小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《变形监测水利水电论文(精选3篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要:简要叙述了变形监测网点的布设、监测方案的选择,并对监测结果进行了分析,提出了合理的建议。
变形监测水利水电论文 篇1：
GPS定位技术在变形监测中的应用
摘要：随着我国科学技术的发展，各方面技术能力提高的速度也越来越快。全球定位技术（GPS）在我国的应用越来越广泛，GPS现阶段主要应用在工程变形监测中。全球定位系统具有连续性、实时性、监测准确、工作时间长以及自动化的特点，GPS的应用，对大地测量学以及地球动力学的的发展与研究有很大的影响。本文针对GPS技术的发展现状以及其对工程变形监测的重要性进行了分析，通过GPS技术在工程变形监测中的的应用，不断改善GPS技术在应用中出现的不足，使GPS技术在工程变形监测中能更好的发展。
关键词：变形监测;GPS技术;应用
目前，在许多领域，如经济建设和科学技术等，GPS精密定位技术已经广泛应用。它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星遥感、工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分显示了卫星定位技术的高精度与高效益。随着社会和生产的飞速发展，各种大型的工程建筑物越来越多，所以其变形监测的工作也变得越来越重要。但是若用传统的测量方法不仅工作量大，而且其精度也很难达到，而GPS定位技术此时在变形监测中以其显示出传统监测技术所无法取代的重要作用;本文就是通過GPS对垃圾处理厂大坝的变形监测为例，说明GPS是一种很有效的监测变形观测的方法。
1 GPS定位技术在变形监测中应用特点
GPS定位技术作为一种全新的空间定位技术，在变形监测中具有以下优势特点：测站之间无需通视，GPS技术监测只要在保证良好的信号接收基础上，即可灵活选择监测，提高监测精度;全天候检测，GPS卫星均匀分布在6个轨道环绕地球运行，用户可以随时随地展开GPS定位测量;自动化程度高，GPS接收可以自动接收数据，跟踪卫星信号，结合计算机技术可以在无人值守的情况下，实现采集、分析、处理、传输长期连续的自动化变形检测;高精度三维定位，GPS技术在变形检测中能同时精确测定大地高和平面位置，一次性获取高精度的三维坐标;抗干扰性能好、隐蔽性强，用户设备只需要单一接收GPS卫星信号即可获取定位信息和导航数据。
2 GPS在工程变形监测中的发展现状
工程变形监测中GPS技术的使用在近几年的发展中，已经越来越被重视。目前，GPS技术在工程变形监测应用中观测长度以及测量精确度都有明显的提高。GPS技术在对一些常规的滑坡整体活动变形监测中，通过GPS技术的全方位进行检测，能够更加准确的确定滑坡的整体活动情况，从而掌握滑坡的发育情况以及滑坡变形的程度、变形规律。在进行大型建筑的位移检测中，GPS技术的应用能够更加快速的进行监测，不会过多受到外界影响，同时确保准确度，而且，对于大型建筑进行的各个被测点的三维移动变化能够确保二十四小时不间断监测，快速准确的发现大型建筑物的三维位移规律，从而提高大型建筑物的安全程度，监测的数据对大型建筑物的保养以及修复提供支持。在进行水库大坝的变形监测中，对于地面，盖层以及海上都可以依靠GPS技术很好的完成工作，确保大坝的安全。在现阶段的工程变形监测中，对于测量方法的精准度，工作时间以及工作的范围要求越来越高，而传统的测量方法已经不适应现阶段的工程变形监测工作。GPS技术在工程变形监测中很好的满足了对于测量方法的需求，在进行的建筑物的变形检测中，工作人员只需将GPS接收机安装在监测站以及基准站，GPS就会进行自动、连续的监测，同时进行定时的数据传输，确保数据传送的技术性，实时检测数据被数据处理中心所接受，自动进行数据检测与分析。GPS技术影响着工程变形监测工作的发展以及之后的工作效率，只有不断提高GPS的使用技术，才能更好的促进工程变形监测的发展。
