全站儀在高原凍土區塔基沉降監測的應用

2021-01-09 測繪之家

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

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