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同行需要評議，技術(shù)需要交流又一屆監(jiān)測大會圓滿結(jié)束感謝主辦方，十二載春秋堅持感謝監(jiān)測單位，兢兢業(yè)業(yè)擁抱科技，展望未來  同行交流概述 報告人：蘇州市軌道交通集團有限公司建設(shè)分公司 張亞勇題目：城市軌道交通工程監(jiān)測工作思考概要：報告從工程建設(shè)行業(yè)現(xiàn)狀、工程監(jiān)測行業(yè)現(xiàn)狀與誤區(qū)、監(jiān)控測量在軌交工程中的作用進行了介紹，并對測量監(jiān)控市場前景給予了展望，并建議各大設(shè)計、勘察單位提升員工知識儲備，利用無人機、機器人等先進工具，將監(jiān)控量測作為風險控制的重要手段，提升行業(yè)附加值報告人：上海申通地鐵集團有限公司 李家平題目：地鐵盾構(gòu)隧道安全智能運維概要：報告提出，地鐵的運營安全是城市運行的基本保障，結(jié)構(gòu)安全又是運營安全的前提，所以一套與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和社會要求相適應的隧道安全監(jiān)控管理體系十分重要。通過地面巡查、隧道檢查和地面地下監(jiān)測三項管理制度能及時發(fā)現(xiàn)風險。報告＊后建議，行業(yè)內(nèi)應盡快制定法律法規(guī)、進行技術(shù)審查和現(xiàn)場監(jiān)護，進一步規(guī)范施工流程，保障工程安全。報告人：中鐵二院工程集團有限公司測繪工程設(shè)計研究院 盧建康題目：川藏鐵路建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)與監(jiān)控量測新技術(shù)應用規(guī)劃概要：川藏鐵路的深埋長大隧道工程數(shù)量眾多、規(guī)模巨大。且沿線地勢險峻，地形高低錯落，加之氣候差異顯著，所以山地災害頻發(fā)，工程測量難度大。對此，中鐵二院在可研階段提出了四項測量新技術(shù)應用規(guī)劃，分別是：建立高精度北斗/GNSS連續(xù)運行參考站（CORS）網(wǎng)絡(luò)、搭建實景三維空間信息系統(tǒng)平臺、控制測量與施工測量超長隧道和特大型橋梁和基于空天地一體化技術(shù)監(jiān)測空間形態(tài)特征變化及形變。報告人：南京地鐵運營有限公司 蔡乾廣題目：南京地鐵結(jié)構(gòu)監(jiān)護實踐簡介概要：縱觀南京地鐵結(jié)構(gòu)監(jiān)護歷史變革，對南京地鐵運營線路結(jié)構(gòu)長期監(jiān)測，應急加密監(jiān)測，地鐵保護區(qū)監(jiān)測進行總覽，并對表觀病害治理，結(jié)構(gòu)沉降治理和盾構(gòu)收斂治理提供切實可行的治理方案。報告人：中鐵一院 任曉春題目：軌道交通智能監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)概要：針對軌道交通近年來進入快車道的發(fā)展背景，詳細介紹了相關(guān)的監(jiān)測新技術(shù)發(fā)展動態(tài)，包括基于北斗的監(jiān)測，三維激光掃描監(jiān)測技術(shù)，基于高精度傳感器的結(jié)構(gòu)監(jiān)測。提出必須采用“云-邊-端”一體化架構(gòu)，引入邊緣計算，“智能”終端和云平臺數(shù)據(jù)分析的手段，借助大數(shù)據(jù)采集分析做出智能決策。報告人：河海大學地球科學與工程學院 黃騰題目：城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測中的幾點建議概要：基于若干年工作經(jīng)驗，黃老師針對測量工作提出幾點中肯建議，1: 目前沉降監(jiān)測基準點設(shè)置存在弊端問題，建議可將基準點設(shè)置在車站軌行區(qū)內(nèi)；2:建議一、二等水準測量方法允許“后后前期”；3: 要容忍測量出現(xiàn)的錯誤，監(jiān)測中出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)錯誤在所難免，軌道交通結(jié)構(gòu)監(jiān)測中，測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤無法重測，容錯有利于監(jiān)測單位提供真實的監(jiān)測報表，4:在直接測量精度難以達到情況下，可以從結(jié)構(gòu)變形趨勢去考慮，可以降低監(jiān)測精度實現(xiàn)監(jiān)測目的。報告人：南方測繪廣州分公司總工程師黃鴻偉題目：《地鐵高效施工和可信監(jiān)測體系》概要：重點介紹了隧道病害的風險隱患、地鐵隧道病害檢測“全覆蓋、高效率”的技術(shù)要求和趨勢，通過南方隧道快速施工與病害檢測的解決方案的MS100全自動移動掃描系統(tǒng)，快速準確測量隧道結(jié)構(gòu)參數(shù)和表觀病害數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)真實、準確、可靠，來源可追溯，保證地鐵隧道安全檢測監(jiān)測質(zhì)量，構(gòu)建科學、可信的監(jiān)測體系。