第06章-水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)

變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)2025/1/151中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系主要內(nèi)容第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)概述交會(huì)法觀測(cè)精密導(dǎo)線測(cè)量全站儀觀測(cè)視準(zhǔn)線測(cè)量引張線測(cè)量垂線測(cè)量激光準(zhǔn)直測(cè)量2025/1/152中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§1概述第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)建筑物的水平位移是指建筑物的整體平面移動(dòng)。產(chǎn)生水平位移的原因主要是建筑物及其基礎(chǔ)受到水平應(yīng)力的影響而產(chǎn)生的地基的水平移動(dòng)。適時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物的水平位移量，能有效地監(jiān)控建筑物的安全狀況，并可根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?025/1/153中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系基本原理

第1節(jié)概述設(shè)建筑物某個(gè)點(diǎn)在第k次觀測(cè)周期所得相應(yīng)坐標(biāo)為Xk、Yk，該點(diǎn)的原始坐標(biāo)為X0、Y0，則該點(diǎn)的水平位移δ為：某一時(shí)間段（t）內(nèi)變形值的變化用平均變形速度來(lái)表示。例如，在第n和第m觀測(cè)周期相隔時(shí)間內(nèi)，觀測(cè)點(diǎn)的平均變形速度等于：

若t時(shí)間段以月份或年份數(shù)表示時(shí)，則v均為月平均變化速度或年平均變化速度。

2025/1/154中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)點(diǎn)布設(shè)（1）第1節(jié)概述建筑物水平位移監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)宜按兩個(gè)層次布設(shè)，即由控制點(diǎn)組成控制網(wǎng)、由觀測(cè)點(diǎn)及所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)；對(duì)于單個(gè)建筑物上部或構(gòu)件的位移監(jiān)測(cè)，可將控制點(diǎn)連同觀測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)。2025/1/155中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)點(diǎn)布設(shè)（2）第1節(jié)概述控制網(wǎng)可采用測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)等形式，擴(kuò)展網(wǎng)和單一層次布網(wǎng)有角度交會(huì)、邊長(zhǎng)交會(huì)、邊角交會(huì)、基準(zhǔn)線和附合導(dǎo)線等形式。各種布網(wǎng)均應(yīng)考慮網(wǎng)形強(qiáng)度，長(zhǎng)短邊不宜懸殊過(guò)大。為保證變形監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確可靠，每一測(cè)區(qū)的基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)少于2個(gè)，每一測(cè)區(qū)的工作基點(diǎn)亦不應(yīng)少于2個(gè)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)成一定的網(wǎng)形，并按規(guī)范規(guī)定的精度定期進(jìn)行檢測(cè)。2025/1/156中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系控制點(diǎn)的型式及埋設(shè)要求

第1節(jié)概述對(duì)特級(jí)、一級(jí)及有需要的二級(jí)、三級(jí)位移觀測(cè)的控制點(diǎn)，應(yīng)建造觀測(cè)墩或埋設(shè)專門(mén)觀測(cè)標(biāo)石，并應(yīng)根據(jù)使用儀器和照準(zhǔn)標(biāo)志的類型，顧及觀測(cè)精度要求，配備強(qiáng)制對(duì)中裝置。用于位移監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)（控制點(diǎn)）應(yīng)穩(wěn)定可靠，能夠長(zhǎng)期保存，且建立在便于觀測(cè)的穩(wěn)妥的地方。位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（觀測(cè)點(diǎn)）應(yīng)與變形體密切結(jié)合，且能代表該部位變形體的變形特征。2025/1/157中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第1節(jié)概述強(qiáng)制對(duì)中裝置2025/1/158中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系觀測(cè)墩澆筑第1節(jié)概述2025/1/159中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系觀測(cè)墩形式第1節(jié)概述2025/1/1510中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第1節(jié)概述水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)2025/1/1511中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第1節(jié)概述固定式照準(zhǔn)牌2025/1/1512中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系常用方法（1）第1節(jié)概述大地測(cè)量法主要包括：三角網(wǎng)測(cè)量法、精密導(dǎo)線測(cè)量法、交會(huì)法等。該方法通常需人工觀測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度高，速度慢，特別是交會(huì)法受圖形強(qiáng)度、觀測(cè)條件等影響明顯，精度較低?；鶞?zhǔn)線法該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監(jiān)測(cè)，其類型主要包括：視準(zhǔn)線法、引張線法、激光準(zhǔn)直法和垂線法等。2025/1/1513中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系控制網(wǎng)第1節(jié)概述2025/1/1514中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系常用方法（2）第1節(jié)概述專用測(cè)量法即采用專門(mén)的儀器和方法測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的水平位移，如：多點(diǎn)位移計(jì)、光纖等。GPS測(cè)量法利用GPS自動(dòng)化、全天候觀測(cè)的特點(diǎn)，在工程的外部布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高精度、全自動(dòng)的水平位移監(jiān)測(cè)，該技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的水利、橋梁等工程中得到應(yīng)用。

2025/1/1515中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§2交會(huì)法觀測(cè)

