Trimble 全站儀在高原凍土區塔基沉降監測的應用
電力天路
被稱為 「電力天路」 的青藏聯網工程東起青海省西寧市, 西至西藏自治區拉薩市,
全長 2530 公裡,其中途經多年凍土區長達 550 公裡,線路最高海拔 5300 米,
海拔 4000 米以上地區佔 87%,是迄今為止世界上高海拔、高寒地區建設的規
模最大、穿越多年凍土區最長的輸變電工程。
在輸電線路跨越的多年凍土區中,多年凍土熱穩定性差、水熱活動強烈、厚層地
下冰和高含冰量凍土所佔比重大,對環境極為敏感,在凍土區修築工程構築物就
必須面臨凍脹、融沉以及凍作用等問題。為正確檢測塔基穩定性,中國
科學院-寒區旱區環境與工程研究所、國家電網青海電力研究所、中國科學院大
學三家實力型單位對此監測研究多年,對塔基回填土的凍融、水熱變化和塔基變
形等重要過程進行長期監測研究。我們了解到,青藏聯網工程自 2011 年投運至
今已平穩運行 7 年,新一輪年檢結果表明,該工程凍土區段鐵塔基礎經受住了年
復一年的凍融循環考驗,基本保持穩定。
多年凍土地區輸電線路及鐵塔基礎位置
Trimble 全站儀
Trimble 全站儀測量精度完全滿足塔基變形監測規範需求
其中對塔基的變形監測,採用的是美國 Trimble 公司的 S8 1″高精度全自動伺服
型全站儀,其角度測量精度為 1″,距離測量精度為 0.8mm + 1ppm,達到中華
人民共和國國家標準《工程測量規範》(GB50026-2007)中對工程變形監測的
儀器標準要求,以及變形觀測點高程中誤差 2.0mm,水平位移監測 12.0mm 的
精度要求。
Trimble 全站儀在高原凍土區塔基沉降的應用
Trimble 全站儀完全滿足青藏高原惡劣環境條件下的使用
該項目沿線多年凍土地區共選取 130 個塔基地基進行地基位移觀測,在觀測系
統布設中,在 4 個塔腿塔材靠近根基位置、相同高度建立永久觀測點的同時,利
用距離塔基 20m的天然場 15m深的測溫孔作為基準樁。整個觀測按照規範要
求進行變形觀測,所觀測數據由全站儀自動採集。最好對觀測數據處理後可以得
到每個塔腿的垂直位移、 水平位移及塔腿之間的平距和斜距等變形數據。 自 2011
年 1 月——2012 年 4 月,每月觀測兩次數據。自 2012 年 4 月至今,每月觀測
一次數據。觀測結果證實,觀測數據的穩定性和一致性在青藏高原環境條件下完
全滿足規範要求。
全站儀中點和參考基準點
從 2011 年 1 月到 2014 年 6 月,四號塔的沉降過程(地基沉降最大的塔)
如上圖所示,四號塔是在這個階段中沉降變形最大的塔,從四個塔基的變形量可
以看出,每年的 11 月到下一年的 5 月,形變量是較快的,每年的 5 月份到 11
月份,屬於穩定區。這個數據給相關人員提供了一個非常好的數據依據,相關人
員基於這個形變量決定是否要對現場做一些保護處理。
Trimble 全站儀儀器使用穩定,可靠性高
據用戶反映,自 2011 年 1 月至今,該工程使用的 Trimble S8 全站儀使用完全
正常,數據質量非常高,除了進過一次沙土返廠保養外,7 年中沒有出現過任何
待機、死機、缺失數據等現象。在低溫零下二、三十度的惡劣環境下,也能正常
工作,獲取穩定、可靠的數據。
結論
青藏聯網工程的凍土區塔基沉降監測,充分驗證了 Trimble 全站儀的優異性能。
在高海拔、超低溫的特殊環境中,能夠提供可靠的應用。
Trimble 全站儀系列
為提供更好的性能和更多的功能, Trimble 出廠了新 S 系列全站儀 S5, S7, S9。
Trimble S 系列全站儀的優勢:
Trimble MagDrive磁驅伺服
Trimble SurePoint精確定點
Trimble Autolock自動鎖定
Trimble FineLock精密鎖定
Trimble DR Plus 或 DR HP EDM 測距技術
Trimble MultiTrack多目標跟蹤技術
Trimble VISION影像技術
Trimble SureScan
TM
掃描技術
Trimble GPS Search GPS 搜索功能
Integrated Surveying綜合測量
如需了解更多的 Trimble 全站儀的信息,請聯繫我們。
附:
1、凍脹:凍脹是由於土中水的凍結和冰體(特別是凸鏡狀冰體)的增長引起土
體膨脹、地表不均勻隆起的作用。
2、融沉:凍土融沉是指凍土融化時的下沉現象,包括與外荷載無關的融化沉降
和與外荷載直接有關的壓密沉降。
3、凍拔:凍拔是指作物或苗亦因土壤凍結及解凍而露根受害或致死的現象