報告人：寧波地鐵  何山題目：軌道交通工程雙重預防機制成果推廣概要：報告講述“雙重機制”由來，對工程風險分級方法（R=P*C），以及安全隱患分類方法進行詳細介紹，并介紹在基坑、盾構(gòu)、高架、機電實例中如何運用雙重機制。此外，寧波地鐵雙重預防機制信息平臺建設(shè)主要包括“工程建設(shè)遠程監(jiān)控管理信息系統(tǒng)”、“安全質(zhì)量隱患排查治理信息系統(tǒng)”、“盾構(gòu)管控系統(tǒng)”、“風險監(jiān)控與應急視頻監(jiān)控中心”。并基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧工地，對未來做一定展望。報告人：上?？辈煸O(shè)計研究院（集團）有限公司 褚偉洪題目：軌道交通全過程風險智能管控技術(shù)概要：基于軌道交通跨越式發(fā)展背景，在軌道交通建設(shè)期和運營期開發(fā)“地質(zhì)風險數(shù)據(jù)庫巖土工程信息模型BIM技術(shù)”，“深基坑及環(huán)境影響自動化監(jiān)測技術(shù)”，“基坑滲漏隱患無損檢測技術(shù)”，“深基坑“天安”風險管控平臺”，“隧道變形自動化監(jiān)測及三維激光掃描技術(shù)”，“保護區(qū)地面巡查管理系統(tǒng)”，“運營隧道“云圖”管理平臺”，并運用典型案例直觀描述。提出基于實踐經(jīng)驗，運用信息化平臺，進行大數(shù)據(jù)分析預測展望。報告人：上海第六勘察設(shè)計院集團有限公司 劉永中題目：工程勘測之法律責任概要：梳理《憲法》、《中華人民共和國測繪法》、《合同法》、《建筑法》、《招投標法》、《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》、《建設(shè)工程勘察設(shè)計管理條例》、《測繪成果管理條例》、《基礎(chǔ)測繪條例》等法規(guī)條例，運用實際案例，提醒測繪人依法行事，以規(guī)矩劃方圓，以準繩糾曲彎。

公司更名公告 我公司（原“上海彪奎測控科技有限公司”）在大家的關(guān)注和支持下持續(xù)發(fā)展壯大，由于公司發(fā)展的需要，2016年8月18日，經(jīng)上海市工商行政管理局批準，原“上海彪奎測控科技有限公司”正式更名為“建巖（上海）信息科技有限公司”！現(xiàn)將有關(guān)更名事項做如下聲明：1、我公司將于2016年 9月20日啟用新公司名稱：“建巖（上海）信息科技有限公司”；2、公司更名后，原開戶銀行、賬號、稅號、聯(lián)系電話、傳真均保持不變；3、自2016年 9月25日起，原公章、合同章、財務專用章及各類業(yè)務專用章將停止使用。4、公司名稱變更不影響我公司原有的各項權(quán)利及義務。原“上海彪奎測控科技有限公司”的資產(chǎn)和債權(quán)債務以及對外簽訂的各類合同、合作協(xié)議等法律文書，均由“建巖（上海）信息科技有限公司”依法承繼。感謝各界人士長期以來對我公司的關(guān)注與支持。我們將一如既往為您提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和專業(yè)的服務！建巖（上海）信息科技有限公司2016年9月14日

位移傳感器導 電 塑 料 電 位 器 （ 又 稱 電 子 尺 ）其 功 能 是 把 一 個 機 械 位移 轉(zhuǎn) 換 成 電 氣 信 號 ，并 且 該 信 號 能 夠 與 機 械 運 動 成 正 比 。電刷裝配 連接 到 機 械 激勵 器 ， 繼 而 使 塑 料 阻 軌 產(chǎn) 生 一 個 電 壓 分 配 器 。電位計的阻軌兩端連接到穩(wěn)定的直流電壓（ 允許小電 流）。當在電刷和修 正 阻 軌之 間測 量時 ， 信號電壓 是電 壓分配器的主要部分，并且與阻軌上的電刷位置成正比。導電塑料電位器作為一個電壓分配器 ， 可以不必著重于阻軌上的總電阻的準確度， 因為溫度波動只對電 阻產(chǎn) 生 作 用 ， 不會影響到 測量 結(jié)果 。導 電 塑 料 電 位 器 在 低 溫 下 輸 出 變 化 小 ， 低 扭 矩 操 作 和 高 速 應用是導電塑料技術(shù)的獨 有特 征。 L V D T 的優(yōu)點在 于 ① 無 摩 擦 測 量 ； ② 無 限 的 機 械 壽 命 ；③無限的分辨 率 ； ④零位可重復 性 ； ⑤精度高 ； ⑥堅固耐用 ； ⑦輸人/輸 出 隔離。L V D T 的 主 要 限 制 是 ： ① 為 得 到 線 性 性 能 ， 傳 感 器 的 外 殼 要比行程 長 ； ②輸出信號對輸入被測量存在一定的非線 性 ； ③價格相對 昂 貴 。 磁 致 伸 縮 位 移 傳 感 器 是 利 用 磁 致 伸 縮 原 理 ，通過兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應變脈沖信號來準確地測量位置的。這種傳感 器 的 輸 出 信 號 是 一 個 真 正 的 絕 對 值 ， 而 不 是 比 例 的或 放大處理的 信 號 ，所以不存在信號漂移 或變 值的 情況 ， 更 無 需 定期標定。