[发明专利]一种软基上的水闸表面变形自动监测系统

说明书

本发明公开了一种软基上的水闸表面变形自动监测系统，包括：若干个监测点、至少一个基准点、监测中心、通信设施、供电设施。自动监测系统观测时，首先将基准点坐标、测点坐标和基准点与测点间距通过通信设施传输至监测中心监控计算机，通过监测系统软件求出测点至卫星的实际距离，并与基准点到监测点的测量距离比较，求出观测误差，利用观测误差修正基准点和测点间距离，利用修正后的距离求出测点坐标，可实现毫米级甚至亚毫米级的监测精度，有效解决了软基上水闸的表面变形监测问题，并实现三维变形自动化同步监测，变形监测精度满足工程监测需要，通过合理配置，可以满足对网络安全和数据安全的特别要求。

技术领域

本发明涉及水利水电工程监测，尤其涉及一种软基上的水闸表面变形自动监测系统。

背景技术

水闸是兴利除害水利基础设施的一种型式，具有十分重要的作用。水闸多建在软土地基上，地基承载力低，容易产生过大沉降变形。对于软基上的大、中型水闸，需要在水闸表面设置表面变形测点，进行水平、垂直位移监测。水平位移通常采用视准线、引张线、激光准直、交会法进行监测，垂直位移通常采用水准测量进行监测。这些监测方式存在如下问题：

(1)水平、垂直位移监测不同步、自动化程度不高。

(2)视准线和水准测量只能人工观测，工作量大，效率不高。

(3)引张线、激光准直虽能实现自动观测，但日常维护工作量较大。

(4)视准线、引张线、激光准直均需建立准直线，常存在两端或中间的工作基点无法校测而不能实施的问题。校测准直线的工作基点常用倒垂线的方式，但钻孔设置倒垂线难度大；倒垂线装置需要建造观测房进行保护，且工作基点处往往不具备建造观测房的条件；或者基岩埋深过深不适合设置倒垂线，使得倒垂线校测的方式不能适用。校测视准线工作基点，虽然可以考虑在准直线两端的延长线上增设校核基点的方式，但经常受地形地质条件或周边场地条件限制，没有合适的位置设置校核基点。

(5)软基上的水闸一般需要在上、下游闸墩顶分别设置测点，常存在闸顶和闸墩顶落差较大、闸墩顶被水淹没的情况，人员难以到达测点或到达测点存在人身安全问题，使得视准线和水准测量方式难以有效实施。

(6)当交会条件较好时，可考虑采用交会法监测水闸的水平位移，由于工作基点一般距测点较近，常在工程区的影响范围内，故仍需解决工作基点的校测问题。一般采用建立变形监测网的方式校测，有条件时也可采用倒垂线方式校测；若上、下游均设置测点且闸顶启闭设施阻碍监测网通视，则交会法工作基点的校测成本将成倍增加或没有条件校测。交会法测点观测需要人员到达测点，当人员不能到达测点或到达测点存在人身安全问题时，交会法监测方式也将难以有效实施。

(7)引张线和激光准直系统均需要在准直线上加装保护管，对于闸墩明显伸出上、下游侧的水闸，横空架设在闸墩之间的保护管极易影响景观，对景观要求高的运行管理单位通常会排除这种监测方式。

综上所述，常规的监测方式用于软基上的水闸表面变形监测均存在局限性，且不能实现变形测点自动化三维同步监测，运行管理不便；对于变形监测不能有效实施的软基上的水闸，变形状态未知，其运行将变得盲目和危险。亟需一种设置灵活、适用于软基上的水闸表面变形自动监测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软基上的水闸表面变形自动监测系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种软基上的水闸表面变形自动监测系统，包括若干个监测点、至少一个基准点、监测中心、通信设施、供电设施；

所述若干个监测点按闸段布置在每个闸段的变形控制部位，在每个监测点位上建造与水闸同步位移的观测墩，在观测墩上固定安装GNSS天线及接收机；