3 GPS在工程变形监测中的应用
3.1运用小波分析
GPS监测手段应当能够用来完成小波分析。近些年以来，针对较大规模的水利设施以及大型建筑如果要实现全方位的精确监测，那么不能缺少小波分析作为保障。受到噪声以及其他外在要素的影响，传统模式下的监测结论很有可能并不足够精确，在这之中涉及到混合的多波段信息，进而带来了严重干扰。为了改进现状，可以把小波分析适用于变形监测。具体而言，小波分析密切结合了频率以及时间的两类分辨率，上述二者分别适用于频率较高以及频率较低的变形监测部分。
3.2图形结构强度设计
对于图形结构的强度设计，主要就在工程变形监测中监测点之间、配置基准点与变形点之间的设计，还有连接方式与独立机选的数目在检测网中的确认。首先是对图像的选择，对于基准点、有效控制变形点的确认以及对于基准点之间进行的相互检验情况，最后是对于模型识别与参数识别进行的设计，它们的设计会起到一个对于变形模型的保护作用，能够提高对于变形引发原因的监测，从而及时进行有效的解决与预防。
3.3构建集成系统
针对GPS监测手段如果不加改进，那么将会呈现较窄的信号覆盖区，同时也将呈现多样化的噪声干扰以及较低的垂直监测密度。为了改进现状，针对GPS涉及到的各类局限性都要致力于全面消除。通过运用3S的全新监测技术，就可以构建集成式的监测体系，从而紧密结合了多样化的监测手段以及监测措施。近些年以来，已有学者正在尝试结合INSAR以及GPS的两类监测手段，运用四维形变的方式给出精确度更高的整体性监测结论。此外，如果有必要测定公路采空区的真实状况，则可以选择3S作为必需的监测手段。
3.4基准设计情况
基准设计主要有两种，位置基准和内外部尺度基准。传统的测量方法在进行工程变形监测的工作中，环境、地形、设备仪器等因素会影响到变形监测的结果的准确性，监测网基准点与变形的监测区域之间的距离不能确保精确，同时传统测量方法本身变形因素受到限制，监测后的数据不能进行准确的分析、反映。工程变形监测的结果的准确度主要依靠基准设计来保障，GPS技术应用的都是精准度较高的高科技技术，对于监测网基准点位置的确认能够保障准确度，完成速度快，很好的解决了因为传统测量技术导致的监测网基准点位置定位不准确的问题，提高了工程中变形监测的工作效率。
4结语
GPS技术在变形监测方面的应用，具有高精度、高效率、不受环境条件影响等优点。通过GPS的数据分析，可以清楚的看到坐标的变化，对于大坝的变形有一定的预测作用。GPS接收机还有一个特点，就是可以自动观测。这对于实现大型工程建筑物的变形监测起到了一定的推动作用。
参考文献：
[1]赵正林.有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J].黑龙江科技信息，2012（13）.
[2]邹秀芳.GPS变形监测技术的现状及未来发展[J].科技创新与应用，2016，（13）：85.
[3]刘振宇，高雪峰，袁欣华等.GPS技术在变形监测中的应用和发展趋势[J].测绘与空间地理信息，2015，38（06）：140-143.
