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Trimble全站仪在高原冻土区塔基沉降监测的应用
发布日期:2018-03-22 15:50:51  作者:admin  浏览次数:441  

电力天路

被称为“电力天路”的青藏联网工程东起青海省西宁市,西至西藏自治区拉萨市,全长2530公里,其中途经多年冻土区长达550公里,线路最高海拔5300米,海拔4000米以上地区占87%,是迄今为止世界上高海拔、高寒地区建设的规模最大、穿越多年冻土区最长的输变电工程。

在输电线路跨越的多年冻土区中,多年冻土热稳定性差、水热活动强烈、厚层地下冰和高含冰量冻土所占比重大,对环境极为敏感,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临冻胀1、融沉2以及冻拔3作用等问题。为正确检测塔基稳定性,中国科学院-寒区旱区环境与工程研究所、国家电网青海电力研究所、中国科学院大学三家实力型单位对此监测研究多年,对塔基回填土的冻融、水热变化和塔基变形等重要过程进行长期监测研究。我们了解到,青藏联网工程自2011年投运至今已平稳运行7年,新一轮年检结果表明,该工程冻土区段铁塔基础经受住了年复一年的冻融循环考验,基本保持稳定。

多年冻土地区输电线路及铁塔基础位置

 

Trimble全站仪

Ø  Trimble全站仪测量精度完全满足塔基变形监测规范需求

其中对塔基的变形监测,采用的是美国Trimble公司的S8 1″高精度全自动伺服型全站仪,其角度测量精度为1″,距离测量精度为0.8mm + 1ppm,达到中华人民共和国国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)中对工程变形监测的仪器标准要求,以及变形观测点高程中误差2.0mm,水平位移监测12.0mm的精度要求。

Trimble全站仪在高原冻土区塔基沉降的应用

Ø  Trimble全站仪完全满足青藏高原恶劣环境条件下的使用

该项目沿线多年冻土地区共选取130个塔基地基进行地基位移观测,在观测系统布设中,在4个塔腿塔材靠近根基位置、相同高度建立永久观测点的同时,利用距离塔基20m的天然场15m深的测温孔作为基准桩。整个观测按照规范要求进行变形观测,所观测数据由全站仪自动采集。最好对观测数据处理后可以得到每个塔腿的垂直位移、水平位移及塔腿之间的平距和斜距等变形数据。自2011年1月——2012年4月,每月观测两次数据。自2012年4月至今,每月观测一次数据。观测结果证实,观测数据的稳定性和一致性在青藏高原环境条件下完全满足规范要求。

全站仪中点和参考基准点

从2011年1月到2014年6月,四号塔的沉降过程(地基沉降最大的塔)

如上图所示,四号塔是在这个阶段中沉降变形最大的塔,从四个塔基的变形量可以看出,每年的11月到下一年的5月,形变量是较快的,每年的5月份到11月份,属于稳定区。这个数据给相关人员提供了一个非常好的数据依据,相关人员基于这个形变量决定是否要对现场做一些保护处理。

Ø  Trimble全站仪仪器使用稳定,可靠性高

据用户反映,自2011年1月至今,该工程使用的Trimble S8全站仪使用完全正常,数据质量非常高,除了进过一次沙土返厂保养外,7年中没有出现过任何待机、死机、缺失数据等现象。在低温零下二、三十度的恶劣环境下,也能正常工作,获取稳定、可靠的数据。

 

结论

青藏联网工程的冻土区塔基沉降监测,充分验证了Trimble全站仪的优异性能。在高海拔、超低温的特殊环境中,能够提供可靠的应用。

 

Trimble全站仪系列

为提供更好的性能和更多的功能,Trimble 出厂了新S系列全站仪S5,S7,S9。

Trimble S系列全站仪的优势:

  • Trimble MagDrive™磁驱伺服
  • Trimble SurePoint™精确定点
  • Trimble Autolock™自动锁定
  • Trimble FineLock™精密锁定
  • Trimble DR Plus 或 DR HP EDM测距技术
  • Trimble MultiTrack™多目标跟踪技术
  • Trimble VISION™影像技术
  • Trimble SureScanTM 扫描技术
  • Trimble GPS Search™ GPS搜索功能
  • Integrated Surveying™综合测量

如需了解更多的Trimble全站仪的信息,请联系我们。

 

 

附:

1、冻胀:冻胀是由于土中水的冻结和冰体(特别是凸镜状冰体)的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用。

2、融沉:冻土融沉是指冻土融化时的下沉现象,包括与外荷载无关的融化沉降和与外荷载直接有关的压密沉降。

3、冻拔:冻拔是指作物或苗亦因土壤冻结及解冻而露根受害或致死的现象。

 

参考文献:

1)          青藏直流线路冻土地基监测研究. [ http://www.docin.com/p-1205412615.html ]

2)          Displacements of tower foundations in permafrost regions along the Qinghai Tibet Power Transmission Line. 青藏输电线路多年冻土区塔基位移

[ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165232X15001822 ]

3)          Stability analysis of transmission tower foundations in permafrost equipped with thermosiphons and vegetation cover on the Qinghai-Tibet Plateau. 青藏高原多年冻土热带植被盖层输电塔基稳定性分析