直岗拉卡水电站大坝安全监测水平位移测量方法及精度分析

任世德

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海 尖扎 811999）

直岗拉卡水电站大坝安全监测水平位移测量方法及精度分析

任世德

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：对直岗拉卡水电站大坝安全监测水平位移观测方法进行了介绍，并对其精度进行了分析，对生产实践中进行水平位移监测方案的制定，提供了一定的借鉴作用。

关键词：水平位移；监测；精度；分析

1枢纽工程基本情况

直岗拉卡水电站工程位于黄河干流上游的青海省尖扎县与化隆县交界处，距上游李家峡水电站坝址7.5km，距青海省西宁市公路里程109km。该电站工程是黄河上游龙羊峡—刘家峡河段规划梯级开发方案中，在几个大型电站之间的川地河段上建设的几个中型电站之一。

本工程主要任务是发电。坝址以上控制流域面积136946km2，占黄河全流域面积的18.4%，多年平均流量684m3/s，总库容1540万m3,正常蓄水位2050.0m，电站总装机容量为190MW，设计水头12.5m，为低水头径流式电站，年发电量762GW·h，年利用小时3969h。工程于2002年动工兴建，2006年完工投入运行。

枢纽工程由土石坝、泄洪闸、厂房和重力坝等主要建筑物组成，坝顶全长465m，呈一字型拦河布置，坝轴线方向SN31°33′39″。

2水平位移监测设计

直岗拉卡水电站大坝水平位移监测点按一字型布设于坝顶坝下0+9.5m处，11个监测点从右岸到左岸依次为TP02～TP12，左右岸各设一个工作基点，左岸为TP13，右岸为TP1。视准线全长466m，视准线观测时，右岸工作基点TP01观测视准线右岸半侧的监测点TP02～TP08，左岸工作基点TP13观测视准线左岸半侧监测点TP09～TP12，最长视距243.27m，满足规范小于300m的要求。

为监测2个工作基点的稳定性，在大坝下游设有2个工作基点，同工作基点组成大地四边形，按二等三角网精度进行测量。具体布置情况见图1：

图1变形控制网平面示意图

3观测方法及精度分析

3.1监测点观测方法

大坝水平位移视准线采用TCA2003全站仪用小角度法观测，水平角观测两测回，同时观测平距一测回，具体观测步骤为如下。

首先在右岸工作基点TP13架设仪器，输入气象数据：

1）将仪器照准左岸工作基点TP01上标志，按度盘配置表设置起始读数。

2）顺时针方向旋转照准部1～2周后精确照准零方向标志，并进行水平角读数。

3）顺时针方向旋转照准部，精确照准监测点上标牌（棱镜），测量并读取水平角及平距。

4）纵转望远镜，逆时针旋转照准部1～2周后，精确照准监测点上标牌（棱镜），测量并读取水平角及平距。

5）逆时针方向旋转照准部，精确照准工作基点TP1上标志，并进行水平角读数。

6）按1）～5）的步骤完成第二测回观测。依次完成其他监测点的观测。

3.2监测点观测精度分析

视准线的测值精度与仪器的测量精度、工作基点距测点的距离、重复照准的次数、仪器觇牌对准误差及测回数有关。在采用相同的仪器及相同的观测方法的情况下，距工作基点最远的测点测值精度最低。

某测点一个测回的照准误差为：式中：S-仪器至测点的距离m；α-1次照准误差，取α=0.75″；

在视准线观测中，测点的照准误差和距离呈正比，即距离仪器架设点最远的测点为最弱点。在该工程中距离仪器最远距离为243.27m，因此对该点的照准误差进行计算：

考虑到仪器对中误差、活动觇牌对中误差、固定觇牌对中误差的影响，并设其最大误差均为±0.2mm，读数误差为0.1mm，则一测回的中误差为：

由此可见，在此观测方法下，距工作基点最远的测点位移值中误差小于规范规定±1.0mm的允许值，满足规范的要求。

3.3平面控制网的观测方法

2个校核基点与2个工作基点组成大地四边形变形控制网。观测采用TCA2003全站仪，观测按国家二等三角形网利用边角网法进行观测。每次观测水平角采用方向法观测12测回，全网共观测12个方向，距离进行往返测共6条边，观测完成后进行内业计算，全网共有三角形四个。观测依据为《混凝土坝安全监测技术规范》和《国家三角测量规范》（BG/T17942-2000），观测资料整理后利用武汉测绘科技大学的科学测量控制网数据处理软件进行平差计算。

3.4平面控制网的观测精度

根据几次观测和平差计算数据统计，各次观测的相关指标值列于表1。从表1中数据可知，精度指标都满足二等三角形网精度要求。

表1 平面控制网点基本资料统计表

4结论

综上所述，直岗拉卡水电站水平位移监测方法具有简单易行，便于实地操作，精度满足规范要求等特点。但由于电站地处高原地带，在晴天观测时大气折光对观测精度影响较大，一般应该选择在阴天或早晚进行观测。

参考文献：

[1]任权.大坝变形监测[M].南京：河海大学出版社，1989.

[2]DLT5178-2003混凝土坝安全监测技术规范[S].

中图分类号：X924.2

文献标识码：A

文章编号：1672-5387（2015）12-0061-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.022

收稿日期：2014-11-25

作者简介：任世德（1973-），男，助理工程师，从事大坝安全管理工作。