（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）
作者：李宁
变形监测水利水电论文 篇2：
小孤山水电站枢纽外部变形监测与预报
摘要:简要叙述了变形监测网点的布设、监测方案的选择,并对监测结果进行了分析,提出了合理的建议。
关键词:小孤山水电站;变形监测;结果分析;预报
1工程概况
小孤山水电站水利枢纽是我国目前建在软基上的第一座中型电站闸坝,是黑河大峡谷的第3座梯级水电站,上接大孤山水电站厂房尾水,设计正常蓄水位2 160m;下接龙首二级(西流水)水电站库尾,正常水位1 920m,开发段河道长约15km,设计水头140m,该水电站采用长隧洞引水式方案开发,设计引水流量98m3/s,电站装机约100MW。工程规模属中型工程,主要建筑物设计标准为三级,次要建筑物设计标准为四级,临时建筑物设计标准为五级。小孤山水电站开发河段位于甘肃省肃南裕固族自治县境内的黑河大峡谷中段,两岸有大面积陡崖分布,峭壁耸立,河中乱石层叠,水流湍急。有山区四级公路沿峡谷穿过,枢纽距张掖市约100km,交通便利。
为了解和掌握闸坝的稳定性、验证相关的设计参数,确保水电站的长期运行安全,保证发电机组正常出力和投资效益的正常发挥,受黑河水电开发有限责任公司的委托,按照《黑河小孤山水电站枢纽外部永久变形监测技术设计报告》和《水利水电工程测量规范》、《水利水电施工测量规范》、《混凝土坝安全监测技术规范》的要求,对小孤山水电站枢纽外部进行变形监测,并对监测结果进行了分析。
2外部变形监测方案设计
外部变形监测主要从两方面展开工作,一是进行建筑物水平位移监测,另一是进行建筑物沉降监测。水平位移监测采用视准线法,在设置有强制对中装置的观测墩上架设高精度经纬仪,照准视准线另一端点,测定设置在该轴线上的监测点的变形情况。沉降监测是采用精密几何水准测量的方法,测定布设于建筑物上观测点的高程变化,来确定建筑物的沉降情况。
在监测过程中,一旦发现监测点水平位移量变化较大、监测点沉降量较大或沉降量明显不均匀时,应及时向业主报告,根据需要采取必要的防范措施。在沉降监测中,为了保证监测精度,正确反映建筑物的沉降情况,按照二等精密水准测量的技术要求施测。
2.1观测点位的设置
变形监测点的布设是进行变形监测的基础。根据监测点布设从整体到局部的原则,依据小孤山闸坝的结构形式及特点,在枢纽闸坝1#、2#、3#和4#泄洪冲砂闸范围内,布设3条视准线进行闸坝水平位移监测;布设2条精密水准路线和1条支点水准路线进行闸坝沉降监测。
水平位移观测基点B1、B2和B3是具有强制对中装置、高1.20m的混凝土观测墩,预制在右岸道路两边的基岩上,四周加置了铁栅栏;照准基点A1、A2和A3是标有“莱卡”字样的目标专用照准觇牌,用3个(或4个)螺钉固定在左岸基岩上。水准工作基点有2个,一个位于B2观测墩底座上,一个位于Y15监测点下游右岸基岩上,均为现浇圆钢标志。两个水准工作基点上均引测了二等水准高程。
Y01～Y15是设计的变形监测点,这些点为高出地面0.30m的现浇永久监测墩,其上安置了强制对中盘和水准高程测量标志,作为平面位移监测和垂直位移监测的标志。
2.2变形监测使用仪器的选择
为保证测量成果准确、可靠,满足规范规定的精度要求,水平位移监测采用T3型经纬仪,并配用监测专用活动觇标进行;沉降监测,选用德国蔡司公司生产的NA-2型精密光学水准仪(±0.40mm/km)并配用铟瓦合金标尺进行几何水准测量。在作业前后,对仪器的相关项目进行了检验与校正,使监测仪器的各项指标符合国家及规范要求。
2.3变形监测方法
水平位移观测是将T3型精密经纬仪架设在B点,正倒镜照准对应的特制照准点A各一次,对架设在各监测点上的带有千分尺的移动觇标各读取一组数据,取其中数作为最终观测值。在沉降监测中,为了保证监测精度,正确反映建筑物的沉降情况,按照二等精密水准测量的技术要求施测。
3监测数据处理及成果分析
3.1数据处理