磁致伸縮位移傳感器特點 ： ①內(nèi)部非接觸式測量;②性能價格比高 ； ③多種輸出方式可供選 擇 ； ④ 防 浪 涌 、 防射頻干 擾 ； ⑤不需定期標定和維 護 ； ⑥ 安裝方 便 ;⑦ 高 精 度 、高 穩(wěn) 定 性 、高 可 靠 性 ； ⑧使用壽命 長 ； ⑨ 具 有輸 入電 源反 向 極性 保 護 功 能 ； ⑩ 結(jié) 構(gòu) 精 巧 、 環(huán)境適 應 性 強 。它的缺點是不適于小位移的測量需求。G P S 動 態(tài) 差 分 載 波 相 位 方 法 的 優(yōu) 點 是 ： ①各測站間無需通視 ， 是相互獨立的觀測 值 ；②可以全天候作業(yè)； ③能同時測定點的動靜態(tài)三維**坐標，無漂移現(xiàn)象 ；

Geomatics Science and TechnologyVol.2 No.02(2014), Article ID:13347,4 pages DOI:10.12677/GST.2014.22003Study of the Monitoring and Warning System for Metro Deformation in Zhujiang New Town Guangzhou and Its ApplicationsLongchang Liang, Lingyan Lu, Zhiyu Qiu●Abstract●Full-Text PDF●Full-Text HTML●Full-Text ePUB●Linked References●How to Cite this ArticleGuangdong Nonferrous Metals Engineering Investigation Design Institute, GuangzhouEmail: 416854154@qq.comCopyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).Received: Feb. 24th, 2014; revised: Mar. 18th, 2014; accepted: Mar. 26th, 2014ABSTRACTIn this paper, we use high-precision mobile robots to automatically and periodically monitor the deformation of Metro tunnel in Guangzhou Zhujiang New Town. We investigate the monitoring network design, monitoring methods, data processing and the corresponding applications. This investigation is applicable to similar monitoring projects.Keywords:Metro Deformation Monitoring, Datum Network, Georobot, Combination Variance of Unit Weight Test, Periodical Monitoring廣州市珠江新城地鐵變形監(jiān)測預警系統(tǒng)的 研究與應用梁龍昌，盧凌燕，丘志宇廣東有色工程勘察設(shè)計院，廣州Email: 416854154@qq.com收稿日期：2014年2月24日；修回日期：2014年3月18日；錄用日期：2014年3月26日摘  要本文針對廣州市珠江新城地鐵集運隧道段的變形監(jiān)測項目，采用高精度測量機器人進行移動式自動化周期監(jiān)測，對監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計、監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和應用效果作了較深入的研究，對于類似監(jiān)測項目具有參考應用價值。關(guān)鍵詞地鐵變形監(jiān)測，基準網(wǎng)，測量機器人，組合后驗方差檢驗法，周期監(jiān)測1. 引言廣州地鐵集運隧道監(jiān)測段位于珠江新城珠江大道東與珠江大道西之間區(qū)域，占地總面積約6.5萬平方米，地下總建筑面積約10萬平方米，基坑深達13米，周邊是正在建設(shè)的高層建筑。隧道段的變形監(jiān)測的目的在于確定基坑深開挖過程和周圍高層建筑建設(shè)期間的荷載變化對地鐵集運隧道段上行線和下行線的影響情況，為設(shè)計施工提供信息服務和安全保障。該項目的位置和竣工后的效果圖如圖1所示。2. 方案設(shè)計地鐵變形監(jiān)測方案設(shè)計，主要包括基準點網(wǎng)設(shè)計，監(jiān)測點布設(shè)，觀測儀器選取，測回數(shù)、觀測周期數(shù)和周期觀測時段長的確定等。2.1. 設(shè)計要求對于地鐵集運隧道段的變形監(jiān)測來說，深基坑開挖、周邊高層建筑物建造等荷載的動態(tài)作用，對地鐵隧道結(jié)構(gòu)的影響大小和規(guī)律，是設(shè)計人員非常關(guān)心的事。