第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)交會(huì)法是利用2個(gè)或3個(gè)已知坐標(biāo)的工作基點(diǎn)，測(cè)定位移標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)變化，從而確定其變形情況的一種測(cè)量方法。該方法具有觀測(cè)方便、測(cè)量費(fèi)用低、不需要特殊儀器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于人難以到達(dá)的變形體的監(jiān)測(cè)工作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點(diǎn)是測(cè)量的精度和可靠性較低，高精度的變形監(jiān)測(cè)一般不采用此方法。該方法主要包括測(cè)角交會(huì)、測(cè)邊交會(huì)和后方交會(huì)三種方法。2025/1/1516中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第2節(jié)交會(huì)法觀測(cè)在進(jìn)行交會(huì)法觀測(cè)時(shí)，首先應(yīng)設(shè)置工作基點(diǎn)。工作基點(diǎn)應(yīng)盡量選在地質(zhì)條件良好的基巖上，并盡可能離開(kāi)承壓區(qū)，且不受人為的碰撞或震動(dòng)。工作基點(diǎn)應(yīng)定期與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，校核其是否發(fā)生變動(dòng)。工作基點(diǎn)上應(yīng)設(shè)強(qiáng)制對(duì)中裝置，以減小儀器對(duì)中誤差的影響。工作基點(diǎn)到位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的邊長(zhǎng)不能相差太大，應(yīng)大致相等，且與監(jiān)測(cè)點(diǎn)大致同高，以免視線傾角過(guò)大，影響測(cè)量的精度。為減小大氣折光的影響，交會(huì)邊的視線應(yīng)離地面或障礙物在1.2m以上，并應(yīng)盡量避免視線貼近水面。在利用邊長(zhǎng)交會(huì)法時(shí)，還應(yīng)避免周圍強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾影響。注意事項(xiàng)2025/1/1517中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)角交會(huì)法

第2節(jié)交會(huì)法觀測(cè)采用測(cè)角交會(huì)法時(shí)，交會(huì)角最好接近90°，若條件限制，也可設(shè)計(jì)在60°~120°之間。工作基點(diǎn)到測(cè)點(diǎn)的距離，一般不宜大于300m，當(dāng)采用三方向交會(huì)時(shí)，可適當(dāng)放寬要求。

2025/1/1518中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)角交會(huì)誤差橢圓第2節(jié)交會(huì)法觀測(cè)2025/1/1519中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)邊交會(huì)法

第2節(jié)交會(huì)法觀測(cè)在使用該法時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：γ角通常應(yīng)保持在60°至120°之間；測(cè)距要仔細(xì)，以減小測(cè)邊中誤差ma和mb；交會(huì)邊長(zhǎng)度a和b應(yīng)力求相等，且一般不宜大于600m2025/1/1520中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系后方交會(huì)法

第2節(jié)交會(huì)法觀測(cè)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還應(yīng)注意工作基點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)不能在同一個(gè)圓周上（危險(xiǎn)圓），應(yīng)至少離開(kāi)危險(xiǎn)圓周半徑的20%。2025/1/1521中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§3精密導(dǎo)線測(cè)量

第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)精密導(dǎo)線法是監(jiān)測(cè)曲線形建筑物（如拱壩等）水平位移的重要方法。按照其觀測(cè)原理的不同，又可分為精密邊角導(dǎo)線法和精密弦矢導(dǎo)線法。弦矢導(dǎo)線法是根據(jù)導(dǎo)線邊長(zhǎng)變化和矢距變化的觀測(cè)值來(lái)求得監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際變形量。邊角導(dǎo)線法則是根據(jù)導(dǎo)線邊長(zhǎng)變化和導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角觀測(cè)值來(lái)計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量。由于導(dǎo)線的兩個(gè)端點(diǎn)之間不通視，無(wú)法進(jìn)行方位角連測(cè)，故一般需設(shè)計(jì)倒垂線控制和校核端點(diǎn)的位移。2025/1/1522中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系邊角導(dǎo)線（1）第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量邊角導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折角測(cè)量是通過(guò)高精度經(jīng)緯儀觀測(cè)的，而邊長(zhǎng)大多采用特制銦鋼尺進(jìn)行丈量，也可利用高精度的光電測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)距。觀測(cè)前，應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定檢查儀器，在洞室和廊道中觀測(cè)時(shí)，應(yīng)封閉通風(fēng)口以保持空氣平穩(wěn)，觀測(cè)的照明設(shè)備應(yīng)采用冷光照明，以減少折光誤差。觀測(cè)時(shí)，需分別觀測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志的左右側(cè)角各一個(gè)測(cè)回，并獨(dú)立進(jìn)行兩次觀測(cè)，取兩次讀數(shù)中值為該方向觀測(cè)值。邊角導(dǎo)線的系長(zhǎng)一般不宜大于320m，邊數(shù)不宜多于20條，同時(shí)要求相鄰兩導(dǎo)線邊的長(zhǎng)度不宜相差過(guò)大。

2025/1/1523中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量邊角導(dǎo)線（2）2025/1/1524中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系弦矢導(dǎo)線（1）第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量弦矢導(dǎo)線法是根據(jù)重復(fù)進(jìn)行K次導(dǎo)線邊長(zhǎng)變化值和矢距變化值的觀測(cè)來(lái)求得變形體的實(shí)際變形量δ。弦矢導(dǎo)線法矢距測(cè)量系統(tǒng)是以弦線在矢距尺上的投影為基準(zhǔn),用測(cè)微儀測(cè)量出零點(diǎn)差和變化值。首測(cè)矢距時(shí)需測(cè)定兩組數(shù)值：讀取弦線在矢距因瓦尺上的垂直投影讀數(shù)Vi(i=1,2,…n),以及微型標(biāo)志中點(diǎn)(即導(dǎo)線點(diǎn))與矢距尺零點(diǎn)之差值。復(fù)測(cè)矢距時(shí)僅需讀取弦線在矢距因瓦尺上的垂直投影讀數(shù)。2025/1/1525中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量弦矢導(dǎo)線（2）弦矢導(dǎo)線的全長(zhǎng)不宜大于400m，邊數(shù)不宜大于25條；若矢距量測(cè)精度不能保證轉(zhuǎn)折角的中誤差小于1″時(shí)，導(dǎo)線長(zhǎng)應(yīng)適當(dāng)縮短，邊數(shù)應(yīng)適當(dāng)減少；若矢距量測(cè)精度較高，邊長(zhǎng)也可適當(dāng)放長(zhǎng)。此法的關(guān)鍵是提高三角形（矢高）的觀測(cè)精度，一般需采用銦鋼桿尺、讀數(shù)顯微鏡和調(diào)平裝置等設(shè)備。2025/1/1526中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量弦矢導(dǎo)線（3）2025/1/1527中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第3節(jié)精密導(dǎo)線測(cè)量弦矢導(dǎo)線（4）2025/1/1528中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§4全站儀觀測(cè)

