變形監測方案設計內容

變形監測就是利用專用的儀器和方法對變形體的變形現象進行持續觀測、對變形體變形形態進行分析和變形體變形的發展態勢進行預測等的各項工作，看看下面的變形監測方案設計內容。

　　變形監測方案設計內容

1水庫大壩概況

三座店水庫主壩在5個斷面共佈設20個綜合位移標點（兼測水平位移和垂直位移），共佈設6個水平位移工作基點，原設計採用控制網人工現場進行觀測。由於下游壩坡較陡，人工變形觀測困難，因此，引入機器人自動化變形監測系統。

2測量機器人特點

1）自動化程度高，可靠性強。2）可實現實時監測、快速監測。3）運行維護方便、節省成本。4）測量範圍大，可以對大壩上處於通視條件下的任意點進行測量，並可同時獲得每個變形測點的水平位移和垂直位移的信息。5）測量機器人測角精度0.5”，測距精度0.6mm+1ppm。6）其系統不足主要表現在測量精度受大氣折射的影響。在大壩監測控制網的基礎上，可以採取在不受大氣折射影響時段進行觀測，可以消除和減弱各種誤差對測量結果的影響，大幅度地提高測量精度。

3系統組成及結構

系統設施主要有測量機器人、棱鏡支架目標組、通訊設備、供電設備、視頻監控設備、遠程安防設備、計算機和服務器等設備以及基點站房組成。

4設計方案

4.1基點站房

在主壩壩頂附近建設測量機器人觀測基點及基站站房。觀測基點用於安裝測量機器人，觀測基點佈設在基點站房內。爲實現真正的自動化觀測，在基點站房配備全自動電動玻璃窗，玻璃窗在測量機器人觀測前後可自動開閉，避免玻璃折射引起的觀測誤差，同時保證基點站房內外溫度等環境因素一致性，滿足測量機器人觀測精度要求。

4.2位移標點及基點改造

爲實現自動化觀測，需對綜合位移標點進行自動化改造，並增設觀測棱鏡及保護裝置。保護裝置在滿足觀測精度的前提下，滿足了防盜、防霧的要求。保護裝置避免了在每次觀測前，人工安裝棱鏡的工作，解決了三座店水庫壩坡坡度大，人工現場測量困難的問題，實現了無現場工作人員完全的自動觀測。表面變形採用控制網觀測方案，利用主壩已經建立的控制網，並實現自動觀測。

4.3機器人輔助系統

爲保證主壩監測設備的安全，同時可實時監測測量機器人的工作狀態，需配置視頻監控系統，佈設視頻監控設備和基點站房門禁設備，實現在中控室遠程監控。在基點站房內佈設1臺攝像機、基點站房外佈設2臺攝像機，攝像機採用紅外一體攝像機。室外攝像機主要監視大壩安全監測等設施，及時發現人爲破壞情況。室內攝像機主要監視基點站房和中控室內部的情況，能及時發現或阻止外人闖入。在基站站房設置門禁系統，完善的解決正常工作和非法入侵的區分。

5系統功能

5.1測量機器人

測量機器人系統具有數據採集、儲存和傳輸、數據處理、分析及報警等功能，可在無人值守情況下完成對大壩表面位移全自動化觀測，實現自動和高精度測量、無人值守，充分發揮變形監測系統的作用，特別是在汛期等緊急狀態下，及時和連續採集監測數據，爲工程安全監控和評估提供依據。系統實現從測量照準、數據採集記錄、數據預處理到測量手簿生成、常用平差軟件所需格式文件的輸出全部過程自動化，可在無人值守的情況下不間斷定時觀測。軟件操作簡潔，流程清晰，便於操作，可以依據國家現行規範設置各種測量限差，軟件設定各項檢查指標，可以自動進行三角形閉合差計算。監測系統在短時間內完成變形點的'三維座標測量，可同時獲得每變形點的平面位移和垂直位移信息。系統自動生成EXCEL文檔格式表格的外業觀測手簿，根據要求，提供各變形點位移信息的日、月、年等報表。系統具有圖形顯示和輸出功能，可以通過圖形查看每站觀測量和整個控制網網圖。系統採用遠離全站儀監測站的計算機中心控制機房監控方式，值班人員在控制機房可全面瞭解監測系統的運行情況。控制機房和監測站的全站儀之間採用雙向有線通訊方式，實現控制計算機對全站儀的遠距離在線控制。

5.2輔助系統

目前，隨着信息化產業的高速發展，由遠程視頻監控系統和防盜報警系統構成的安全防範系統，已經成爲涉及多媒體技術、軟件工程、網絡技術、辦公自動化技術等多學科的綜合技術，並以其獨特的功能需求和先進的技術集成廣泛應用於國內外各行各業，成爲綜合管理系統不可缺少的重要組成部分。尤其在水利建設方面，通過對水利設施的視頻集中監控和管理，能及時掌握設備的運行狀態，以避免可能發生的意外事件，並做到只要在監控中心，就能夠對在監控範圍內的各種狀況瞭如指掌，增加了對突發事件的反映速度，有效地提高工作效率。

5.2.1遠程安防系統

1）系統區分正常工作和非法入侵，符合安全防範系統要求的設防和撤防，刷卡進入自動解除報警設防，開關（刷卡）外出自動設防。方便合法出入基站人員進行維護管理。2）系統提供感應卡、備用鑰匙、遠程管理中心遙控開門、開窗等多種開關控制方式。3）系統提供遠程設防，狀態查詢功能,中心管理平臺具有設防、佈防和撤防等功能。4）系統報警功能齊全並且能夠顯示報警類型、報警地點等，實時監控並進行處理，發生警情時，管理人員或管理中心可遠程開啓或者鎖死基站防盜門。

5.2.2視頻監控系統

1）系統實現遠程24h監控。2）系統圖像視頻窗口可放大縮小，調整畫面的顯示清晰度。3）系統可實現控制前端設備接入的報警主機和報警盒設備的控制，並且能夠收到報警設備中的所有數據及處理。

5.2.3遠程電力拖動系統

系統遠程自動控制基點站房電動觀測窗，與測量機器人聯動，在每次測量機器人觀測前提前開啓觀測窗。

5.2.4供電系統

系統的供電電源採用220V，50Hz的單相交流電，該單相電源專線敷設至系統所用的配電櫃，其電源波動範圍爲：+5%～-10%之內，並配有UPS分別給基點站房和中控室提供不中斷電源。

5.2.5防雷系統

系統的接地採用一點接地方式，以避免由於接地電位差而混入交流波干擾等，防雷接地系統需覆蓋整個自動化監測系統，其接地電阻應小於4Ω。

6結語

採用傳統的人工方式進行表面變形監測，監測工作量大，在需要增加測次等特殊情況下，難以滿足準確及時瞭解大壩的運行狀態的需要。如果將表面變形監測納入大壩安全監測自動化系統，不僅測讀快、及時，而且能夠做到相關量同步測讀，勝任多測點、密測次的要求，提供在時間上和空間上更爲連續的信息，而且測讀準確性和可靠性高，能夠快速、準確地進行大壩安全參數測量、數據採集和傳輸，並能自動進行資料整編和分析，監測資料的同步性強，能大大減少人爲因素的不確定性。規劃設計

作者:郝淑榮 單位:遼寧省水利水電勘測設計研究院