外业数据观测结束后,对观测数据进行认真地检查校核,剔除粗差后参与计算。闸坝的水平位移量,是将各监测点的观测量与上一次观测值比较得出相对位移量,将各监测点的观测量与初始值比较得出绝对位移量;闸坝的垂直位移量,是将各监测点上利用附合水准路线经平差计算求得的高程值与上一次观测值比较得出相对位移量,将各监测点求得的高程值与初始值比较求出绝对位移量。
3.2成果分析
2006年4月23日进驻工地,在28日下闸蓄水前几天,对各监测点的初始值进行了测定。2006年5月4日开始首期监测,至2008年5月的2年内,从前段(2006年6月22日前的6期)的按通知无周期规则监测到后段(2006年6月22日后的100期)每周四进行的有周期规则性监测,共计106期。
为分析和研究闸坝的外部变形,绘制了监测期水库水位过程线和各监测点的位移过程线:以各视准线上的监测点组成的横剖面代表闸坝横向位移曲线和以各闸墩为单元,其上监测点组成的纵剖面代表闸坝纵向位移曲线。
通过监测数据分析各个监测点的位移过程线(剔除个别监测期个别监测点的异常值)认为,上游排视准线上的监测点的变形情形是:位于坝左(混凝土坝)上的Y01的变形位移量不大,虽然在一段时间内和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程,但因变形位移量大多在2倍测量中误差内,所以可以认为它是相对稳定的。Y02、Y03、Y04和Y05点在以上监测期发生变形且位移量随水位变化波动,总趋势是水平位移初期向上游,然后再向下游的过程;由于上游排监测基准点(B1)遭撞击破坏,自74期后Y01、Y02、Y03、Y04和Y05点无水平位移监测数据,故对上游排的水平位移无法进行连续性分析;垂直位移是一个缓慢上升到回落继而下沉的过程,且位移量不大。
中游排视准线上的监测点的位移变形情形是:位于坝左的Y06的水平位移变形量相对较小(最大达到-4.96mm),但和同在一条视准线上的其它监测点呈相似的变化方向、过程;要引起注意的是Y07、Y08、Y09、Y10和Y11监测点,在监测期后期水平位移向下游方向发生位移变形并随水位升降呈规律性的上下波动且呈加快趋势。Y07的水平位移量最大达到-5.96mm,Y08的水平位移量最大达到-9.66mm,Y09的水平位移量最大达到-11.94mm,Y10的水平位移量最大达到-12.01mm,Y11的水平位移量最大达到-13.79mm。垂直位移的变化在整个监测期也是比较平稳的,总体上讲是一个缓慢上升到回落下沉的过程,但明显随水位升降呈上下波动规律。
下游排视准线上的监测点的位移趋势是:在整个监测期,Y12的水平位移量和垂直位移量相对较小,Y13、Y14、Y15的垂直位移量相对较小而水平位移量较大,水平位移量绝大部分为负值并随水位升降呈规律性的上下波动且向下游方向变形位移。Y13的水平位移量最大达到-10.13mm,Y14的水平位移量最大达到-10.84mm,Y15的水平位移量最大达到-11.30mm。垂直位移量的变化在整个监测期都是比较平稳的,总体呈下降趋势,但位移变化量小,明显随水位升降呈上下波动规律。
4结论
通过对2年监测数据分析,认为在该监测期闸坝发生了位移变形,且位移变形在时间和空间上都是不均匀的:①闸坝靠左岸位移变形较小,靠右岸位移变形较大;②水平位移变形较大而垂直位移变形较小;③水平位移变形方向向下游,大小随蓄水位的高低波动并在波动中增大;④该闸坝存在不均匀位移变形,且不均匀位移变形特征比较明显。
在整个监测期的后期,监测点Y07、Y08、Y09、Y10、Y11、Y13、Y14、Y15的水平位移量均逐渐增大,且有继续增大的趋势;垂直位移由蓄水初期的上升到回落再到下沉态势,但垂直位移量较小,明显随水位升降呈上下有规律波动。需要强调的是:该闸坝靠右岸各监测点在这期间的水平位移量(向下游)逐渐增大而左岸变化量较小,通过对各个监测点的监测数据的比对、分析,认为该闸坝发生了不均匀位移变形且特征比较明显,而残余变形值逐渐减小。
参考文献
[1] JGJ/T 8-97,建筑变形测量规程[S].
[2] SDJ 336-89,混凝土大坝安全监测技术规范[S].