第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)全站儀又稱全站型電子速測(cè)儀，是一種兼有電子測(cè)距、電子測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。全站儀由電子測(cè)角、電子測(cè)距等系統(tǒng)組成，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示、計(jì)算和存儲(chǔ)，并能與外圍設(shè)備自動(dòng)交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。全站儀架設(shè)在已知點(diǎn)上，只要輸入測(cè)站點(diǎn)、后視點(diǎn)的坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動(dòng)將測(cè)站與后視的方位角設(shè)置在該方向上。然后，瞄準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)，按下測(cè)量鍵，儀器將很快地測(cè)量水平角、垂直角、距離，并利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。2025/1/1529中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系坐標(biāo)測(cè)量原理第4節(jié)全站儀觀測(cè)2025/1/1530中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（1）第4節(jié)全站儀觀測(cè)TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由測(cè)量機(jī)器人、基點(diǎn)、參考點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)組成，可實(shí)現(xiàn)全天候的無(wú)人值守。監(jiān)測(cè)前首先依據(jù)目標(biāo)點(diǎn)及參考點(diǎn)的分布情況，合理安置TCA2003測(cè)量機(jī)器人。要求具有良好的通視條件，一般應(yīng)選擇在穩(wěn)定處，使所有目標(biāo)點(diǎn)與全站儀的距離均在設(shè)置的觀測(cè)范圍內(nèi)，且避免同一方向上由兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，給全站儀的目標(biāo)識(shí)別帶來(lái)困難。為了儀器的防護(hù)、保溫等需要，并保證通視良好，應(yīng)專門(mén)設(shè)計(jì)、建造監(jiān)測(cè)站房。

2025/1/1531中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第4節(jié)全站儀觀測(cè)TCA2003自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2）參考點(diǎn)（三維坐標(biāo)已知）應(yīng)位于變形區(qū)以外，選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)，用以在監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)之前檢測(cè)基點(diǎn)位置的變化，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性，點(diǎn)上放置正對(duì)基站的單棱鏡。參考點(diǎn)要求覆蓋整個(gè)變形區(qū)域。參考系除了為極坐標(biāo)系統(tǒng)提供方位外，更重要的是為系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理時(shí)的距離及高差差分計(jì)算提供基準(zhǔn)。根據(jù)需要，在變形體上選擇若干變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)均勻分布在變形體上，到基點(diǎn)的距離應(yīng)大致相等，且互不阻擋。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上安置有對(duì)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)站的反射單棱鏡。

2025/1/1532中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第4節(jié)全站儀觀測(cè)LeicaTCA2003全站儀2025/1/1533中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第4節(jié)全站儀觀測(cè)測(cè)量機(jī)器人變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2025/1/1534中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系數(shù)據(jù)處理第4節(jié)全站儀觀測(cè)自動(dòng)全站儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量中，為進(jìn)一步提高精度，減弱誤差的影響，應(yīng)用差分處理是一種有效的方法。自動(dòng)極坐標(biāo)差分處理的基本原理是：每一個(gè)測(cè)量周期均按極坐標(biāo)的方法測(cè)量工作基點(diǎn)和變形測(cè)點(diǎn)的斜距、水平角和垂直角，將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)至具有氣象條件代表性參照的工作基點(diǎn)測(cè)量值與其初始值相比，求得差值。由于變形觀測(cè)采用同樣的儀器和作業(yè)方法，并且工作基點(diǎn)均埋設(shè)在基巖上，可以認(rèn)為工作基點(diǎn)是穩(wěn)定的，故將這一差值看作是受大氣壓力、溫度及儀器等各種因素影響的結(jié)果。

2025/1/1535中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系距離的差分改正

由于監(jiān)測(cè)站和工作基點(diǎn)建立在基巖上，可以認(rèn)為它們之間的距離是穩(wěn)定不變的。兩者間的差異可以認(rèn)為是因氣象條件變化引起的，按下式可求出氣象改正比例系數(shù)：經(jīng)氣象差分改正后的真實(shí)斜距為：為了保證距離氣象改正比例系數(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性，實(shí)際測(cè)量工作中，應(yīng)取2個(gè)以上基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定的距離氣象改正比例系數(shù)的中數(shù)，用于變形點(diǎn)距離測(cè)量的差分氣象改正。第4節(jié)全站儀觀測(cè)2025/1/1536中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系球氣差的改正

某一時(shí)刻測(cè)得監(jiān)測(cè)站與工作基點(diǎn)間的三角高差為：

根據(jù)下式可求出球氣差改正系數(shù)c：

變形點(diǎn)與監(jiān)測(cè)站之間經(jīng)球氣差改正的三角高差：

第4節(jié)全站儀觀測(cè)2025/1/1537中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系方位角的差分改正

在變形點(diǎn)每周期的方位角測(cè)量值中，實(shí)時(shí)加入由同期基準(zhǔn)點(diǎn)求得的改正值，可準(zhǔn)確求得變形點(diǎn)的方位角

