Khảo sát phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập thủy điện dạng vòm

Phương pháp chủ yếu để thành lập lưới quan trắc các tuyến đập dạng vòm, hình thức đập phổ biến nhất trong xây dựng công trình thủy điện, là sử dụng phương pháp giao hội nhờ vào tính ưu v

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Trần Khánh

HÀ NỘI - 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn

Trịnh Văn Bình

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6

MỞ ĐẦU 8

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 12

1.1 KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 12

1.1.1 Khái niệm 12

1.1.2 Nguyên nhân gây ra chuyển dịch biến dạng công trình 13

1.1.3 Mục đích và nhiệm vụ quan trắc 13

1.2 YÊU CẦU ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ CHU KỲ QUAN TRẮC 14

1.2.1 Yêu cầu độ chính xác quan trắc 14

1.2.2 Chu kỳ quan trắc 16

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN 17

1.3.1 Phương pháp đo đạc mặt đất 17

1.3.2 Phương pháp định vị vệ tinh 21

Chương 2 KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG TUYẾN ĐẬP VÒM 22

2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ YÊU CẦU QUAN TRẮC TUYẾN ĐẬP DẠNG VÒM 22

2.2 NGUYÊN TẮC THÀNH LẬP HỆ THỐNG LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH 24

2.2.1 Cấu trúc của hệ thống lưới mặt bằng quan trắc chuyển dịch ngang 24

2.2.2 Nguyên tắc thiết kế lưới 26

2.2.3 Yêu cầu độ chính xác của các bậc lưới 27

2.2.4 Kết cấu mốc 28

2.3 ƯỚC TÍNH ĐỘ CHÍNH XÁC LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH 30

2.3.1 Mục đích của việc ước tính độ chính xác 310

2.3.2 Quy trình ước tính độ chính xác lưới 31

2.4 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ CƠ SỞ 33

2.4.1 Cấu trúc của hệ thống lưới khống chế cơ sở 33

2.4.2 Tương quan hợp lý giữa sai số đo góc và đo chiều dài trong lưới đo góc - cạnh 34

2.4.3 Phân tích, đánh giá các phương án thành lập lưới 35

2.5 THIẾT KẾ LƯỚI QUAN TRẮC 37

2.6 TỔ CHỨC ĐO ĐẠC NGOẠI NGHIỆP 41

2.6.1 Dụng cụ và thiết bị đo lưới quan trắc 42

2.6.2 Đặc điểm đo góc và đo chiều dài trong lưới quan trắc 42

2.6.3 Tính toán khái lược kết quả đo đạc ngoại nghiệp 43

Chương 3 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG TUYẾN ĐẬP VÒM 44

3.1 BÌNH SAI LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG 44

3.1.1 Quy trình tính toán 44

3.1.2 Thuật toán ứng dụng 46

3.2 PHÂN TÍCH ĐỘ ỔN ĐỊNH LƯỚI CƠ SỞ 48

3.3 TÍNH TOÁN THAM SỐ CHUYỂN DỊCH NGANG 51

3.3.1 Các tham số chuyển dịch theo hướng trục tọa độ 52

3.3.2 Tham số chuyển dịch theo hướng cho trước 52

3.3.3 Lập sơ đồ chuyển dịch 53

Chương 4 TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM 55

4.1 Giới thiệu về công trình thực nghiệm 55

4.1.1 Vị trí địa lý của nhà máy thủy điện Hòa Bình 55

4.1.2 Tổng quan về nhà máy thủy điện Hòa Bình 55

4.2 THỰC NGHIỆM PHÂN TÍCH ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC CƠ SỞ 56

4.2.1 Sơ đồ mạng lưới 56

4.2.2 Trị đo cạnh trong mạng lưới và số liệu khởi tính 57

4.2.3 Phân tích độ ổn định các điểm mốc cơ sở 58

4.3 THỰC NGHIỆM BÌNH SAI LƯỚI QUAN TRẮC 59

4.4 THỰC NGHIỆM TÍNH THAM SỐ CHUYỂN DỊCH 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 69

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1 Yêu cầu độ chính xác quan trắc lún và chuyển

