電子水準(zhǔn)儀在湯河水庫觀測中的應(yīng)用

朱化平

（遼寧湯河水庫管理局，遼寧遼陽111000）

電子水準(zhǔn)儀在湯河水庫觀測中的應(yīng)用

朱化平

（遼寧湯河水庫管理局，遼寧遼陽111000）

通過對湯河水庫豎向位移采用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測的方法，結(jié)合水庫特點(diǎn)和儀器特性，分析具體數(shù)據(jù)，對監(jiān)測點(diǎn)觀測總結(jié)了有關(guān)注意事項(xiàng)及操作方法，證明了數(shù)字水準(zhǔn)儀在壩體豎向位移觀測中的可用性。

湯河水庫；電子水準(zhǔn)儀；豎向位移

1　豎直位移觀測的精度要求與觀測路線

1.1精度要求

按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》和《土石壩安全監(jiān)測資料整編規(guī)程》的要求，觀測大壩表面豎向位移時(shí)，可參照GB12898-91國家三等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，但閉合差不得大于。起測基點(diǎn)的校測，可參照GB12897-91國家二等水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，但閉合差不得大于。

1.2觀測路線

清晰合理的觀測線路可以能有效的消除觀測中產(chǎn)生的誤差，最大限度的保證水準(zhǔn)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。湯河水庫防浪墻各監(jiān)測點(diǎn)采用附合水準(zhǔn)路線，已知D2，BM2兩點(diǎn)高程，防浪墻上監(jiān)測點(diǎn)數(shù)為8個(gè)，這就導(dǎo)致測站數(shù)為9站，而在精確高程觀測中偶數(shù)測站能夠有效的消除系統(tǒng)誤差，因而在實(shí)際觀測中在測量線路中增加一個(gè)測點(diǎn)，從而保證測量精度，防浪墻按照BM2—C8—C7…C1—ZD—D2線路進(jìn)行觀測。壩體背水坡面監(jiān)測點(diǎn)均采用閉合水準(zhǔn)線路觀測，具體為BM3—B7—B4—B1—B4—B7—BM3，BM4—B8—B5—B2—B5—B8—BM4，BM5—B9—B6—B3—B6—B9—BM5。

2　影響測量精度的主要原因

校正殘余誤差的影響：校正殘余誤差又稱為i角誤差，是指在儀器制造過程中產(chǎn)生的誤差，i角為視準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行產(chǎn)生的夾角。我國國家水準(zhǔn)測量規(guī)范和工程測量規(guī)范的要求用于一、二等水準(zhǔn)測量的水準(zhǔn)儀，儀器的i角不應(yīng)超過±15″，用于三、四等水準(zhǔn)測量的儀器，儀器的i角不應(yīng)超過±20″，i角引起的高差影響

δh=i（S1－S2）/ρ

式中：i——視準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行產(chǎn)生的夾角，度；δh——i角引起高差影響值，m；S1——后視視距，m；S2——前視視距，m；ρ——單位長度，m。

由此公式可知當(dāng)前后視距相差越小影響值越小，前后視距相等時(shí)i角的高差影響值為0。

基點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)穩(wěn)定性的影響：基點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到測量的準(zhǔn)確性，湯河水庫基點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)基座均為混凝土結(jié)構(gòu)，測點(diǎn)金屬盤與基座由螺栓校緊連接，因而受外力影響微乎其微，能夠真實(shí)反應(yīng)壩體的豎向位移情況。

3　湯河水庫豎向位移實(shí)測數(shù)據(jù)

2014年 6月利用電子水準(zhǔn)儀對湯河水庫壩體豎向位移進(jìn)行了觀測，測量結(jié)果精度較好的滿足規(guī)范要求。按照GB12898—1《國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》和GB50026—2007《工程測量規(guī)范》的規(guī)定，三等水準(zhǔn)觀測基輔分劃讀數(shù)的差需不大于0.5 mm，基輔分劃所測高差之差需不大于0.7mm。前后視距差對不大于2.0m，每站前后視距積累差不大于5.0m，高程中誤差不大于1.0mm。以測得防浪墻數(shù)據(jù)為例，閉合水準(zhǔn)線路共10站，距離長0.46km，計(jì)算閉合差為-1.05mm，最大高程中誤差為0.52mm，具體觀測數(shù)值及計(jì)算結(jié)果，見表1。4電子水準(zhǔn)儀的觀測方法

根據(jù)上述分析，結(jié)合湯河水庫工程特點(diǎn)與儀

表1水準(zhǔn)網(wǎng)平差成果

點(diǎn)號高程/m中誤差/m BM2119.38219 D2119.99658 C8119.937950.00031 C7119.941580.00042 C6119.948020.00049 C5119.956580.00052 C4119.956250.00053 C3119.947710.00051 C2119.931410.00046 C1119.937530.00037 ZD118.835720.00025水準(zhǔn)線路：BM2-C8-C7-C6-C5-C4-C3-C2-C1-ZD-D2閉合差：-1.05mm限差=±1.4n0.5=±4.42mm

器特性，觀測中除了按規(guī)范規(guī)定操作外，觀測中還可以采取以下方法來提高觀測效率和精度：

1）觀測中將前后視距相等可以有效的減小i角誤差的影響，因而對于湯河水庫這樣測站點(diǎn)固定的工程來說，可以利用鋼尺丈量出測點(diǎn)間距離，標(biāo)記中點(diǎn)作為儀器點(diǎn)，使得前后視距相等。

2）防浪墻ZD點(diǎn)測量時(shí)務(wù)必使用標(biāo)準(zhǔn)尺墊，保證測量精度。

3）壩上測量風(fēng)力較大，尤其是是防浪墻立尺時(shí)立尺人員務(wù)必使用竹竿支撐測尺，如果風(fēng)力使得儀器和測尺都無法保持穩(wěn)定時(shí)，需停止測量等待風(fēng)停。

4）無論是防浪墻還是壩坡每個(gè)水準(zhǔn)線路站數(shù)要成偶數(shù)站。

5　結(jié)語

大型水庫豎向位移觀測對水庫日常維護(hù)十分重要，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大壩的水準(zhǔn)測量也需要緊跟技術(shù)的發(fā)展，從而不斷提高觀測的精度和工作的效率。通過對湯河水庫各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的豎向位移觀測，分析所得數(shù)據(jù)，證明了只要使用方法得當(dāng)，數(shù)字水準(zhǔn)儀是能夠能承擔(dān)起壩體豎向位移觀測任務(wù)的。

TP216

A

1002－0624（2015）10－0038－01

2015-04-22