第4節(jié)全站儀觀測(cè)在長(zhǎng)期的變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中，難以保證儀器的絕對(duì)穩(wěn)定，因水平度盤(pán)零方向的變化，對(duì)水平方位角的影響不可忽略。所求的變形量均是相對(duì)第一周期而言的，故可把工作基點(diǎn)第一次測(cè)量的方位角作為基準(zhǔn)方位角，其它周期對(duì)工作基點(diǎn)測(cè)量的方位角與基準(zhǔn)方位角相比，有一差異：2025/1/1538中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§5視準(zhǔn)線測(cè)量

第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)視準(zhǔn)線法是基準(zhǔn)線法測(cè)量的方法之一，它是利用經(jīng)緯儀或視準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸構(gòu)成基準(zhǔn)線，通過(guò)該基準(zhǔn)線的鉛垂面作為基準(zhǔn)面，并以此鉛垂面為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其他觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于該鉛垂面的水平位移量的一種方法。為保證基準(zhǔn)線的穩(wěn)定，必須在視準(zhǔn)線的兩端設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)或工作基點(diǎn)。視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用少，是一種應(yīng)用較廣的觀測(cè)方法。該方法同樣受多種因素的影響，如：照準(zhǔn)精度、大氣折光等，操作不當(dāng)時(shí)，誤差不容易控制，精度會(huì)受到明顯的影響。

2025/1/1539中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量視準(zhǔn)線觀測(cè)原理及觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)2025/1/1540中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系視準(zhǔn)線的布置（1）第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量視準(zhǔn)線一般分三級(jí)布點(diǎn)，即基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)，當(dāng)條件允許時(shí)，也可將基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)合并布設(shè)。視準(zhǔn)線的兩個(gè)基點(diǎn)必須穩(wěn)定可靠，即應(yīng)選擇在較穩(wěn)定的區(qū)域，并具備有高一級(jí)的基準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)常檢核的條件，且便于安置儀器和觀測(cè)。各觀測(cè)點(diǎn)基本位于視準(zhǔn)基面上，且與被檢核的建筑部位牢固地成為一體。整條視準(zhǔn)線離各種障礙物需有一定距離，以減弱旁折光的影響。2025/1/1541中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量工作基點(diǎn)（端點(diǎn)）和觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)澆筑混凝土觀測(cè)墩，埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中底座。墩面離地表1.2m以上，以減弱近地面大氣湍流的影響。為減弱觀測(cè)儀豎軸傾斜對(duì)觀測(cè)值的影響，各觀測(cè)墩面力求基本位于同一高程面內(nèi)。位移標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)墩應(yīng)與變形體連結(jié)，從表面以下0.3～0.4m處起澆筑。其頂部也應(yīng)埋設(shè)強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備，常常還在位移標(biāo)點(diǎn)的基腳或頂部設(shè)銅質(zhì)標(biāo)志，兼作垂直位移的標(biāo)點(diǎn)。視準(zhǔn)線的長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)300m，當(dāng)視線超過(guò)300m時(shí)，應(yīng)分段觀測(cè)，即在中間設(shè)置工作基點(diǎn)，先觀測(cè)工作基點(diǎn)的位移量，再分段觀測(cè)各觀測(cè)點(diǎn)的位移量，最后將各位移量化算到統(tǒng)一的基準(zhǔn)下。視準(zhǔn)線的布置（2）2025/1/1542中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量觀測(cè)使用的照準(zhǔn)標(biāo)牌圖案應(yīng)簡(jiǎn)單、清晰、有足夠的反差、成中心對(duì)稱，這對(duì)提高視準(zhǔn)線觀測(cè)精度有重要影響。覘標(biāo)分為固定硯標(biāo)和活動(dòng)覘標(biāo)。前者是安置在工作基點(diǎn)上，供經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)構(gòu)成視準(zhǔn)線用；后者是安置在位移標(biāo)點(diǎn)上，供經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)以測(cè)定位移標(biāo)點(diǎn)的偏離值用。視準(zhǔn)線的布置（3）2025/1/1543中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系小角法測(cè)量（1）第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量2025/1/1544中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系這種布置形式對(duì)提高測(cè)定偏離值的精度更為有利。

第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量若在待測(cè)點(diǎn)i上觀測(cè)，則：小角法測(cè)量（2）2025/1/1545中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量活動(dòng)覘牌2025/1/1546中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系活動(dòng)覘牌法觀測(cè)時(shí)，在A點(diǎn)設(shè)置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)后固定照準(zhǔn)部不動(dòng)。在欲測(cè)點(diǎn)上放置活動(dòng)覘牌，由A點(diǎn)觀測(cè)人員指揮，B點(diǎn)操作員旋動(dòng)活動(dòng)覘牌，使覘牌標(biāo)志中心嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合。讀取活動(dòng)覘牌的讀數(shù)，并與覘牌的零位值相減，就獲得待測(cè)點(diǎn)偏離AB基準(zhǔn)線的偏移值。轉(zhuǎn)動(dòng)覘牌微動(dòng)螺旋重新瞄準(zhǔn)，再次讀數(shù)，如此共進(jìn)行2～4次，取其讀數(shù)的平均值作為上半測(cè)回的成果倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，按上述方法測(cè)下半測(cè)回，取上下兩半測(cè)回讀數(shù)的平均值為一測(cè)回的成果。第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量活動(dòng)覘牌法測(cè)量2025/1/1547中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系活動(dòng)覘牌法觀測(cè)的步驟