7 Bảng 4.1 Tọa độ của các điểm quan trắc ở chu kỳ 2 và

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

T.T Tên

1 Hình 1.1 Lưới tam giác trong quan trắc chuyển dịch

2 Hình 1.2 Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp đa giác 19

3 Hình 1.3 Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp giao

4 Hình 1.4 Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương

6 Hình 2.2 Đập thủy điện Sayano-Shushenskaya (LB Nga) 23

14 Hình 2.10 Đồ hình lưới quan trắc theo hai phương pháp 39

15 Hình 2.11 Máy toàn đạc điện tử TC2003 và gương phản 41

19 Hình 3.4 Tham số chuyển dịch ngang công trình 52

22 Hình 4.2 Mặt cắt chuyển dịch các điểm quan trắc trên

23 Hình 4.3 Mặt cắt chuyển dịch của các điểm trên tuyến cơ

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay cùng với sự phát triển của đất nước, các công trình có quy mô lớn, yêu cầu độ chính xác và độ ổn định cao như: Nhà máy, Nhà cao tầng và các công trình thủy lợi - thuỷ điện được xây dựng ngày càng nhiều Vì vậy, công tác trắc địa phục vụ xây dựng và quan trắc các công trình này đòi hỏi phải có các giải pháp tương ứng nhằm thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật cũng như hiệu quả khai thác của công trình

Nhiều tuyến đập thủy điện ở nước ta được xây dựng dưới dạng vòm như: thủy điện Hòa Bình, Yaly, Nậm Chiến… để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho tuyến đập và công trình trong suốt quá trình vận hành, khai thác và

sử dụng thì việc quan trắc chuyển dịch các tuyến đập này là cần thiết Để quan trắc chuyển dịch các tuyến đập dạng nêu trên cần phải xác lập và áp dụng các biện pháp xây dựng lưới mặt bằng phù hợp

2 Mục đích của đề tài

- Xác lập phương pháp xây dựng hệ thống lưới trắc địa mặt bằng quan trắc chuyển dịch ngang của tuyến đập dạng vòm

- Xác lập quy trình xử lý số liệu quan trắc

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: Là tuyến đập thủy điện dạng vòm

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phương pháp thành lập và xử lý số liệu lưới khống chế cơ sở và quan trắc chuyển dịch ngang đối với các tuyến đập dạng vòm

4 Nội dung của đề tài

- Phân tích, so sánh các hình thức xây dựng lưới mặt bằng quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập dạng vòm trên cơ sở số liệu quan trắc

- Xác lập quy trình đo đạc, xử lý số liệu lưới quan trắc, biện pháp phân tích và đánh giá chuyển dịch tuyến đập

- Thực nghiệm thiết kế phương án quan trắc và xử lý số liệu đối với 1 công trình ở thực tế (Thủy điện Hòa Bình)

5 Phương pháp nghiên cứu

- Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết

để giải quyết các vấn đề xử lý số liệu lưới quan trắc chuyển dịch ngang

- Khảo sát công tác đo đạc thực địa để nâng cao độ chính xác và đẩy nhanh tiến độ thực hiện công tác quan trắc

- Khảo sát công tác xử lý số liệu lưới khống chế, lưới quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp hướng chuẩn kết hợp với phương pháp giao hội góc cạnh

- Nghiên cứu thuật toán xử lý số liệu số liệu quan trắc

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Trong khoa học kỹ thuật trắc địa, công tác quan trắc chuyển dịch ngang

có một ứng dụng rất quan trọng ở những công trình xây dựng trên nền trượt hoặc các công trình chịu áp lực ngang lớn như đập thủy điện, thủy lợi Công trình đập dạng vòm là một trong những công trình có tính đặc thù cao, sự an toàn trong quá trình thi công, vận hành và sử dụng cần đặt lên hàng đầu Trên thế giới có nhiều công trình thủy điện có tuyến đập dạng vòm như: Ladzanuan (Nga), đập Vaint (Ý) , ở nước ta có công trình đập vòm lần đầu xây dựng là đập chính của thủy điện Hòa Bình, Nậm Chiến (Sơn La) có quy mô đầu tư lớn và có tính chất quan trọng Do đó công tác quan trắc chuyển dịch ngang công trình này được quan tâm đặc biệt, thực tế này đã đặt ra cho công tác quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập dạng vòm này là một vấn đề cấp thiết Đối với kỹ thuật quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập này, các