設(shè)計提出對隧道結(jié)構(gòu)的沉降和水平位移警告值、警戒值和控制值分別為12 mm、15 mm和20 mm；每天的變形量不能超過2.5 mm。當變形量達到其中某一數(shù)值時，就需要采取相應措施。為了滿足設(shè)計要求，首先要確定變形監(jiān)測的精度，例如：若設(shè)計要求監(jiān)測點的點位精度為1 mm，表示從基準點出發(fā)，若對任一監(jiān)測點做多次重復測量，在點位沒有變動的情況下，其點位中誤差應小于1 mm。當然，若點位在變動，用此監(jiān)測精度就能夠確定出點位1 mm毫米左右的變化。還有監(jiān)測點的密度位置和監(jiān)測周期的要求，如監(jiān)測斷面的間距、每斷面的監(jiān)測點數(shù)和位置，一天監(jiān)測一次還是監(jiān)測兩次、三次？*重要的是需對監(jiān)測網(wǎng)、點的周期觀測值進行分析，提供監(jiān)測點的周期變形量和累計變形量，分析變形的大小和規(guī)律，每天上報。監(jiān)測內(nèi)容主要是施工期間地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形，通過基準網(wǎng)點和監(jiān)測點的周期觀測，獲得監(jiān)測點的實時坐標，以此來確定隧道結(jié)構(gòu)的變形量。2.2. 基準點網(wǎng)設(shè)計地鐵變形監(jiān)測與所有工程變形監(jiān)測相似，都必須建立基準點網(wǎng)?；鶞庶c網(wǎng)就是由基準點和工作基點構(gòu)成的網(wǎng)。根據(jù)實際情況和專業(yè)知識，設(shè)計了如圖2所示的監(jiān)測點網(wǎng)，由基準點和測站點(工作基點)組成，基準點SJ1,SJ2,SJ3,SJ4布設(shè)在隧道兩側(cè)地質(zhì)情況良好的地段，測站點SN,SB變形區(qū)內(nèi)?；鶞庶c的棱鏡固定在強制對中裝置上，強制對中裝置焊接在三角形鐵支架上，通過沖擊鉆鉆孔，用爆炸螺絲將三角形支架固定在隧道洞壁上。在測站點，可將精密全站儀安置在固定在鋼架的強制對中裝置上，測站點的棱鏡則安裝在鋼架下。Figure 1. The location and the effect schematic after completion for the project圖1. 項目的位置和竣工后的效果示意圖Figure 2. Schematic diagram for reference points and measuring sites圖2. 基準點和測站點示意圖基準點網(wǎng)為獨立網(wǎng)，在基準點上不架設(shè)儀器，固定一點一方向，假設(shè)SB為已知點，SB到SN為X軸方向，以在SB上觀測SN、SJ1、SJ2，在SN上觀測SB、SJ3、SJ4?？捎嬎愠龈骰鶞示W(wǎng)點在假設(shè)坐標系(稱隧道坐標系)下的坐標。在首期，沒有多余觀測，網(wǎng)的可靠性很差，需要采用多測回(如6測回)和多時段(連續(xù)2時段觀測，取兩時段結(jié)果的均值)的方法基準網(wǎng)點的可靠性和精度。在其后每期的監(jiān)測中，以首期觀測得到的基準點坐標為已知值，進行測站點和變形監(jiān)測點的觀測和坐標計算。先要作要基準點網(wǎng)平差，得到工作基點的實時坐標，在計算監(jiān)測點的坐標，為了使工作基點的實時坐標不受進行基準點變動的影響，在基準點網(wǎng)平差平差時，須進行基準點的穩(wěn)定性檢驗，我們采用了一種“組合后驗方差檢驗法”來判斷顯著變動的基準點，以穩(wěn)定的基準點為已知點計算工作基點和變形監(jiān)測點的坐標。這一方法簡單、實用、有效，參見文獻[1] ，在此從略。2.3. 監(jiān)測點設(shè)計按設(shè)計要求在地鐵隧道監(jiān)測段每隔15米進行一個橫斷面監(jiān)測，在每個橫斷面上布設(shè)四個監(jiān)測點。分別位于斷面的上下左右，如圖3所示。監(jiān)測點按斷面編號：SA02-1，SA02-2，SA02-3，SA02-4，SA04-1，……。監(jiān)測點采用徠卡標準棱鏡，固定在隧道管片上。通過對監(jiān)測點的多期觀測，可以確定隧道的三維結(jié)構(gòu)變形，如監(jiān)測點的垂直位移和橫向水平位移。在上行線、下行線的兩個平行隧道監(jiān)測段各布設(shè)了96個和97個監(jiān)測點，每天要監(jiān)測4周期，合計每天要設(shè)置16測站，觀測772點次。Figure 3. Schematic diagram for the cross-section points of the tunnel圖3. 隧道斷面點示意圖3. 外業(yè)監(jiān)測測量儀器設(shè)備有：徠卡TCA1800測量機器人2臺。棱鏡205個，溫度計、氣壓計各2個，機器人變形監(jiān)測自動化軟件和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件各兩套。