3.1.1水平位移監(jiān)測(cè)

   水平位移監(jiān)測(cè)有如下幾種方法：引張線法，視準(zhǔn)線法，激光準(zhǔn)直法，正/倒垂線法，前方交會(huì)法和精密導(dǎo)線法等。

        引張線法

  該法采用一條不銹鋼鋼絲（直徑0.6~1.2mm）在兩端點(diǎn)處施加張力，使其在水平面的投影為直線從而測(cè)出被測(cè)點(diǎn)相對(duì)于該直線的偏距。引張線法的特點(diǎn)是：受外界影響小，應(yīng)用普遍。其測(cè)量精度主要取決于讀數(shù)精度，人工讀數(shù)精度為±0.2mm~±0.3mm，自動(dòng)讀數(shù)精度優(yōu)于±0.1mm。但引張線的兩端一般要設(shè)有正倒垂線，以提供測(cè)量的基準(zhǔn)，客觀上增加了系統(tǒng)的成本。

        視準(zhǔn)線法

   視準(zhǔn)線法用于測(cè)量直線型大壩的水平位移，對(duì)于非直線型大壩，可采用分段視準(zhǔn)線的方法施測(cè)。

   視準(zhǔn)線法又可分為活動(dòng)硯牌法和測(cè)小角法。測(cè)小角法精度優(yōu)于活動(dòng)硯牌法。視準(zhǔn)線法的特點(diǎn)是：工程造價(jià)低，精度低，不易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)觀測(cè)，受外界條件的影響比較大，而且變形值不能超出系統(tǒng)的最大偏距值。

        激光準(zhǔn)直法

激光準(zhǔn)直法利用激光的單色性好和方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立起一條物理的視準(zhǔn)線作為測(cè)量基準(zhǔn)，根據(jù)測(cè)量原理的不同可分為直接準(zhǔn)直和衍射法準(zhǔn)直，后者精度高于前者。對(duì)于衍射法準(zhǔn)直，根據(jù)其傳播介質(zhì)不同，主要有2種方式：大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。

a大氣激光準(zhǔn)直

大氣激光準(zhǔn)直讓激光直接在大氣中傳播，應(yīng)用對(duì)象是壩長(zhǎng)小于300m`壩高較低的大壩，如泉水雙曲薄拱壩（壩長(zhǎng)109m），測(cè)量相對(duì)精度為10`5—10`6。大氣激光準(zhǔn)直由于受大氣折射及喘流的影響而引起光束的抖動(dòng)，測(cè)量精度低且不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)。最新發(fā)展是采用CCD技術(shù)，消除了光斑隨機(jī)抖動(dòng)的難題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度達(dá)+/-0.1mm，在南椏河閘壩頂及陜西韓城電廠等工程中有著成功的應(yīng)用。

b真空激光準(zhǔn)直

真空激光準(zhǔn)直將波帶板激光準(zhǔn)直系統(tǒng)置于一個(gè)真空管道中，減少了光束的折射和抖動(dòng)的誤差，綜合精度高達(dá)1*10`7—2*10`7。與引張線法相當(dāng)，主要用于長(zhǎng)壩`高壩的變形觀測(cè)，已成功應(yīng)用于太平哨`豐滿`龔且`云峰`桓仁`寶珠寺等工程。激光準(zhǔn)直法的發(fā)展方向是雙向位移觀測(cè)（垂直位移和上下游水平位移），在兩端點(diǎn)處安裝倒垂線作為水平位移的基準(zhǔn)點(diǎn)，安裝雙金屬標(biāo)作為順治位移的基準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)雙向位移觀測(cè)。