điểm cơ sở thường được thiết kế và bố trí bên sườn núi hoặc ở 2 bên bờ sông phía Hạ lưu đập, các điểm quan trắc cần được bố trí theo lớp (mặt đập, cơ tuyến đập ) trên các hướng bán kính và tại những nơi dự kiến sẽ có chuyển dịch ngang lớn nhất

Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình thuộc loại công tác trắc địa cần độ chính xác cao Phương pháp chủ yếu để thành lập lưới quan trắc các tuyến đập dạng vòm, hình thức đập phổ biến nhất trong xây dựng công trình thủy điện, là sử dụng phương pháp giao hội nhờ vào tính ưu việt của các loại máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cao Do vậy, Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm mục đích nâng cao hiệu quả công tác quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập dạng vòm là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

7 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, kết cấu của Luận văn được trình bày trong 4 chương gồm:

Chương 1 - Tổng quan về quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình Chương 2 - Khảo sát các phương pháp thành lập lưới mặt bằng quan trắc chuyển dịch ngang tuyến đập vòm

Chương 3 - Thiết kế phương án xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS Trần Khánh, cảm

ơn các Thầy, cô trong khoa Trắc địa, các bạn đồng nghiệp và đặc biệt là bộ Môn Trắc địa công trình trường Đại học Mỏ - Địa chất đã giúp đỡ và có

những ý kiến đóng góp quý báu giúp cho tôi hoàn thành nội dung của luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH

1.1 KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH

1.1.1 Khái niệm

Do tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo nên các công trình xây dựng đều có thể bị chuyển dịch, biến dạng ở cả giai đoạn thi công cũng như trong thời gian vận hành sử dụng

Chuyển dịch công trình được định nghĩa là sự thay đổi vị trí của công

trình trong không gian so với vị trí ban đầu của công trình Có thể chia chuyển dịch công trình thành hai loại sau:

- Chuyển dịch theo phương thẳng đứng được gọi là độ lún, theo hướng lên trên gọi là trồi, theo hướng xuống dưới gọi là lún Trong thực tế, để đơn giản và tiện lợi người ta vẫn quen gọi chuyển dịch thẳng đứng hay sự trồi lún công trình là độ lún và thường ký hiệu bằng chữ S Giá trị S có thể mang dấu dương (+) nếu công trình bị trồi hoặc dấu âm (-) nếu công trình bị lún xuống

- Chuyển dịch ngang là sự thay đổi vị trí của công trình trong mặt phẳng nằm ngang, chuyển dịch ngang có thể diễn ra theo một hướng xác định (hướng áp lực lớn nhất) hoặc theo hướng bất kỳ và thường được ký hiệu bằng chữ Q

Biến dạng công trình là sự thay đổi hình học và kích thước của công

trình so với trạng thái ban đầu của nó Biến dạng công trình là hậu quả của sự chuyển dịch không đều của công trình Các biểu hiện biến dạng thường gặp là

sự cong vênh, vặn xoắn, các vết rạn nứt

Chuyển dịch và biến dạng công trình thường diễn ra rất phức tạp theo thời gian và được nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau

1.1.2 Nguyên nhân gây ra chuyển dịch biến dạng công trình

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự biến dạng của công trình thủy điện và

có thể chia thành 2 nhóm nguyên nhân chính là do tác động của các yếu tố tự nhiên và tác động của quá trình xây dựng, vận hành sử dụng công trình

1 Nhóm nguyên nhân thứ 1: Là nhóm liên quan đến các yếu tố điều kiện tự

nhiên, cụ thể là: Khả năng lún, trượt của các lớp đất đá dưới nền móng công trình và các hiện tượng địa chất công trình; sự co giãn của đất đá; sự thay đổi của các điều kiện thủy văn theo nhiệt độ, độ ẩm…

2 Nhóm nguyên nhân thứ 2: Là nhóm nguyên nhân có liên quan đến quá trình

xây dựng và vận hành công trình, cụ thể là: Sự gia tăng tải trọng của công trình trong quá trình thi công xây dựng; sự suy yếu của nền móng công trình

do thi công các công trình ngầm và chen lấn; sự rung động của nền móng do vận hành máy móc hoặc hoạt động của các phương tiện giao thông; sự sai lệch trong khảo sát địa chất công trình, địa chất thuỷ văn…

