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1、6.垂直位移观测 6.1一般规定1.垂直位移观测基面在一个测区或一座工程应统一采用，推荐采用国家85高程系，原来沿用的如废黄河口、吴淞等基面如方便可以继续使用；垂直位移观测除几何水准法外尚有静、重力水准，GPS高程拟合及高程控制测量等方法，本规程讨论对象为几何水准法；因为垂直位移量与上下游水位差、工程运行情况及气象要素等有一定关系，因此在进行垂直位移观测时应同时记录上下游水位、工程运行情况及气温要素等，也便于对可能存在的位移变化进行合理性分析。规定垂直位移量向下为正、向上为负，即沉降变化为正，抬升变化为负，这符号人们的生活和工作习惯；规程规定了工程完工与投入运行时间长短与工程观测测次多少的关系
2、，因为新建工程可能尚未进入沉陷稳定期，所以按工程竣工时间的长短，对测次有明确的规定，先是5年内每季度观测一次垂直位移，后经资料分析工程垂直位移趋于稳定的可改为每年观测一次以减少测次，这一点是基于工程垂直位移随时间变化而稳定的基本理论，但是由于高水头大坝、大型水闸等工程的安全与效益更显得重要，他的安全与否直接关系人民生命财产安全与区域的经济发展社会稳定，因此其观测工作频率有所增加。所以规定工程竣工后的5年内，每季度观测一次；6年起每年汛前、汛后各观测一次，经资料分析工程垂直位移趋于稳定的可改为每年观测一次，但高水头水库大坝和大型水闸、泵站工程应每年汛前、汛后各观测一次。6.2 观测设施的布置垂直
3、位移观测设施主要包括水准点、工作基点和垂直位移标点，规程主要指工作基点和垂直位移标点。1. 工作基点每座工程应单独设置工作基点，数量不应少于3个。每座工程获一侧去应单独设置工作基点，而且数量不少于3个，其目的是便于相互校核，从而保证其垂直位移观测工作基点（基准）的统一，对减轻观测工作量也有一定益处；规程对各类工程工作基点埋设、结构与具体位置有明确要求，如不应埋设在旧河槽、浅土层，回填土区和车辆来往频繁的区域，对工作基点的结构埋深等都有一定要求，主要目的是为保证工作基点的稳定牢固，防止升降等变形和破坏，保证观测基准的统一，（祥见规程6.2）；2. 工作基点引测规程根据工程情况对工作基点的引测有具
4、体要求，规定大、中型水闸、泵站、水库大坝工程工作基点从国家二等以上水准点引测，对少数交通闭塞远离国家二等水准点的中型工，经上级主管部门批准后方可以从国家三等水准点引测，堤防工程工作基点可从国家三、四等水准点引测，实际上明确了工作基点的引测和工程级别与其重要性的基本关系等；3. 垂直位移标点的设置规程规定了泵站、水闸、水库大坝、堤防工程的垂直位移标点的埋设部位、数量、密度等，其目的是为了控制好工程主要部位与险工段，使观测的垂直位移更能反映工程本身位移实际情况，并控制好险工隐患部位，此约定是非常科学的；对垂直位移标点的制作与质地、结构、尺寸也有一定要求（祥见规程6.2），目的也是更好、更全面的控制
5、工程垂直位移的整体变化情况，并能减少工作量，使标点牢固耐用；6.3观测设施编号规程约定工作基点用BM表示，工程或测区有2个以上工作基点，自上游至下游从左岸至右岸起分别编号为BM1、BM2等；对水闸、泵站、水库大坝、堤防垂直位移观测标点编号则各有其明确规定。如水闸和泵站自上游向下游、从左到右岸按顺时针方向编号；水库大坝编号分别由大坝命、断面命与排序命组成；堤防观测标点编号顺堤按里程编号，河道堤防在编号前加左右岸，以区别左右岸堤防。详细见规程6.3；6.4观测设施的考证与保护规程对工作基点与垂直位移标点埋设后启用有一定时间要求，其中工作基点需经过至少一个雨季的下沉方可启用，垂直位移标点埋设后15天