        正倒垂線法

正倒垂線既可以實(shí)現(xiàn)水平位移監(jiān)測(cè)，又可以實(shí)現(xiàn)土壩的撓度觀測(cè)。正垂線是一端固定于壩頂附近，另一端懸掛重錘，以便觀測(cè)壩體各點(diǎn)間及壩體相對(duì)于壩基的位移觀測(cè)，以及壩體的撓度觀測(cè)。倒垂線是一端埋設(shè)在大壩基礎(chǔ)深層基巖處，另一端浮起，來測(cè)定大壩的絕對(duì)位移。

新近研制的垂線觀測(cè)儀采用線陣CCD傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀數(shù)，在X，Y方向上的坐標(biāo)精度優(yōu)于±0.1mm。

        前方交會(huì)法

對(duì)于拱壩的拱冠或下游面等觀測(cè)效率比較低或觀測(cè)位置不易到達(dá)的點(diǎn)位進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，可以用角度前方交會(huì)法測(cè)定其水平位移。

前方交會(huì)的誤差源有：測(cè)角誤差，交會(huì)角及圖形結(jié)構(gòu)基線長(zhǎng)度外界條件的變化等因素。其實(shí)際精度一般為±1mm--±3mm，精度較低，另外其測(cè)量和計(jì)算過程復(fù)雜，因此不單獨(dú)使用，而是作為備用手段或配合其他方法使用。

        精密導(dǎo)線法

 精密導(dǎo)線作為監(jiān)測(cè)拱壩水平位移的方法，應(yīng)用比較廣泛，但量邊工作量大，測(cè)角的旁折光影響大。為克服這些問題，宜布設(shè)成類似于高能物理加速器工程中的測(cè)高直伸環(huán)形網(wǎng)，通過測(cè)量狹長(zhǎng)三角形的邊長(zhǎng)和高的途徑來間接提高測(cè)角精度。從而避免旁折光的影響。該法的精度取決于量邊精度，如果用銦瓦尺量邊，精度完全可以達(dá)到亞毫米級(jí)。但觀測(cè)方法繁瑣，計(jì)算復(fù)雜，誤差逐點(diǎn)累加，可靠性差，工作效率低。

3.1.2垂直位移監(jiān)測(cè)

垂直位移監(jiān)測(cè)主要有幾何水準(zhǔn)法和流體靜力水準(zhǔn)法。

        幾何水準(zhǔn)法

 幾何水準(zhǔn)法是垂直位移監(jiān)測(cè)的主要方法，精度容易滿足。主要的測(cè)量工作有：

a. 由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)校測(cè)各工作基點(diǎn)，對(duì)混凝土大壩和土壩分別用一、二等水準(zhǔn)測(cè)量；

b. 用工作基點(diǎn)測(cè)定各變形點(diǎn)，較上述要求可降低一個(gè)等級(jí)。

 幾何水準(zhǔn)法可以滿足大部分要求，主要問題是觀測(cè)自動(dòng)化問題，目前可考慮采用電子水準(zhǔn)儀（每公里往返測(cè)高差誤差為±0.3mm--±0.4mm），可以顯著工作效率。

        流體靜力水準(zhǔn)法 

流體靜力水準(zhǔn)法測(cè)量原理是連通管原理。用連通管法測(cè)定垂直位移，一般可采用移動(dòng)式的連通管，根據(jù)起測(cè)基點(diǎn)的高程，通過連通管測(cè)得的高差，來引測(cè)標(biāo)點(diǎn)的高程。連通管由膠管`玻璃管及刻劃尺等組成。該法不受大氣折光的影響，很容易實(shí)現(xiàn)讀數(shù)及傳輸?shù)淖詣?dòng)化，測(cè)量精度優(yōu)于±0.1mm，在垂直位移監(jiān)測(cè)中有著廣泛的應(yīng)用。但連通管法受溫度的影響較大，不夠穩(wěn)定，而且測(cè)點(diǎn)基本上要處于同一水平位置，高差測(cè)量范圍較小。近年來研制開發(fā)出了通過壓力傳感器測(cè)量液體壓力的變化來計(jì)算高差變化的儀器，擴(kuò)大了測(cè)量范圍。

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