作者：范振刚
变形监测水利水电论文 篇3：
基坑变形监测及预警技术分析
摘要：基坑是工程建设的基础环节，其施工质量直接关乎到工程总体质量和安全，因此做好基坑变形监测十分必要。不同地区的地质条件存在差异，相应的基坑施工方案也不尽相同，如果忽视了基坑变形监测和预警，可能因安全隐患造成安全事故的发生，带来不可估量的损失和伤亡。鉴于此，本文就基坑变形监测和预警技术相关内容着手探究，在了解基坑变形类型基础上，寻找有效的应对措施和技术，以期打造质量、安全和效益并重的工程项目。
关键词：预警技术;基坑变形;变形监测;基坑沉降;墙体变形
社会主义现代化建设进程持续加快，基础设施逐渐趋于完善，新时期对工程建设提出了高标准和高要求，尤其是基坑施工质量，需要重点把控。在基坑施工中，受到周围土体变形或支护移动，可能出现较大的基坑变形问题，不仅影响到工程整体结构稳定性和安全性，也会对周围建筑物的稳定性带来不可避免的影响。结合工程项目特性，基坑变形和预警技术应用可以满足施工和维护工作需要，及时发现基坑变形问题并发出预警，以便于组织施工人员第一时间处置，避免问题扩大化造成严重的破坏。通过此种方式，可以大大增强基坑结构和周边土体稳定性，为后续施工活动高质量展开夯实基础。
1 基坑变形和预警技术的重要性
在基坑施工中，通过基坑变形和预警技术的应用，可以实时把控基坑和周边结构的变化情况，收集数据信息来摸索变化规律，在此基础上综合分析，为后续施工方案制定和优化提供可靠的数据依据，对于保障基坑施工质量和安全有着积极作用。在基坑变形监测中，量化评估基坑与周围建筑物变形程度，编制合理施工方案指导施工活动有序进行，在提升施工效率和质量同时，将安全事故几率降到最低[1]。另外，基坑变形和预警技术还可以及时发现和掌握潜在的问题，制定合理的解决方案，将事故几率降到最低，全面保障工程项目质量和安全。
2 基坑变形类型
（1）墙体变形。此类变形问题较为普遍，主要是在施工中建立基坑围护墙，墙体出现水平变形。基坑围护墙有重力式围护挡墙、排桩式支护挡墙、地下连续墙以及加筋水泥土墙等。无论是硬性墙体还是柔性墙体，如果基坑施工较浅，缺少支撑，则会导致墙体向基坑方向水平位移，呈现三角形的变形问题。伴随着基坑开挖深度逐步增加，软性墙体的水平变形大小几乎不会变化，但曾经设置过支撑的墙体，底部可能出现基坑内部隆起问题。墙体竖向变形，则是基坑开挖中土体自重作用下增加外部荷载，令土体出现把不同程度的沉降，墙体升高，对基坑稳定性带来不良影响，甚至造成严重的破坏。围护墙地面清孔不充分，可能有大量的沉积物，进而出现墙体下沉的问题[2]。
（2）地表沉降变形。此类问题则是一种工程地质问题，由于施工区域的地层松散固结，底层压缩导致沉降问题出现，出现不同程度的沉降问题。结合工程实践经验了解到，基坑施工中由于地基较浅，土层松软，只是墙体出现不同程度的水平位移，地表沉降量大大增加。墙体深入土层，墙体位移导变形，多发生在墙体位置[3]。
（3）基坑底部变形。基坑施工中，可能出现基坑底部突起变形，部分属于较为常见的现象，部分情况是由于自己坑开挖与卸载中基坑底部突起，出现不同程度的变形问题。异常突起变形，由于基坑围护结构掩埋较浅，同样会加剧底部隆起，如果有承压水域，其压力则增加隔水层自重，基坑底部变形会变得更加明显，影响到基坑稳定性。
3 基坑变形监测和预警技术
某工程二次搬运量较大，基坑开挖深，并且伴有其他管线分布，部分区域邻近地下室，基坑工程规模较大。建筑面积531168㎡，地下室开挖深度-6.75m～-11.9m。
3.1监测项目