6、方可启用；对于工作基点考证复测，根据埋设使用后的5年、6至10年，10年后均有不同考证复测要求，其目的主要是监测工作基点的变化情况，保证工程垂直位移观测基准的统一，使垂直位移观测具有可比性与连续性，由于建筑物正常下沉随时间是逐步趋于稳定的，所以规程按工作基点埋设使用时间明确了考证复测频率的降低；垂直位移标点埋设后当出现垂直位移标点变动与需增设新标点时要对埋设的新标点进行考证，增设的新标点根据同一块底板其他标点的累积位移量推算新点的始测高程，保持工程垂直位移观测的同一性和连续性，新旧标点替换的应计算其高程差予以推算；供观测的工作基点与垂直位移标点的是工程变形的窗口，除按要求观测外，还需加强保护，
7、才能保证观测工作的正常进行，因此规程对其保护给以约定，当出现如地震等可能使工程产生变形与变化的各种影响因素时应增加观测测次，确保工程安全；6.5 观测线路设计由于大地水准面不是水平面，其本不同标高处也不平行等因素的存在，使得水准测量理论闭合差不为零，这样线路不同等原因，使得垂直位移观测结果会有所不同，因此应采取固定线路，才能克服测量过程因线路不同带来的误差，从而使观测成果有同一性与可比性，因此工程变形观测应设计观测线路，每次按观测线路进行观测；线路中工作基点、垂直位移标点，中间点应用不同符号表示，前进方向需标注明显，使观测工作一目了然，也便于不合理数据的检查；线路设计有其原则，目的是提高观测工
8、作精度与效率，保持观测工作的统一性与可比性，最大限度减少工作量；因为水准测量误差与测站的站数、线路的长短有较大关系，特别是由于地球引力和大地水准面的不平行等原因，使得测量的站数与测程对测量结果影响较大，因此规程规定设计测站和路线的选择应尽可能使测程短、测站少；规程规定转点各站的前后视距应尽量相等，是为了减少仪器i角带来的测量误差；规定三等以上水准测量，前后视与仪器站点位置连线宜接近一条直线的目的是主要可以减少i角带来的误差；规程规定中视点与后视点的距离差不大于5m的目的也是为了减少仪器i角带来的测量误差；规程规定对观测中最高、最低视线高有所要求，其中对最低视线的要求是减少地面空气受热蒸腾可能对
9、视线折射的影响，对最高视线的要求是为了减少测量读数由于水准尺不垂直于地面，不稳定可能带来的误差；规程规定观测路线一旦确定，尽量不能改变的目的是为了减少由于路线变化带来的测量尺度不统一的误差；6.6 观测方法与要求1 观测要求规程规定垂直位移观测线路按国家测量规范采用闭合线线路或附合线路测量，不得采用放射线路测量（必须从上一级已知水准点测量至上一级已知水准点或测回到原引测水准点），引测中只能从国家水准点或工作基点引测，不得从垂直位移标点、中间点再引测其它标点高程；引测前必须进行工作基点联测，其目的是为保证观测工作统一的尺度和精度；观测中应注意每一测段的观测需在上午或下午一次完成，每一工程的观测尽
10、量在一天内完成，主要原因是消除日照方向不同、气象条件不同等带来的误差，如工程测点较多，一天内不能完成的，须引测到工作基点上间隙，是为保证间隙值的稳定；垂直位移观测须根据工程级别确定观测等级，且其限差不同，观测的使用仪器也有；一定要求，此类规程有明确约定，详见6.6；2 观测方法一、二等水准测量为精密水准测量，故本条款规定一、二等水准测量须采用光学测微法单路线往返观测，三等水准测量采用中丝读数往返观测，三等水准测量当使用有光学测微法器的水准仪和线条式铟瓦水准尺观测时，可用单程双转点法进行观测，四等水准测量则采用中丝读数法进行单程观测，本规定其目的是提高观测精度，同时减少外业工作量，因此我省工程观
11、测大多采用单程观测法；跨河水准测量参照国家水准测量规范要求进行；规程规定了一二等、三四等水准测量的读数顺序，其目的主要是为了检查、控制、消除仪器和测垫下沉、位置变化等带来的误差；由于视线长度对、视线的高低等对观测精度影响较大，因此规程根据要求对其做了明确要求，对观测限差、读数及精度也做了明确要求，目的也是为了提高观测工作精度；仪器i角对观测结果的影响甚大，因此规程根据不同观测级别，对仪器的i的监测、鉴定、调整作了明确要求，对需增加鉴定特殊情况也做了明确规定；6.7 观测注意事项为提高观测精度，规程对观测中的注意事项与暂停观测状况进行了规定，如观测前30min将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气