采用機器人變形監(jiān)測自動化監(jiān)測的作業(yè)步驟如下：連接電腦與全站儀TCA1800，啟動自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件，在工作基點(如SB)上，瞄準另一基準點SN定向，進行基準點網(wǎng)觀測，然后對監(jiān)測點進行學習測量，并把學習測量結(jié)果保存到一個庫文件中，第二臺儀器在另一工作基點SN同時進行同樣觀測，以首期得到的基準點坐標為已知值進行基準點穩(wěn)定性檢驗和基準點網(wǎng)平差，在已知點中去除有顯著變動的基準點，確定工作基點的坐標。以每期工作基點的實時坐標計算各期監(jiān)測點的坐標。學習測量只需在第一期監(jiān)測時需要，以后各期可根據(jù)監(jiān)測點的坐標自動按順序進行觀測。在進行基準網(wǎng)點數(shù)據(jù)處理時，一般取四個基準網(wǎng)點中的兩個基準網(wǎng)點做基準，此時網(wǎng)中只有一個多余觀測，所以在四個基準網(wǎng)點中任取其中兩個進行平差，比較后驗單位權(quán)方差，取權(quán)小的作為基準，得出其它兩點基準坐標。但是SJ1與SJ2離得很近，SJ3與SJ4也離得近，不能用這兩組點作基準?；鶞庶c網(wǎng)觀測8個測回；全部監(jiān)測點分成兩組，在每個工作基點上各觀測一組，監(jiān)測點觀測3個測回。使用自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件，可以大大提高監(jiān)測效率，每期觀測時，只需事先設(shè)定好觀測時間段、觀測周期和監(jiān)測點組，點擊自動測量，即可進行自動觀測。上行線和下行線各有96個和97個監(jiān)測點，每期監(jiān)測時間不到70分鐘，一天*多監(jiān)測達4期，全部時間約5小時。4. 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理基準點網(wǎng)基準點穩(wěn)定性檢驗和平差、監(jiān)測點變形分析和提交監(jiān)測報表報告是地鐵變形監(jiān)測中每天必須做的事情。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理使用科傻網(wǎng)平差系統(tǒng)和測量機器人變形監(jiān)測內(nèi)業(yè)軟件系統(tǒng)(參見文獻[2] )，可方便地得到基準網(wǎng)點的坐標，監(jiān)測點的坐標，進行疊值分析得出各期變形量和累計變形量，還可以得到每個點上直觀的二維或三維圖。如下行線的編號為XA45斷面上，監(jiān)測點在Y方向的變形過程曲線如圖4所示，從第一期到第81期其變形都很小，由于地鐵施工原因，在81期以后，重新進行分期，在Y方向累計變形**值為?4 mm，F(xiàn)igure 4. The procedure curve of deformation for the XA45 cross section in Y direction圖4. XA45斷面在Y方向的變形過程曲線有一種趨勢性的變形，初步推斷是隧道周邊高層建筑的荷載造成，但變形緩慢，變形量在可控范圍，隨著時間的推進，逐漸放慢，對隧道安全不造成影響。同樣，可繪制沉降變形過程曲線圖，由各斷面監(jiān)測點的沉降變形過程曲線看，隧道主體結(jié)構(gòu)隨基坑開挖，因荷載變小有緩慢上升，但越來越小。同時，也隨基坑周邊高層建筑物的修建，荷載的增加而有微小的下沉，通過高精度測量機器人的密集周期監(jiān)測，監(jiān)測出了這種微小的變化。根據(jù)各點的周期監(jiān)測成果，可以進行建模分析和變形預報，通過變形過程曲線就能清楚地看出變形情況和趨勢，由于變形遠小于設(shè)計的警告值，所以建模分析和變形預報只是一種錦上添花而已。監(jiān)測單位每天均用電子郵件向建設(shè)單位提供每天各次變形量、累計變形量和簡單的分析報告。每周用報表形式向監(jiān)理單位、建設(shè)單位等提供本周的變形量、累計變形量、變化曲線圖和變形分析報告。本項目從2009年9月5日開始到2010年5月6日結(jié)束，**提交有隧道變形監(jiān)測技術(shù)報告，原始觀測成果，基準點網(wǎng)和監(jiān)測點平面位置示意圖，各監(jiān)測點的X、Y、Z坐標變形過程曲線和變形分析結(jié)果。5. 結(jié)束語針對廣州市珠江新城地鐵集運隧道段的變形監(jiān)測項目，本文總結(jié)了用高精度測量機器人進行移動式自動化周期監(jiān)測的方案設(shè)計、外業(yè)流程和數(shù)據(jù)處理方法，通過幾個月的實時變形監(jiān)測不僅滿足設(shè)計的精度要求，提高了監(jiān)測效率，也保證了地鐵在施工期間的安全，為設(shè)計積累了寶貴的資料。實踐證明，根據(jù)實際所作的地鐵集運隧道段的變形監(jiān)測具有先進性、實用性、有效性和推廣價值。參考文獻 (References)[1]  張正祿, 沈飛飛, 等 (2011) 地鐵隧道變形監(jiān)測基準網(wǎng)點確定的一種方法. 測繪科學, 4, 98-99.[2]  梅文勝, 張正祿 (2002) 測量機器人變形監(jiān)測軟件系統(tǒng)研究. 武漢大學學報(信息科學版), 2, 165-171.