1.1.3 Mục đích và nhiệm vụ quan trắc

1 Mục đích

Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình nhằm mục đích xác định mức độ chuyển dịch biến dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyển dịch biến dạng và từ đó có biện pháp xử lý, để phòng tai biến đối với công trình, cụ thể là:

1 - Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng để đánh giá độ ổn định công trình, phòng ngừa các sự cố hư hỏng, đổ vỡ có thể xảy ra

2 - Kết quả quan trắc là số liệu đối chứng để kiểm tra các tính toán trong giai đoạn thiết kế công trình

3 - Nghiên cứu quy luật biến dạng trong những điều kiện khác nhau và

dự đoán biến dạng của công trình trong tương lai

4 - Xác định các loại biến dạng có ảnh hưởng đến quá trình vận hành công trình, từ đó đề ra chế độ sử dụng, khai thác công trình một cách hợp lý

2 Nhiệm vụ

- Xác định nhiệm vụ kỹ thuật, khái quát về công trình, điều kiện tự nhiên và chế độ vận hành công trình

- Lập sơ đồ phân bố các mốc khống chế và mốc quan trắc

- Thiết kế phương án và sơ đồ quan trắc

- Xác định yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc ở những giai đoạn khác nhau

- Phương pháp và phương tiện dùng trong quan trắc

- Đo đạc ngoại nghiệp

- Xử lý số liệu đo, tính các thông số chuyển dịch biến dạng công trình

- Phân tích kết quả quan trắc và dự báo chuyển dịch, biến dạng của công trình trong tương lai gần

1.2 YÊU CẦU ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ CHU KỲ QUAN TRẮC

Cũng như đối với bất kỳ dạng công tác trắc địa nào, trước khi tiến hành

đo đạc ngoài thực địa cũng đều phải thiết kế ước tính độ chính xác, trên cơ sở

đó lựa chọn máy móc thiết bị và chương trình đo đạc hợp lý Một trong những nội dung của công tác thiết kế là phải xác lập được yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa sẽ được triển khai ngoài thực địa Đối với công tác quan trắc biến dạng, việc xác lập yêu cầu độ chính xác quan trắc, chu kỳ quan trắc và mối quan hệ hợp lý giữa độ chính xác và chu kỳ quan trắc còn có ý nghĩa kinh

tế và kỹ thuật sâu sắc

1.2.1 Yêu cầu độ chính xác quan trắc

Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch chính là độ chính xác cần thiết xác định chuyển dịch công trình, chỉ tiêu định lượng của đại lượng này

phụ thuộc chủ yếu vào tính chất cơ lý đất đá dưới nền móng, đặc điểm kết cấu

Trong đó:

mq - yêu cầu độ chính xác chuyển dịch ở thời điểm ti

q - Giá trị chuyển dịch dự báo giữa 2 chu kỳ quan trắc

ε - hệ số đặc trưng cho độ tin cậy của kết quả quan trắc, phụ thuộc vào xác suất được chấp nhận Đối với công tác quan trắc biến dạng thường lấy xác suất P = 0.997, (tương ứng ε=3) và khi đó công thức tính độ chính xác quan trắc chuyển dịch là:

0.17qq

Nếu chuyển dịch công trình có giá trị dự báo là nhỏ thì đại lượng mqtính theo công thức (1.2) cũng sẽ rất nhỏ, trong một số trường hợp sẽ rất khó đạt tiêu chuẩn độ chính xác như vậy

- Trong thực tế, yêu cầu độ chính xác quan trắc thường được xác định dựa vào điều kiện nền móng, đặc điểm kết cấu đối với từng loại công trình cụ thể (các tiêu chuẩn này do cơ quan quản lý ngành ban hành) Yêu cầu độ chính xác đối với công trình dân dụng - công nghiệp thường được đưa ra ở bảng 1.1[8]

Bảng 1.1 - Yêu cầu độ chính xác quan trắc lún và chuyển dịch ngang công trình

quan trắc (mm)