第5節(jié)視準(zhǔn)線測(cè)量視準(zhǔn)線端點(diǎn)架設(shè)好經(jīng)緯儀，在另一端點(diǎn)安置固定覘牌，經(jīng)緯儀嚴(yán)格照準(zhǔn)固定覘牌中心，并固定儀器。觀測(cè)點(diǎn)上架好活動(dòng)覘牌，經(jīng)緯儀盤(pán)左位置，由觀測(cè)員指揮點(diǎn)上操作員，旋動(dòng)覘牌中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。操作員反方向?qū)牖顒?dòng)覘牌，使其中心線嚴(yán)格與視準(zhǔn)線重合，讀取測(cè)微器讀數(shù)。以上是半測(cè)回工作。轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀到盤(pán)右位置，重新嚴(yán)格照準(zhǔn)B點(diǎn)覘牌，再重復(fù)盤(pán)左操作步驟，完成一測(cè)回的觀測(cè)工作。第二測(cè)回開(kāi)始，儀器應(yīng)重新整平。根據(jù)需要，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)需測(cè)量2～4個(gè)測(cè)回。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)用DJ1型經(jīng)緯儀觀測(cè)，測(cè)距在300m以內(nèi)時(shí)，可測(cè)2～3測(cè)回，其測(cè)回差不得大于3mm，否則應(yīng)重測(cè)。2025/1/1548中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§6引張線測(cè)量

所謂引張線，就是在兩個(gè)工作基點(diǎn)間拉緊一根不銹鋼絲而建立的一條基準(zhǔn)線。以此基準(zhǔn)線對(duì)設(shè)置在建筑上的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行偏離量的監(jiān)測(cè)，從而可求得各測(cè)點(diǎn)水平位移。引張線法是精密基準(zhǔn)線測(cè)量的主要方法之一，廣泛應(yīng)用于各種工程測(cè)量。前蘇聯(lián)較早將其應(yīng)用于大壩水平位移觀測(cè)，20世紀(jì)60年代該方法引入國(guó)內(nèi)，并在我國(guó)大壩安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)2025/1/1549中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系在直線形建筑物中用引張線方法測(cè)量水平位移，因其設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，速度快，精度高，成本低，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在大壩安全監(jiān)測(cè)中起著重要作用。在采用引張線自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備后，可克服觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等不利因素，進(jìn)一步發(fā)揮引張線在安全監(jiān)測(cè)中的作用。早期安裝在大壩上的引張線儀，由人工測(cè)讀水平位移。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有步進(jìn)電機(jī)光電跟蹤式引張線儀、電容感應(yīng)式引張線儀、CCD式引張線儀，以及電磁感應(yīng)式引張線儀等。第6節(jié)引張線測(cè)量引張線測(cè)量2025/1/1550中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系有浮托引張線

主要包括端點(diǎn)裝置、測(cè)點(diǎn)裝置、測(cè)線及其保護(hù)管。端點(diǎn)裝置可采用一端固定、一端加力的方式，也可采用兩端加力的方式。加力端裝置包括定位卡、滑輪和重錘，固定端裝置僅有定位卡和固定栓。定位卡的作用是保證測(cè)線在更換前后的位置保持不變，定位卡的“V”形槽槽底應(yīng)水平，且方向與測(cè)線一致?；喌淖饔檬鞘箿y(cè)線能平滑移動(dòng)，在安裝時(shí)，應(yīng)使滑輪槽的方向及高度與定位卡的“V”形槽一致。重錘的大小應(yīng)根據(jù)測(cè)線的長(zhǎng)度確定，引張線長(zhǎng)度在200m~600m時(shí)，一般采用40kg~80kg的重錘張拉。

第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1551中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系1——滑輪；2——線錘連接裝置；3——重錘；4——混凝土墩座；5——測(cè)線；6——夾線裝置；7——鋼筋支架；8——保護(hù)管引張線加力端結(jié)構(gòu)第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1552中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)點(diǎn)裝置有浮脫引張線的測(cè)點(diǎn)裝置包括水箱、浮船、讀數(shù)尺、底盤(pán)和測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱。浮船的體積通常為其承載重量與其自重之和的排水量的1.5倍。水箱的長(zhǎng)、寬、高為浮船的1.5~2倍，水箱水面應(yīng)有足夠的調(diào)節(jié)余地，以便調(diào)整測(cè)線高度滿足量測(cè)工作的需要，寒冷地區(qū)水箱中應(yīng)采用防凍液。讀數(shù)尺的長(zhǎng)度應(yīng)大于位移量的變幅，一般不小于50mm，同一條引張線的讀數(shù)尺零方向必須一致，一般將零點(diǎn)安裝在下游側(cè)，尺面應(yīng)保持水平，尺的分劃線應(yīng)平行于測(cè)線，尺的位置應(yīng)根據(jù)尺的量程和位移量的變化范圍而定。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1553中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)點(diǎn)裝置示意圖第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1554中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)線一般采用0.8～1.2mm的不銹鋼絲，要求表面光滑，粗細(xì)均勻，抗拉強(qiáng)度大。為了防風(fēng)及保護(hù)測(cè)線，通常用把測(cè)線套在保護(hù)管內(nèi)。保護(hù)管的管徑應(yīng)大于位移量的2~3倍，并在管中呈自由狀態(tài)，以前主要用鋼管，現(xiàn)在大多用PVC管。保護(hù)管安裝時(shí)，宜使測(cè)線位于保護(hù)管中心，至少須保證測(cè)線在管內(nèi)有足夠的活動(dòng)范圍，保護(hù)管和測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱應(yīng)封閉防風(fēng)。第6節(jié)引張線測(cè)量測(cè)線2025/1/1555中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系引張線觀測(cè)步驟檢查整條引張線各處有無(wú)障礙，設(shè)備是否完好；在兩端點(diǎn)處同時(shí)小心地懸掛重錘，張緊鋼絲，利用夾線裝置將鋼絲夾緊，使引張線在端點(diǎn)處固定；對(duì)每個(gè)水箱加水，使鋼絲離開(kāi)不銹鋼標(biāo)尺面0.3mm～0.5mm，同時(shí)檢查各觀測(cè)箱，不使水箱邊緣或讀數(shù)標(biāo)尺接觸鋼絲，浮船應(yīng)處于自由浮動(dòng)狀態(tài)；采用讀數(shù)顯微鏡觀測(cè)時(shí)，先用目視讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)，然后用顯微鏡讀取毫米以下的小數(shù)。由于鋼絲有一定的寬度，不能直接讀出鋼絲中心線對(duì)應(yīng)的數(shù)值，所以必須讀取鋼絲左右兩邊對(duì)應(yīng)于不銹鋼尺上的數(shù)值，然后取平均求得鋼絲中心的讀數(shù)；從引張線的一端觀測(cè)到另一端為一測(cè)回，每次觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行三測(cè)回，三測(cè)回的互差應(yīng)小于0.2mm，測(cè)回間應(yīng)輕微撥動(dòng)中部測(cè)點(diǎn)處的浮船，并待其靜止后再觀測(cè)下一測(cè)回。觀測(cè)工作全部結(jié)束后，先松開(kāi)夾線裝置再下重錘。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1556中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系設(shè)引張線第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的首次的讀數(shù)為L(zhǎng)0，本次觀測(cè)的讀數(shù)為L(zhǎng)，若不考慮端點(diǎn)的位移，則觀測(cè)點(diǎn)的位移值為：