水庫大壩時空變形監(jiān)測研究某水庫建于博格達山北麓和準噶爾盆地南緣的沖積平原上，位于新疆阜康縣境內(nèi)。水庫工程2002 年4 月開工建設(shè)，2005 年7 月大壩全斷面填筑至503． 00 m，水庫主體工程完成。放水涵洞底板及洞身混凝土的澆筑自2003 年9 月開始，2004 年4 月完成。調(diào)水工程于2005 年9 月下旬試通水成功，水庫開始蓄水，2006 年6 月正式通水，至2009 年7 月12 日庫內(nèi)**水位蓄至493． 35 m。該水庫庫容為2． 81 × 108 m3，屬大( 2) 型水庫，工程等級為Ⅱ等，其主要建筑物為粉質(zhì)壤土均質(zhì)土壩和鋼筋混凝土涵洞。壩頂高程503． 00 m，**壩高28 m。該水庫均質(zhì)土壩有如下兩個特點: 一是壩軸線長，大壩全長約17． 6 km，其中主壩( 中壩段) 長8． 264 km，東副壩長3． 038 km，西副壩長3． 27 km，南副壩長3． 104 km; 二是壩基為深覆蓋軟基層，其中東、西、南副壩壩基埋深2 ～ 4 m 處還存在厚2 ～ 4 m 的軟弱夾層; 三是工程的泄水建筑物因地形限制采用在壩內(nèi)埋。為準確掌握大壩的變形規(guī)律并及時做出分析預報，利用該水庫大壩14期的變形監(jiān)測資料，對該水庫大壩庫區(qū)監(jiān)測點位的水平位移與豎向位移的關(guān)系進行了初步的分析。大壩變形監(jiān)測布設(shè)和施測過程1． 1 大壩變形監(jiān)測設(shè)計變形監(jiān)測目的是對監(jiān)視對象或物體進行測量以確定其空間位置隨時間的變化特征［1］。對水庫壩體重點部位進行變形監(jiān)測，準確掌握大壩的變形規(guī)律并及時做出分析預報，為水庫的運營管理提供科學的依據(jù)，這是大壩設(shè)計施工和運行管理中不可缺少的一部分［2-3］。該水庫大壩共布置了56 個監(jiān)測斷面，212 個壩面變形監(jiān)測點。作為承重壩的中壩每隔200 m 設(shè)置一個觀測斷面，每個斷面設(shè)置4 個綜合位移觀測標點( 水平位移和豎向位移觀測共用) ，分別布置在壩頂上下側(cè)、下游壩馬道和坡腳; 東西副壩每隔300 m 設(shè)置一個觀測斷面，每個斷面設(shè)置3個斷面綜合位移觀測標點，分別位于壩頂上下側(cè)和坡角。壩面變形監(jiān)測點位如圖1 所示。變形監(jiān)測一個重要的特點是必須對變形體進行周期性觀測。本工程實例中大壩建設(shè)初期為了更好地獲取大壩變形趨勢，2006 年持續(xù)觀測了4 期，當大壩及其基礎(chǔ)變形過程已經(jīng)變得緩慢則可以減小觀測周期，2006 年后則每年定期觀測兩期。1． 2 大壩變形監(jiān)測實施過程大壩變形監(jiān)測主要完成的內(nèi)容包括: 水平位移基準點檢測，豎向位移工作基點測量，大壩水平位移變形監(jiān)測點測量，大壩豎向位移變形監(jiān)測點測量。GPS 測量，共投入9 臺套標稱精度為± 5 mm + 1 × 10 － 6 D ( D 表示距離，單位為km) 的Trimble Ｒ7 雙頻及Leica 單頻GPS 接收機，設(shè)置觀測衛(wèi)星高度角為15°，數(shù)據(jù)采樣間隔30 秒。數(shù)據(jù)采用Leica GPS 數(shù)據(jù)處理軟件廣播星歷計算，采用強制對中觀測方法，消除了人為對中誤差產(chǎn)生的影響［4］，天線基座上圓氣泡應嚴格居中，偏差≤3( ') ［5］。對大壩基準點、工作基點和監(jiān)測點分別進行B、C、D 等級的觀測。其中B 級網(wǎng)觀測8 小時兩個時段; C 級網(wǎng)觀測時選擇2個穩(wěn)定的B 級點做滾動觀測，觀測時間為2 小時; D 級網(wǎng)與C 級網(wǎng)基準點一并組網(wǎng)觀測，觀測時間為90 分鐘。幾何水準測量方法是目前變形測量的主要手段，主要利用精密水準儀進行基準點和沉降觀測點的高程測量，根據(jù)各周期沉降觀測點的高程變化分析建筑物的沉降變形情況［6］。本次觀測共投入Trimble DINI 型電子水準儀2 臺套。基準點檢測施測時各測段往返閉合差不大于豎向位移基準點、工作基點二等水準檢測。