2 Công trình xây trên nền đất cát, sét và các nền

chịu nén khác

± 3

Đối với các công trình đặc biệt, công trình quan trọng đòi hỏi độ chính

xác cao thì dựa vào đặc điểm, quy trình thi công và thời gian sử dụng công trình

mà tiến hành lập phương án quan trắc chuyển dịch ngang cho từng công trình

1.2.2 Chu kỳ quan trắc

Chu kỳ quan trắc là khoảng thời gian giữa các lần quan trắc Việc xác

định khoảng thời gian hợp lý là rất quan trọng, nếu thời gian ngắn sẽ gây nên

lãng phí, nếu quá thưa sẽ bỏ qua những chuyển dịch lớn

Thời gian thực hiện các chu kỳ quan trắc chuyển dịch được tiến hành

dựa vào các yếu tố như: loại công trình, loại nền móng công trình, đặc điểm

áp lực ngang, mức độ chuyển dịch ngang, lịch thi công công trình

Việc quan trắc được thực hiện theo các chu kỳ và quy định như sau [6]:

- Chu kỳ 0: Được thực hiện khi công trình đã xây xong, các mốc đã ổn

định và chưa có áp lực ngang tác động lên công trình

- Chu kỳ 1: Được thực hiện ngay sau khi có áp lực ngang tác động lên

công trình

- Các chu kỳ tiếp theo: Được thực hiện tùy theo mức tăng, giảm áp lực

ngang lên công trình, nếu mức tăng giảm này vượt quá 25% áp lực tính toán

- Đối với các công trình có biến dạng tuần hoàn (đập thủy điện…) cần

tiến hành quan trắc theo mùa

- Thời kỳ công trình đi vào ổn định: Thời gian quan trắc có thể từ 6 tháng đến 1 năm hoặc dài hơn Tuy nhiên, nếu phát hiện có những dấu hiệu chuyển dịch và biến dạng bất thường cần tiến hành các chu kỳ quan trắc bổ sung

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN

Chuyển dịch ngang công trình được xác định trên cơ sở so sánh tọa độ mốc quan trắc ở các thời điểm (chu kỳ) đo khác nhau Hiện nay trong thực tế sản xuất có nhiều phương pháp quan trắc chuyển dịch công trình, như phương pháp đo đạc trên mặt đất, phương pháp định vị vệ tinh

1.3.1 Phương pháp đo đạc mặt đất

1 Phương pháp tam giác

Phương pháp tam giác (với các đồ hình đo góc, đo cạnh hoặc đo góc - cạnh) thường được ứng dụng để quan trắc chuyển dịch ngang của các công trình xây dựng ở các vùng đồi núi như các đập thuỷ lợi - thuỷ điện, công trình cầu, đường…Các mốc quan trắc được bố trí ở những vị trí đặc trưng của công trình, có kết cấu thuận tiện cho việc đặt máy, gương hoặc bảng ngắm Để đo các yếu tố (góc, cạnh) Trong lưới có thể sử dụng máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc điện tử chính xác cao Lưới quan trắc được tính toán bình sai theo phương pháp chặt chẽ để đảm bảo độ tin cậy của kết quả

Lưới quan trắc được xây dựng theo hình thức tam giác thường là mạng lưới dày đặc với đồ hình rất chặt chẽ, cho phép xác định tọa độ các điểm trong lưới với độ chính xác cao Tuy nhiên, do số lượng trị đo trong lưới tam giác thường là lớn nên đo đạc trong mạng lưới cũng tốn nhiều thời gian, công sức

và các chi phí khác Trên hình 1.1 nêu ví dụ về một mạng lưới quan trắc chuyển dịch công trình

E D

C

3 2 1

B

A

+ A, B,C, D, E: là các điểm khống chế, đặt ngoài công trình

+ 1, 2, 3: là các điểm quan trắc gắn trên công trình

Hình 1.1 - Lưới tam giác trong quan trắc chuyển dịch ngang

Lưới quan trắc thành lập theo hình thức tam giác thường là mạng lưới dày đặc với đồ hình rất chặt chẽ, cho phép xác định tọa độ các điểm trong lưới với độ chính xác cao Tuy nhiên, do số lượng trị đo trong lưới tam giác thường lớn nên việc đo đạc trong mạng lưới cũng tốn nhiều thời gian, công sức và các chi phí khác

Dựa vào tọa độ các điểm quan trắc ở 2 chu kỳ đo khác nhau để tính giá trị và hướng chuyển dịch Nếu ký hiệu: X(i),Y(i),X(j),Y(j) là tọa độ của điểm N tính được ở chu kỳ i và j; qX qY là chuyển dịch của điểm N theo trục

