将相关参数代入如下公式即可得到任意标准测量单元i经过任一时间t后的监测变形量。

Z_t(i)＝r*cosθ_t(i)-r*cosθ_0(i)；

根据阵列式位移计的工作原理，即某一测点的总变形量为工作基点到该测点之间各传感器变形量之和。据此，将阵列式位移计基点到测点范围内所有标准测量单元变形量相应坐标轴累加，得到对应各个测点的相对应的三维坐标轴的总变形。

这种监测技术能进行线性布设、可获取坝体沉降变形初值，其不仅适用于100m级及以下心墙坝，更重要的是要能适用于200-300m级特高心墙堆石坝“高土压、高水压、大变形”特殊监测环境，能实现特高心墙坝填筑施工及后续运行全过程的有效监测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，其特征在于，包括步骤如下：

S1：采用本发明水平安装埋设方法完成阵列式位移计的安装，所述阵列式位移计内均置有标准测量单元（4）；

S2：根据S1所述阵列式位移计的埋设方位，建立数据处理三维坐标系，设长度为r的标准测量单元（4）初始时与X轴、Z轴的夹角分别为φ₀和θ₀，其中φ₀和θ₀均能通过阵列式位移计直接测得，每隔一段时间t，记录每个阵列式位移计的标准测量单元（4）经过时间

因坝体变形与X轴、Z轴的夹角φ_t和θ_t；

S3：对各测量单元测值进行复核，若分析发现第i个测量单元失效或测得的与X轴、Z轴的夹角φ_t和θ_t数据异常，取第i-1或i+1个标准测量单元或二者测值的平均值作为第i个标准测量单元的测值，特别的，首、尾测量单元损坏或测值异常时分别取其后、其前测量单元测值为其测值；

S4：计算阵列式位移计每个标准测量单元经过时间

监测到的变形量；

S5：将阵列式位移计基点到某测点范围内所有标准测量单元的变形量累加，即可得到对应各个测点监测到的总变形；

S6：设长度为r的标准测量单元端点的三维坐标相对于其初始坐标的变化值，即为该标准测量单元测得的变形值，其变形计算公式如下：

X_t（i）=r*sinθ_t（i）*cosφ_t（i） - r*sinθ_0（i）*cosφ_0（i）；

Y_t（i）=r*sinθ_t（i）*sinφ_t（i） - r*sinθ_0（i）*cosφ_0（i）；

Z_t（i）=r*cosθ_t（i） - r*cosθ_0（i）；

其中：i≥1且为整数；

根据阵列式位移计的工作原理，即某一测点的总变形量为工作基点到该测点之间各传感器变形量之和，根据以上原理，将某一测点到阵列式位移计工作基点范围内所有标准测量单元（4）变形量累加，即可得到对应各个测点的总变形。

2.根据权利要求1所述的一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，其特征在于，所述S1水平安装埋设方法过程具体步骤为：大坝心墙填筑到设计高程时开挖安装埋设沟槽（11），沟槽（11）开挖至整平层（12），然后对整平层（12）使用黏土、砂等柔性材料整平，随后平顺铺设保护阵列式位移计的PE管（13），然后对若干阵列式位移计进行穿管操作，，若干阵列式位移计均水平设置，且首尾依次相连，穿管操作完成后将若干阵列式位移计分别锚固到工作基点并读取初值，数据核验无误后进行沟槽（11）回填，回填所用材料与整平层（12）整平材料相同，随后再采用手持振动夯碾压密实，填筑面高于阵列式位移计埋设高程1m后恢复大坝正常填筑。

3.根据权利要求2所述的一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，其特征在于，若干所述阵列式位移计分别通过万向节（1）首尾依次连接，所述标准测量单元长度为0.5m或者1m的标准杆式的节段，所述节段内分别封装有MEMS加速度计传感器且所述节段内分别含独立编号的MEMS加速度传感器，所述阵列式位移计还包括电缆连接线，所述MEMS加速度传感器通过电缆连接线（5）与监测电缆（3）连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，其特征在于，所述监测电缆（3）的设计为双向接头（2），所述双向接头（2）均可连接读数仪，所述MEMS加速度传感器将土体变形数据通过所述监测电缆（3）输送至读数仪上，测读数据并计算每个节段与三维坐标系的坐标轴的夹角。

5.根据权利要求2所述的一种基于阵列式位移计的心墙坝沉降监测方法，其特征在于，所述阵列式位移计的长度控制在[100m，200m]，采用搭接埋设方案，即沿监测轴线将前后两套阵列式位移计的尾部和首部搭接在一块，搭接时重合2~4个测点作为数据传递基点或数据校核点。

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