豎向位移變形點三等水準觀測，起始于豎向位移工作基點II004，符合于豎向位移工作基點II005，與大壩變形監(jiān)測點、C 級GPS 點、測井管口高程點、沉降管高程點、出水口底板監(jiān)測點等統(tǒng)一構(gòu)成一個大網(wǎng)?；鶞庶c檢測施測時各測段往返閉合差不大于± 0． 72槡n ( n 為測站數(shù)) ; 壩面觀測點的豎向位移用三等水準測量方法觀測，各測段往返閉合差不大于± 1． 4槡n ( n 為測站數(shù)) ［7］。通過計算統(tǒng)計得出，GPS 測量中D 級點點位中誤差M≤1 mm 的點數(shù)為36 個，所占比例為11． 1%; 點位中誤差1 mm ＜ M≤2 mm 的點數(shù)為96 個，所占比例為88． 9%; 點位中誤差2 mm ＜ M≤3 mm 的點數(shù)為0; *弱點位中誤差實測值為+ 1． 9 mm，允許值為± 3． 0 mm。變形點三等水準網(wǎng)高程中誤差MH≤1 mm 所占比例為8． 6%，1 mm ＜ MH≤2 mm 所占比例為87． 6%，2 mm ＜ MH≤3 mm 所占比例為3． 8%，充分說明了野外觀測數(shù)據(jù)的可靠性。表1 給出了水平位移C 級點點位精度統(tǒng)計情況。表1 C 級GPS 網(wǎng)二維約束平差點位精度統(tǒng)計表/mm點名中誤差x 中誤差y 中誤差C001 0． 3 0． 2 0． 6C002 0． 2 0． 1 0． 5C003 0． 2 0． 1 0． 5C004 0． 2 0． 2 0． 5C005 0． 2 0． 2 0． 5C006 0． 2 0． 2 0． 5C007 0． 2 0． 2 0． 5C008 0． 2 0． 2 0． 5C009 0． 3 0． 2 0． 6C010 0． 3 0． 2 0． 7C011 0． 3 0． 2 0． 6C012 0． 2 0． 1 0． 5C013 0． 2 0． 1 0． 42 大壩外部變形監(jiān)測成果分析及數(shù)學建模利用監(jiān)測資料對監(jiān)測對象所產(chǎn)生的變形進行分析并預報其形變發(fā)展趨勢是變形監(jiān)測工作的一項重要內(nèi)容［8］。該水庫壩面變形監(jiān)測由新疆地震局測繪研究院承擔，本文中采用了前14 期變形監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行分析。2． 1 大壩豎向位移分析自2005 年9 月**監(jiān)測至第14 期觀測，豎向位移量較大測點主要集中在中壩直線段( 中壩3 + 601—中壩4 + 602) 和西轉(zhuǎn)彎壩段( 中壩4 + 848—中壩5 + 800) 。從第14 期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析來看，在所有的212 個豎向位移監(jiān)測點中，下沉的點位達到209 個，占所有監(jiān)測點比例為98． 6%，而抬升的點位只有3 個，所占比例僅為1． 4%，單從這里點來說，大壩主體呈下降趨勢，但下降趨勢比往期已大大減緩( 圖2、圖3) 。從圖2、圖3 來看，大壩沉降變形量整體上是隨著大壩自身載荷的增加和時間的推移而呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。從累計位移過程折線圖來看，大壩下沉的趨勢減緩。大壩建成初期，蓄水量較小，大壩基礎(chǔ)不穩(wěn)定，大壩沉降明顯，觀測點Z312 下沉量**，達到453． 74 mm。2009 年7 月12 日庫內(nèi)水位**蓄至493． 35 m，相應庫容為1． 3 × 108 m3。由于蓄水量( 荷載) 的增加，從第4 期至第7 期下沉量又有急劇增加的趨勢，這一點可以從折線圖上得到很好地反映，之后下沉量逐漸減小。本期位移量大于10 mm 的監(jiān)測點有29 個，其中監(jiān)測點Z1113 下沉**達到26． 23 mm，但比往期下沉量有所減小，為確保大壩運營期間的安全，還應該繼續(xù)定期進行觀測。2． 3 回歸分析回歸分析是處理變量之間相關(guān)關(guān)系的一種數(shù)理統(tǒng)計方法［9］，這種方法可進行變形的物理解釋和變形預報［10］。SPSS 的基本功能包括數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、圖表分析、輸出管理等。