第6節(jié)引張線測(cè)量原理2025/1/1557中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系端點(diǎn)位移改正第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1558中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系無(wú)浮托引張線隨著大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度的不斷提高，引張線觀測(cè)技術(shù)也由人工觀測(cè)向自動(dòng)化觀測(cè)的方向發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)引張線自動(dòng)觀測(cè)時(shí)，目前大多數(shù)情況是在浮托引張線法的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)測(cè)讀設(shè)備，形成引張線自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1559中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系有浮托引張線存在的問(wèn)題回避了引張線觀測(cè)前的檢查和調(diào)整工作，在自動(dòng)觀測(cè)時(shí)不能確定測(cè)線是否處于正常工作狀態(tài)；忽略了測(cè)回間對(duì)測(cè)線進(jìn)行撥動(dòng)的程序要求，不能有效地檢驗(yàn)和消除浮托裝置所引起的測(cè)線復(fù)位誤差；浮液長(zhǎng)期不進(jìn)行更換，浮液被污染或變質(zhì)，增加了對(duì)浮船的阻力，增大了測(cè)線的復(fù)位誤差。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1560中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系無(wú)浮托引張線第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1561中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系觀測(cè)設(shè)備無(wú)浮托引張線其觀測(cè)原理與有浮托的基本相同，但它的設(shè)備較為簡(jiǎn)單。引張線的一端固定在端點(diǎn)上，另一端通過(guò)滑輪懸掛一重錘將引張線拉直，取消了各測(cè)點(diǎn)的水箱和浮船等裝置，在各測(cè)點(diǎn)上只安裝讀數(shù)尺和安裝引張線儀的底板，用以測(cè)定讀數(shù)尺或引張線儀相對(duì)于引張線的讀數(shù)變化，從而算出測(cè)點(diǎn)的位移值。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1562中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系觀測(cè)方法無(wú)浮托引張線的觀測(cè)方法與有浮托的基本相同，既可用顯微鏡在各測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)尺上讀數(shù)，亦可在各測(cè)點(diǎn)上安裝光電引張線儀進(jìn)行遙測(cè)。由于它不需到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)各測(cè)點(diǎn)的水位，測(cè)點(diǎn)的障礙物也較少，不僅節(jié)約大量時(shí)間，且其穩(wěn)定性和可靠性都高于有浮托的引張線，可以實(shí)現(xiàn)引張線觀測(cè)的全自動(dòng)化。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1563中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系誤差分析引張線測(cè)量系統(tǒng)的誤差主要包括觀測(cè)誤差和外界條件的影響兩個(gè)方面。觀測(cè)誤差與所用的觀測(cè)儀器、作業(yè)方法、觀測(cè)人員的熟練程度等因素有關(guān)。除測(cè)點(diǎn)觀測(cè)誤差外，還取決于它的復(fù)位誤差。在引張線觀測(cè)時(shí)，由于風(fēng)的作用，可能會(huì)使測(cè)線產(chǎn)生明顯的偏離，從而產(chǎn)生明顯的觀測(cè)誤差。因此，在觀測(cè)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉廊道及通風(fēng)口門(mén)，觀測(cè)點(diǎn)保護(hù)箱應(yīng)蓋嚴(yán)。第6節(jié)引張線測(cè)量2025/1/1564中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§7垂線測(cè)量