基坑变形监测前要充分实地勘察分析，了解地下水储量和周围建筑物情况，确定监测内容。基坑变形监测内容有以下几点：①地表开裂，周围结构变形;②支护结构水平位移;③锚索应力监测，可以有效减少锚索预应力损失，将桩位移程度降到最低;④基坑底部隆起。⑤深层土体位移。
3.2监测点
设置监测点，包括：①监测基准点、水准基点和后视点的选择，需要在不破坏正常基坑施工活动进行的前提下，合理选取，其中后视点至少4个，在斜坡上距离20m区域设置，多选择土层较硬的区域。②设置监测点，在边坡临近上口滑坡中间区域，间距大概在20m左右[4]。③地表开裂问题需要认真观察和记录，通过水泥浆来抹平地面裂缝，然后进行后续工作。④监测深层土体位移，基坑周围水平位置设置多个监测点，结合地质条件和开挖深度来确定深孔程度，实现深层土体实时监测。
3.3监测流程
在基坑变形监测工作中，应结合实际情况选择合理的监测方法，基于经纬仪监测水平位移，在布置基准点后实施观测，收集数据和存储数据。借助水准仪用于基坑总现象沉降位移观测，为了提升监测结果精准度，需要综合考量监测人员、监测环境、仪器设备和观测线路等因素，编制合理的方案灵活应对。基坑变形监测中，主要有两个阶段，一是基坑开挖中每日监测一次，如果发现基坑不均匀位移和沉降，适当提升监测频率，在基础底板施工后，每三日檢测一次，基坑回填后监测工作停止。为了提升基坑变形监测精度，需要明确基坑等级，借助不同精度仪器设备来测量基坑变形点高度误差、点位误差[5]。
3.4监测指标
结合基坑施工方案，需要选择合适的变形预警指标，但很多基坑工程并未确定统一、合理的监测预警指标，结合以往工程实践经验，具体指标如下：①如果坡顶水平位移变化率在4mm/d以上，并且逐渐递增，即将到达预警值时要立即停止施工，做好后续的监测工作;②天然气管道沉降位移在20mm以上，并且呈现持续增长的趋势。③基坑外部水平位移下降幅度在300mm以上，呈现持续下沉趋势，达到预警值。④基坑周围建筑物下沉超过建筑物宽度2%，即达到预警值[6]。
3.5监测现场管理
在基坑施工现场，做好基坑变形监测和预警，要求相关人员保持高度认知和重视，合理选用预警技术，并通过现场管理来保证施工现场秩序稳定，获取精准可靠的监测数据。基坑观测中，记录下基坑变形情况，记录下变形频率变化，观测后将观测结果完整归纳和整理，可以全面反馈基坑变形情况，做好数据存储工作。在记录下观测日期和结果同时，也要有侧重性的把握监测关键点，一旦发生突发情况，第一时间预警，组织人员快速处理问题。
结论：
总的说来，在基坑施工中，通过基坑变形监测和预警技术的合理运用，便于全方位观测和分析，并提供精准可靠的监测数据，以便于及时发现和解决异常问题，组织人员快速处理，维护基坑施工安全和稳定，打造高质量的工程项目。
参考文献
[1] 王 磊. 浅析深基坑监测及其变形监测技术的应用[J]. 建筑工程技术与设计，2017（11）：883-883.
[2] 王娟，王兴科. 软土地区基坑侧位移变形预警及预测[J]. 长江科学院院报，2021，38（8）：91-96，103.
[3] 周刚，张丹，商兆涛，等. 基坑开挖过程中变形监测预警指标的动态确定[J]. 安徽工业大学学报（自然科学版），2021，38（3）：332-339.
[4] 张志会，张明，王先斌. 基于尖点突变理论及速率比值法的基坑变形预警研究[J]. 水利水电技术，2019，50（7）：174-180.
[5] 张喆. 基坑开挖影响下既有地铁隧道结构变形自动化监测技术[J]. 工程机械与维修，2021（1）：91-93.
[6] 王凯，胡怡婧，徐青. 基于时间序列ARMA模式识别的基坑监测预警优化研究[J]. 工业安全与环保，2018，44（7）：29-32.
作者：黄国华