SPSS 統(tǒng)計分析過程包括描述性統(tǒng)計、均值比較、一般線性模型、相關(guān)分析、回歸分析等。本文中運用IBM SPSS 軟件進行回歸分析并建立數(shù)學模型，對自變量和因變量進行長期大量的觀測，則可以用回歸分析方法近似地估計出因變量與自變量，即確定變形與變形影響因子之間的函數(shù)關(guān)系。2． 3． 1 SPSS 簡介SPSS( Statistical Product and Service Solutions) ，是一個組合式軟件包，它集數(shù)據(jù)處理、分析功能于一身。用戶可以根據(jù)實際需要和計算機的功能選擇模塊，以降低對系統(tǒng)硬盤容量的要求，有利于該軟件的推廣應用。SPSS 統(tǒng)計分析過程包括描述性統(tǒng)計、均值比較、一般線性模型、相關(guān)分析、回歸分析、對數(shù)線性模型、聚類分析、數(shù)據(jù)簡化、生存分析、時間序列分析、多重響應等幾大類，每類中又分幾個統(tǒng)計過程，比如回歸分析中又分線性回歸分析、曲線估計、Logistic 回歸、Probit 回歸、加權(quán)估計、兩階段*小二乘法、非線性回歸等多個統(tǒng)計過程，而且每個過程中又允許用戶選擇不同的方法及參數(shù)。2． 3． 2 回歸方程中應變量與自變量的確定在大壩變形分析中，當用回歸分析法建模時，自變量因子的初步選擇主要有3 類因素: 水位因子、溫度因子、時間因子［9］。而在此項目變形觀測過程中，沒有獲取水位因子和溫度因子的準確信息，所以在建模時，只能選擇時間T 作為**的自變量因子，即本文中選取的時間天數(shù)，選取監(jiān)測點位每期的水平位移或者豎向位移的總量作為因變量Y。下面將建立兩者之間的數(shù)學關(guān)系。2． 3． 3 回歸方程的建立分別從東壩、西壩，尤其是作為承重壩的中壩選取8 個點進行回歸分析及其數(shù)學模型的建立。指定“時間T”變量為散點圖的橫軸變量，指定“豎向位移Y”為縱軸，先生成“豎向位移Y和時間T”的散點圖，經(jīng)過圖形樣條內(nèi)插，然后在此基礎(chǔ)上進行回歸分析。SPSS 軟件回歸分析過程中，在不明確究竟哪種模型能更好去擬合樣本數(shù)據(jù)時，可選擇上述模型中的多種模型進行擬合，SPSS 軟件將自動完成模型的參數(shù)估計，并在結(jié)果輸出中判定系數(shù)Ｒ2、回歸方程顯著性檢驗的F 值和概率P 值，**作為判定系數(shù)為主要依據(jù)，選擇其中**的模型進行預測。在本文中選擇了曲線模型( Logarithmic) 、S 曲線模型( S) 、逆函數(shù)曲線模型( Inverse) 進行對比分析，數(shù)學建模得到的圖形如圖5。通過對判定系數(shù)Ｒ2、回歸方程顯著性檢驗的F 值和概率P 值的比較可以得出各個監(jiān)測點的回歸方程形式為Y = A + B × lg( X) ，系數(shù)A、B 的值如表2所示。表2 各監(jiān)測點回歸方程系數(shù)統(tǒng)計表監(jiān)測點位系數(shù)A 系數(shù)BD113 － 60． 578 799 14． 449 645Z212 － 637． 668 317 130． 372 590Z222 － 652． 336 295 131． 719 367Z317 － 624． 045 632 125． 593 341Z327 － 585． 486 245 117． 966 619Z1117 － 523． 469 086 109． 807 430Z312 － 828． 214 134 169． 418 978X114 － 112． 478 167 24． 692 699通過對圖5 中的圖形對比發(fā)現(xiàn)，所選擇的回歸方程很大程度上與散點圖走勢大致相似，大壩整體下降趨勢已逐步減緩，朝著穩(wěn)定的趨勢發(fā)展，這一點和圖3 圖形所得出的結(jié)論一致。但是回歸分析法有兩個重要的保證: 一是要有大樣本，因為數(shù)據(jù)量小會導致分析結(jié)果不準確甚至分析無法進行; 二是要有特征分布［11］，而對于大壩水平位移因其特征分布不明顯( 從圖4 水平位移過程線圖可以看出) ，在此將不進行回歸分析和建立數(shù)學函數(shù)模型。