OX, OY; q, α là giá trị và hướng của chuyển dịch toàn phần thì các tham số chuyển dịch của điểm N được tính theo hệ công thức:

q arctg α

2 y q

2 x q q

(j) y (i) y y q

(j) x (i) x x q

S6 5

S S4

3 S S2

1 S



7 5

6



 5 4 3

4





3 2

1 2



QT4 QT3

QT2 QT1

 1

2 Phương pháp đa giác

Phương pháp đa giác được sử dụng để quan trắc chuyển dịch ngang của những công trình có dạng hình cung như các tuyến đường, hầm giao thông, tuyến đập dạng vòm Trên mỗi tuyến quan trắc được xây dựng 1 đường chuyền qua các mốc gắn tại công trình, ở hai đầu được dựa trên hai điểm khống chế cơ sở và đo nối ít nhất với 2 phương vị gốc Đo góc, cạnh trong

tuyến đa giác bằng máy toàn đạc điện tử chính xác

Hình 1.2 - Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp đa giác

Tuyến đa giác để quan trắc chuyển dịch ngang công trình thường có dạng gần với đường chuyền duỗi thẳng Sai số vị trí các điểm của tuyến phụ thuộc vào sai số đo góc βm và sai số đo cạnh ms, điểm yếu nhất (sau bình sai) sẽ là điểm nằm ở giữa tuyến

3 Phương pháp giao hội

Khác với phương pháp tam giác, trong phương pháp giao hội không nhất thiết phải đứng máy tại tất cả các điểm của lưới khống chế mà chỉ cần đứng máy tại một số điểm của lưới Trong phương pháp này, lưới khống chế

cơ sở vẫn được thành lập theo phương pháp tam giác và lưới quan trắc là được thành lập theo phương pháp giao hội Từ các điểm khống chế cơ sở chuyển tiếp sẽ đặt máy hoặc bảng ngắm để tiến hành giao hội tới các điểm kiểm tra gắn trên công trình Theo đó, có thể hình thành các phương án giao hội như giao hội thuận góc, giao hội cạnh hoặc phương án kết hợp

M3025 M

M2117

M

M139

M

M 5

QT3 QT4

QT5

1 M

Hình 1.3 - Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp giao hội

4 Phương pháp hướng chuẩn

Trong phương pháp hướng chuẩn thường lấy trục hoành trùng với hướng chuẩn và trục tung vuông góc với nó Chuyển dịch ngang một điểm của công trình là sự thay đổi tung độ của điểm đó trong các chu kỳ quan trắc khác nhau

Giả định i là điểm quan trắc, ở chu kỳ 1 có vị trí i1 với độ lệch hướng

1 và ở chu kỳ 2 có vị trí i2 với độ lệch hướng 2 hình 1.4:

Hình 1.4 - Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp hướng chuẩn

Khi đó chuyển dịch của điểm i theo hướng vuông góc với hướng chuẩn gốc AB được tính theo công thức:

1

δ2δx

Phương pháp hướng chuẩn có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện và cho độ chính xác cao, tuy nhiên nhược điểm của phương pháp quan trắc này là chỉ cho phép xác định chuyển dịch theo một hướng (vuông góc với hướng chuẩn)

Nếu chỉ đo độ lệch hướng và đo gần đúng khoảng cách từ điểm quan trắc đến các điểm khống chế ở hai đầu hướng thì không xác định được chuyển dịch của điểm quan trắc theo hướng song song với hướng chuẩn Tuy nhiên với việc sử dụng trong sản xuất các loại máy toàn đạc điện tử chính xác cao, chuyển dịch theo hướng còn lại có thể xác định được nếu đo

bổ sung chiều dài cạnh từ điểm khống chế đến điểm quan trắc bằng các trị

đo cạnh chính xác

1.3.2 Phương pháp định vị vệ tinh

Có thể áp dụng công nghệ GPS trong quan trắc chuyển dịch công trình bằng cách sử dụng các máy thu GPS một tần số hoặc hai tần số có độ chính xác cao Phương pháp định vị này có độ chính xác cỡ mm, theo một số tài liệu

đã được công bố thì máy GPS Leica SR510 một tần có độ chính xác 5mm±2ppm và máy GPS Leica SR530 hai tần có độ chính xác 3mm±1ppm