垂線有兩種形式：正垂線和倒垂線。正垂線一般用于建筑物各高程面處的水平位移監(jiān)測(cè)、撓度觀測(cè)和傾斜測(cè)量等。倒垂線大多用于巖層錯(cuò)動(dòng)監(jiān)測(cè)、撓度監(jiān)測(cè)，或用作水平位移的基準(zhǔn)點(diǎn)。第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)2025/1/1565中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系正垂線測(cè)量撓度倒垂線測(cè)量撓度第7節(jié)垂線測(cè)量撓度測(cè)量2025/1/1566中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系正垂線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)正垂線裝置的主要部件包括：懸線設(shè)備、固定線夾、活動(dòng)線夾、觀測(cè)墩、垂線、重錘及油箱等。正垂線是將鋼絲上端懸掛于建筑物的頂部,通過(guò)豎井至建筑物的底部，在下端懸掛重錘，并放置在油桶之中，便于垂線的穩(wěn)定，以此來(lái)測(cè)定建筑物頂部至底部的相對(duì)位移。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1567中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系正垂線裝置（1）第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1568中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系在變形監(jiān)測(cè)中，正垂線應(yīng)設(shè)置保護(hù)管，其目的一方面可保護(hù)垂線不受損壞，另一方面可防止風(fēng)力的影響，提高垂線觀測(cè)值的精度。在條件良好的環(huán)境中，也可不加保護(hù)管，例如，重力拱壩的垂線可設(shè)置在專門(mén)設(shè)計(jì)的豎井內(nèi)。正垂線裝置（2）第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1569中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系正垂線觀測(cè)方法（1）正垂線的觀測(cè)方法有多點(diǎn)觀測(cè)法和多點(diǎn)夾線法兩種。多點(diǎn)觀測(cè)法是利用同一垂線，在不同高程位置上安置垂線觀測(cè)儀，以坐標(biāo)儀或遙測(cè)裝置測(cè)定各觀測(cè)點(diǎn)與此垂線的相對(duì)位移值。多點(diǎn)夾線法是將垂線坐標(biāo)儀設(shè)置在垂線底部的觀測(cè)墩上，而在各測(cè)點(diǎn)處埋設(shè)活動(dòng)線夾，測(cè)量時(shí)，可自上而下依次在各測(cè)點(diǎn)上用活動(dòng)線夾夾住垂線，同時(shí)在觀測(cè)墩上用垂線坐標(biāo)儀讀取各測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的垂線讀數(shù)。多點(diǎn)夾線法適用于各觀測(cè)點(diǎn)位移變化范圍不大的情況。

第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1570中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系在大壩變形監(jiān)測(cè)中，采用多點(diǎn)夾線法觀測(cè)時(shí)，一般須觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回，每測(cè)回中應(yīng)兩次照準(zhǔn)垂線讀數(shù)，其限差為±0.3mm，兩測(cè)回間的互差不得大于0.3mm。多點(diǎn)夾線法僅需一臺(tái)坐標(biāo)儀且不必搬動(dòng)儀器，但由于觀測(cè)點(diǎn)上均需多次夾住垂線，易使垂線受損，并且活動(dòng)線夾質(zhì)量較差時(shí)，會(huì)增加觀測(cè)的誤差，同時(shí)，多點(diǎn)夾線法每次需人工進(jìn)行夾線操作，工作效率較低，不利于監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化。多點(diǎn)觀測(cè)法可在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置坐標(biāo)儀，有利于監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，但相應(yīng)的系統(tǒng)造價(jià)也提高了。正垂線觀測(cè)方法（2）第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1571中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系正垂線誤差分析正垂線觀測(cè)中的誤差主要有夾線誤差、照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、對(duì)中誤差、垂線儀的零位漂移和螺桿與滑塊間的隙動(dòng)誤差等。要十分精確地定量分析這些誤差是十分困難的。研究人員根據(jù)大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，按誤差傳播定律，進(jìn)行正垂線測(cè)量精度的統(tǒng)計(jì)分析。坐標(biāo)儀的零位漂移誤差是垂線測(cè)量中的一項(xiàng)重要誤差，其變化比較復(fù)雜，且變化量也比較大，因此，在每次測(cè)量前后，都應(yīng)該對(duì)垂線坐標(biāo)儀的零位進(jìn)行檢測(cè)。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1572中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系倒垂線系統(tǒng)構(gòu)造倒垂線裝置的主要部件包括孔底錨塊、不銹鋼絲、浮托設(shè)備、孔壁襯管和觀測(cè)墩等。倒垂線是將鋼絲的一端與錨塊固定，而另一端與浮托設(shè)備相連，在浮力的作用下，鋼絲被張緊，只要錨塊穩(wěn)定不動(dòng)，鋼絲將始終位于同一鉛垂位置上，從而為變形監(jiān)測(cè)提供一條穩(wěn)定的基準(zhǔn)線。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1573中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系倒垂線浮托裝置第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1574中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系倒垂線鉆孔的保護(hù)管（孔壁襯管）一般采用壁厚5mm～7mm的無(wú)縫鋼管，其內(nèi)徑不宜小于100mm。由于倒垂的孔壁襯管為鋼管，因此各段鋼管間應(yīng)該用管接頭緊密相連，以防止孔壁上的泥石等物落入井孔中，有效地阻止鉆孔滲水對(duì)倒垂線的損害?？妆谝r管在放入鉆孔前必須檢查它的直線度，以保證倒垂線發(fā)揮最大的效用。襯管正式下管前，要將鉆孔中的水抽凈，并灌入0.5m深的水泥沙漿。襯管與鉆孔之間的空隙也應(yīng)該用水泥沙漿填滿。鉆孔及保護(hù)管第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1575中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系浮托裝置浮托裝置是用來(lái)拉緊固定在孔底錨塊上的鋼絲并使鋼絲位于鉛垂線上的設(shè)備。浮體組一般采用恒定浮力式，浮子的浮力應(yīng)根據(jù)倒垂線的測(cè)線的長(zhǎng)度確定。浮體安裝前必須進(jìn)行調(diào)整實(shí)驗(yàn)，以保證浮體產(chǎn)生的拉力在鋼絲允許的拉應(yīng)力范圍內(nèi)。浮體不能產(chǎn)生偏心，合力點(diǎn)要穩(wěn)定，承載浮體的油箱要有足夠大小的尺寸。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1576中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系孔底錨塊孔底錨塊需埋設(shè)于基巖的一定深度處。目前對(duì)于倒垂錨塊設(shè)置的深度尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有些設(shè)置于基巖下20m～30m深，也有些設(shè)置于50m～80m深處。在大壩變形監(jiān)測(cè)中，倒垂錨塊設(shè)置的一般原則是，把錨塊埋設(shè)于理論計(jì)算的壩體壓應(yīng)力影響線和庫(kù)水的水力作用線范圍以外的穩(wěn)固基巖中。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1577中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系測(cè)線測(cè)線應(yīng)采用強(qiáng)度較高的不銹鋼絲或不銹銦瓦絲；其直徑的選擇應(yīng)保證極限拉力大于浮子浮力的3倍，通常選用直徑1.0mm～1.2mm的鋼絲。要求表面光滑、抗拉強(qiáng)度高。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1578中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系倒垂觀測(cè)墩倒垂觀測(cè)墩面應(yīng)埋設(shè)有強(qiáng)制對(duì)中底盤(pán)，供安置垂線觀測(cè)儀。為了利于多種變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)系，倒垂最好能設(shè)置于工作基點(diǎn)觀測(cè)墩上。如果因條件有限，兩者不能設(shè)置在一起，那么必須很好地考慮它們測(cè)量工作之間的聯(lián)系，以便把不同觀測(cè)系統(tǒng)所得的結(jié)果納入統(tǒng)一的基準(zhǔn)中，利于資料的分析和處理。

