莱卡TS30全站仪在桃山水库大坝水平位移观测中应用

2014-11-14李春杨牛焕文

黑龙江水利科技 2014年9期

李春杨，牛焕文

(黑龙江省桃山水库管理处，黑龙江七台河154600)

1 桃山水库地理概况

桃山水库位于黑龙江省七台河市桃山区、倭肯河中上游，是一座以防洪、城市供水为主，兼顾农田灌溉、水产养殖等综合功能于一体的大型水库。流域面积2 043 km2，水库总库容为2.64亿m3，设计库容2.16亿m3，兴利总库容0.98亿m3，死库容0.18亿 m3，净调节库容0.83亿 m3。P=0.95时，设计城市供水能力为2 300万m3，同时每年可为下游农业提供水量6 000万 m3，灌溉水田7 667 hm2，菜田800 hm2，并保护着七台河市及16处村屯几十万人民生命财产的安全。桃山水库现已经成为七台河市社会经济发展不可替代的基础资源，是七台河市人民生产、生活和农业的主要水源。

2 水平位移监测水准基点及变形观测断面设立

2.1 采用基准

平面基准:北京54坐标系统。

高程基准:1956年黄海高程基准。

变形观测断面共有五个断面，设有54个水准基点，线路总长2.86 km。其中34个变形点SA，20个平面基准点SD。这20个平面基准点SD是变形观测的基础，其基准桩必须保证坚固和稳定，因此基准桩必须选在变形区以外，且地质条件好，又能够永久保存的水库山上和路边。为校核基准点SD的稳定，设置成基准点组(一组四个基准点)，共5个基准组。见图1、图2。

1)一组 SD1(SD1—1、SD1—2、SD1—3、SD1—4)。

2)二组 SD2(SD2—1、SD2—2、SD2—3、SD2—4)。

3)三组 SD3(SD3—1、SD3—2、SD3—3、SD3—4)。

4)四组 SD4(SD4—1、SD4—2、SD4—3、SD4—4)。

5)五组 SD5(SD5—1、SD5—2、SD5-3、SD5-4)。

2.2 主坝布置

在主坝上设有3个变形观测断面，见图1，基准组分别为SD1、SD2、SD3(各4个基准点)。在每个断面上各布设8个变形点SA，共24个。其中迎水坡上设一个变形观测断面，背水坡设两个变形观测断面。将3个变形观测断面上的所有测点纳入水平位移监测网，工作基点SD作为基准，采用极坐标法测定断面上其余24个测点SA的变形量。

2.3 副坝布置

在副坝上设有2个变形观测断面，见图2，基准组分别为SD4、SD5(各四个基准点)。在每个断面上各布设5个变形点SA，共10个。迎水坡、背水坡各设一个变形观测断面。将2个观测断面上的所有测点纳入水平位移监测网，工作基点SD作为基准，采用极坐标法测定断面上其余10个测点SA的变形量。

图1 主坝渗流观测平面布置图

图2 副坝观测设备平面布置图

3 测量仪器的选择及测量方法

3.1 测量仪器的选择

对平面基准网采用全球卫星定位系统(GPS)高精度静态测量方式进行观测，对基础高程控制网按二等水准的限差和要求进行测量，对水平位移监测桃山水库采用高精度徕卡TS30全站仪。

徕卡TS30全站仪是一种多功能一体的精密测量仪器，它完美地结合了角度测量，距离测量，自动目标识别及快速跟踪功能为测量工程师提供了极高的性能，同时它能省时省力，切不需要计算测量成果，在测量时选择带有水准气泡的棱镜。

3.2 测量方法

水库观测标点共5排，两侧岸坡山上的稳定位置共埋设20个基准点，每排观测标点两端各有两个基准点SD为观测用。水库引用的高程系统为黄海高程系统。采用高精度徕卡TS30全站仪对大坝进行水平位移观测，需对大坝所有变形点SA进行测量。首先应给仪器定向，即先输入架有全站仪的基准桩上基准点的坐标，然后再用另一个架有棱镜的基准桩上基准点的坐标完成定向，定向确定无误后。再用每排基准对此排所有观测标点进行全站仪坐标测量，即一个基准点架设仪器，另一个基准点作为方向校核。再依次测量变形点SA上的坐标，记录好。每个基准点都有其固定的坐标X(北坐标)，Y(东坐标)，将其记录作为每次测量的基础资料。各个观测标点坐标与往次测量成果进行分析对比，得出数据，为水库大坝的安全运行提供科学的保证［1］。副坝水平位移检测表见表1。