Hiện nay một số nước như Mỹ, Trung Quốc và Phương tây cũng đã dùng công nghệ GPS để quan trắc chuyển dịch ngang công trình Tuy nhiên ở Việt Nam phương pháp này chưa áp dụng rộng rãi mà vẫn đang ở mức độ nghiên cứu và thử nghiệm, mặt khác với độ chính xác như hiện nay GPS khó

có thể quan trắc được các công trình có cấu trúc bê tông yêu cầu độ chính xác

từ 1đến 2mm mà chỉ có thể áp dụng quan trắc chuyển dịch cho các công trình đập đất hoặc đập đất đá hỗn hợp

Chương 2 KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG TUYẾN ĐẬP VÒM

2.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ YÊU CẦU QUAN TRẮC TUYẾN ĐẬP DẠNG VÒM

Đập thủy điện là công trình quan trọng nhất của công trình thủy điện

nó quyết định công suất, độ bền vững của công trình Nhiệm vụ chính của tuyến đập là chặn dòng chảy lại, tạo nên lượng dự trữ nước ở lòng hồ Tùy thuộc vào quy mô của công trình mà đặp chắn nước có dạng thẳng hay cong, tùy thuộc vào độ chênh cao so với mực nước của địa hình tự nhiên mà đập

có thể cao hay thấp

Trên các sông rộng và có độ dốc địa hình nhỏ, thường xây dựng các tuyến đập dạng thẳng Để đảm bảo an toàn cho các tuyến đập này, người ta thường không tạo ra cột nước áp lớn tại vị trí xây dựng đập Còn trên các khúc sông hẹp có độ dốc lớn, địa hình phức tạp, thường xây các tuyến đập dạng vòm Đây là loại đập có dạng cong trong mặt phẳng, lưng của đập hướng về phía thượng lưu của dòng chảy, hai vai đập tựa vào vách đá cứng Xét về mặt kết cấu, đập vòm có sức chịu áp lực tốt với các chiều cao cột nước lớn, tổng hợp lực do chiều cao cột nước gây ra đối với đập sẽ được truyền sang hai vai đập

Những đặc điểm nói trên của các tuyến đập vòm đã chi phối đáng kể đến đặc điểm và nội dung công tác quan trắc chuyển dịch và biến dạng của chúng

Trên các hình vẽ 2.1 và 2.2 đưa ra hình ảnh một số tuyến đập vòm ở Việt Nam và trên thế giới:

Hình 2.1 -Đập thủy điện Hòa Bình

Hình 2.2- Đập thủy điện Sayano-Shushenskaya (LB Nga)

Phân tích các phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang công trình, có thể rút ra các nhận xét sau:

- Phương pháp hướng chuẩn chỉ sử dụng trong quan trắc các tuyến đập thẳng Đối với các đập vòm, phương pháp này tỏ ra kém hiệu quả

- Phương pháp tam giác thường được áp dụng đối với những công trình có một số lượng ít các điểm kiểm tra, địa hình tương đối bằng phẳng, tầm thông hướng mặt đất tốt Phương pháp này rõ ràng là ít khả thi đối với các tuyến đập vòm, đặc biệt là trên những khu vực có địa hình phức tạp và

độ dốc lớn

- Phương pháp giao hội, mặc dù có liên kết đồ hình kém hơn phương pháp tam giác nhưng lại rất linh hoạt trong lựa chọn phương án Vì vậy, giao hội vẫn là phương pháp chủ yếu để quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập vòm Để bảo đảm yêu cầu độ chính xác quan trắc, thường phải đo các góc

và cạnh với độ chính xác cao

Việc quan trắc chuyển dịch ngang các tuyến đập vòm có đặc điểm sau:

- Các tuyến đập vòm chịu áp lực ngang một phía và đặc điểm nhạy cảm với biến dạng Đối với các loại công trình này, người ta đặc biệt quan tam đến chuyển dịch theo hướng áp lực, tức là chuyển dịch theo hướng của dòng chảy

- Chuyển dịch của các tuyến đập vòm thường có trị số nhỏ Vì vậy, để

có thể phát hiện được chuyển dịch công trình dạng này thường yêu cầu sai số

vị trí điểm theo hướng áp lực của các điểm quan trắc không vượt quá một giá trị nào đó