第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1579中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系倒垂線的觀測(cè)倒垂線觀測(cè)前，應(yīng)首先檢查鋼絲是否有足夠的張力，浮體有無(wú)與浮桶壁相接觸。若浮體與浮桶相接觸，應(yīng)把浮桶稍微移動(dòng)直到兩者脫離接觸為止。待鋼絲靜止后，用坐標(biāo)儀進(jìn)行觀測(cè)。在大壩變形監(jiān)測(cè)中，到垂線一般要求精確觀測(cè)三測(cè)回，每測(cè)回中，應(yīng)使儀器從正、反兩個(gè)方向?qū)攵諟?zhǔn)鋼絲，兩次讀數(shù)差不得大于0.3mm，各測(cè)回間的互差不得大于0.3mm，并取三測(cè)回平均值作為結(jié)果。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1580中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系誤差分析倒垂線測(cè)量的誤差主要來(lái)源于浮體產(chǎn)生的誤差、垂線觀測(cè)儀產(chǎn)生的誤差、外界條件變化產(chǎn)生的誤差。從倒垂設(shè)備本身的誤差而言，主要有垂線擺動(dòng)后的復(fù)位誤差、浮力變化產(chǎn)生的誤差、浮體合力點(diǎn)變動(dòng)而帶來(lái)的誤差。倒垂測(cè)量中，還會(huì)因儀器的對(duì)中、調(diào)平、讀數(shù)和零位漂移等因素使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。通常認(rèn)為，倒垂線測(cè)量的精度可以達(dá)到0.1mm～0.3mm。第7節(jié)垂線測(cè)量2025/1/1581中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系§8激光準(zhǔn)直測(cè)量第六章水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)激光準(zhǔn)直測(cè)量按照其測(cè)量原理可分為直接測(cè)量和衍射法準(zhǔn)直測(cè)量?jī)煞N，按照其測(cè)量環(huán)境可分為大氣激光準(zhǔn)直和真空激光準(zhǔn)直。在大氣條件下，激光準(zhǔn)直的精度一般為10-5~10-6，影響其精度的主要原因是大氣折光的影響。在真空條件下，激光準(zhǔn)直的精度可達(dá)10-7~10-8

，其精度較大氣激光準(zhǔn)直有明顯的提高，但其工程的造價(jià)和系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)的提高。目前，在水利工程的變形監(jiān)測(cè)中，主要采用衍射法激光準(zhǔn)直測(cè)量。

2025/1/1582中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)波帶板大氣激光準(zhǔn)直系統(tǒng)主要由激光器點(diǎn)光源、波帶板和接收靶三部分組成。第8節(jié)激光準(zhǔn)直測(cè)量2025/1/1583中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系激光器點(diǎn)光源由氦氖氣激光管發(fā)出的激光束經(jīng)聚光透鏡聚焦在針孔光闌內(nèi)，形成近似的點(diǎn)光源，照射至波帶板，針孔光闌的中心即為固定工作基點(diǎn)的中心。2025/1/1584中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系波帶板(a)圓形波帶板(b)方形波帶板波帶板的形式有圓形和方形兩種，其作用是把從激光器發(fā)出的一束單色相干光會(huì)聚成一個(gè)亮點(diǎn)（圓形波帶板）或十字亮線（方形波帶板），它相當(dāng)于一個(gè)光學(xué)透鏡。

第8節(jié)激光準(zhǔn)直測(cè)量2025/1/1585中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系接收靶接收靶可采用普通活動(dòng)覘牌按目視法接收，也可用光電接收靶進(jìn)行自動(dòng)跟蹤接收。第8節(jié)激光準(zhǔn)直測(cè)量2025/1/1586中南大學(xué)測(cè)繪與國(guó)土信息工程系工作原理采用波帶板激光準(zhǔn)直法觀測(cè)水平位移，是將激光器和接收靶分別安置在兩端固定工作基點(diǎn)上，波帶板安置在位移標(biāo)點(diǎn)上，并要求點(diǎn)光源、波帶板中心和接收靶中心三點(diǎn)基本上同在一高度上，這在埋設(shè)工作基點(diǎn)和位移標(biāo)點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮滿足此條件。當(dāng)激光器發(fā)出的激光束照準(zhǔn)波帶板后，在接收靶上形