12、温趋于一致，是为了使仪器温度与外界一致， 在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线方向平行，第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧等是为了减少I角的影响等；此外仪器有调焦误差，因此在同一站应尽量保证前后视相等，避免调焦；每一测段，无论往测和返测，其测站数应为偶数，由往测转为返测时，两支标尺应互换位置，并应重新整置仪器。目的是为了消除每对尺子的零点不等差等；工作基点高程稳定性事关整个测量工作，因此规程规定了基点考证测量在接测国家水准点和工作基点遇有明暗标或高低标时，以暗标为准观测，同时观测明标或高标以便校核，其目的是获得一个稳定可靠地工作基点和高程数据等；观测外业工作结束后应对观测
13、成功进行及时的检查校核计算，计算中误差和限差，按规范要求对不符合要求的部分进行复测与补测，确认数据无误后进行平差，并推算各观测标点高程，绘制各种图表（图表见规程6.7），并结合水文地质等对成果进行整编分析评价，对工程的控制运行和维修养护提出初步意见；7. 水平位移观测7.1一般规定水平位移观测与垂直位移观测一样，是水利工程变形观测的主要内容之一，特别对水库大坝等高水头建筑的变形监测尤为重要；水平位移观测的主要设施为水平位移基准点、工作基点和观测标点等；规程约定水平位移工作基点在埋设投入运行后须校测，与垂直位移一样，校测的测次分为埋设后5年与5年后，由于新埋设工作基点稳定性相对较差，因此，埋设使
14、用后的的5年要求每年校测两次，5年后每年校测一次，其水平位移变形量要求控制在4mm 以内；对工程水平位移的观测根据工程投入运行年份的不同，和工情水情的变化规程对水平位移观测的测次有不同要求，总体要求是随着工程建设运行时间的增加，水平位移相对稳定，观测测次减少；7.2 观测设施的布置1总体要求水平位移观测基点可以与垂直位移观测基点共用，并保持两两通视，目的是方便观测，减少设备投入；2水平位移监测基准网规程规定每个工程或区域需建立平面控制网（监测基准网），并明确主要技术指标应达到GB50026中三等平面控制网要求；3水库水平位移观测基点布置要求水库大坝校核基点布置在两岸便于对观测标点进行观测的坚实
15、土基或岩基上，位置在观测标点延长线上，要求两岸各设置一个，目的是保持基点的稳定，提高观测精度、方便观测工作；工作基点布置便于观测坚实土基或岩基上，在观测标点延长线上；其目的是保持基点的稳定，提高观测精度更方便与贴近观测工作；4.水库大坝水平位移观测标点布设的位置、数量、密度、高度等有一定的要求（埋设要求见规程7.2），并要求和垂直位移标点埋设于一个观测墩上，其目的和垂直位移一样，为了能全方位反映工程的整体位移，并注意控制险工隐患段，同时减少投入，方便工作；5水闸水平位移观测基点布置，要求校核基点布置在闸两岸、便于对工作基点、观测标点进行观测的坚实土基或岩基上，工作基点布置在闸两岸、便于观测标点
16、进行观测的坚实土基或岩基上，目的是保持基点的稳定，提高观测精度方便观测工作；6水闸观测断面选择和观测标点布置水闸观测横断面在闸墩的上游与下游面各一个，翼墙的观测标点在闸墩标点延长线上，两岸各布置一个；观测纵断面一般不少于4个，每闸墩的上游当面布置一个标点，视准线的两端、两翼墙顶各布置一个；对采用前方交会法测量的主要控制闸墩等重要部位；7观测设施结构要求总体要求是坚固、可靠、不易变形，并美观大方，整体协调，同时离地面一定高度，设有强制对中器，对中误差控制在0.2mm；对观测采用标杆、占标等有一定技术要求（详见规程7.2），其主要目的是为了提高观测工作精度；8观测设施埋设要求观测标点、工作基点底座埋深不小于0.5m,保持在冰冻线下，同时采取防冲刷、防人为碰撞破坏、防护坡挤压措施，埋设时保持与地面垂直，强