2.2 NGUYÊN TẮC THÀNH LẬP HỆ THỐNG LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH

2.2.1 Cấu trúc của hệ thống lưới mặt bằng quan trắc chuyển dịch ngang

Chuyển dịch ngang là sự xê dịch công trình trong mặt phẳng nằm ngang Muốn xác định được chuyển dịch ngang ta phải lập lưới khống chế mặt bằng để xác định tọa độ các điểm, so sánh để tìm ra chuyển dịch Lưới mặt bằng trong quan trắc chuyển dịch ngang công trình thường được xây dựng thành hai bậc: Bậc 1 là lưới khống chế cơ sở và bậc 2 là lưới quan trắc

Các điểm mốc khống chế cơ sở cần được bố trí ngoài phạm vi có nguy cơ biến dạng công trình xẩy ra và phải có độ ổn định trong suốt quá trình quan trắc Trong các chu kỳ quan trắc cần có biện pháp kiểm tra, đánh giá ổn định của điểm mốc khống chế cơ sở

Với những đặc thù riêng về địa hình và nhiệm vụ, công tác quan trắc chuyển dịch ngang tuyến đập dạng vòm các công trình thủy điện thường được thành lập với hai bậc lưới: Lưới cơ sở và Lưới quan trắc

1 Lưới cơ sở

Là những mốc khống chế được đặt ở bên ngoài phạm vi quan trắc ở những vị trí có tầm quan sát tốt đến các mốc quan trắc được đặt trên công trình, có độ ổn định cao, ít chịu ảnh hưởng của điều kiện thi công cũng như vận hành công trình

Việc lựa chọn số lượng và vị trí của mốc cơ sở tuỳ thuộc vào địa hình

cụ thể của từng công trình thủy điện nhưng phải thỏa mãn các tiêu chí sau:

- Vị trí đặt mốc được lựa chọn tại những nơi có điều kiện địa chất ổn định, tầm bao quát tốt đến các điểm quan trắc đặt trên công trình

- Khi lựa chọn vị trí đặt mốc, phải tuân theo đồ hình thiết kế để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới, hợp lý nhất tuỳ theo điều kiện thực tế tại mỗi công trình như: Khoảng cách giữa các điểm trong lưới; góc kẹp của các tam giác…để đảm bảo chỉ tiêu độ chính xác như trong phương án

- Số lượng điểm cơ sở phải được chọn sao cho trong quá trình ước tính lưới quan trắc phải vừa đủ trị đo để đảm bảo yêu cầu độ chính xác đề ra với phương pháp quan trắc lựa chọn

2 Lưới quan trắc

Là bậc lưới có các điểm quan trắc đặt trực tiếp lên các hạng mục công trình tại những vị trí cần được tiến hành quan trắc Vị trí của các điểm quan

trắc được nêu ra trong thiết kế kỹ thuật công trình tại những vị trí chịu áp lực, cần theo dõi chuyển dịch Vị trí các mốc quan trắc chuyển dịch ngang tại các tuyến đập dạng vòm thường được bố trí dọc theo tuyến đập và nằm trên đỉnh đập và tại các vị trí cơ tuyến

2.2.2 Nguyên tắc thiết kế lưới

Đối tượng để quan trắc là những công trình chịu áp lực ngang một phía

và rất nhạy cảm với biến dạng Khi đó, người ta đặc biệt quan tâm đến chuyển dịch theo hướng áp lực Vì vậy, để có thể phát hiện được chuyển dịch công trình thường yêu cầu sai số vị trí điểm theo hướng áp lực của các điểm quan trắc không vượt quá một giá trị nào đó Trong quan trắc chuyển dịch và biến dạng, ngoài yêu cầu về độ chính xác còn đặt ra yêu cầu về mặt thời gian, tức

là trong khoảng thời gian ngắn nhất cần cung cấp chính xác và kịp thời các thông tin về biến dạng công trình Đối với lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình, việc thiết kế chọn điểm bị chi phối nhiều không những bởi điều kiện địa hình, mà còn bởi các đặc điểm, yêu cầu kỹ thuật và dạng hình học của từng loại công trình Đặc điểm này cho thấy ít có điều kiện để chọn được một đồ hình tốt khi thiết kế lưới Vì vậy, cần có các biện pháp để nâng cao độ chính xác hoặc đạt hiệu quả của lưới thiết kế

Từ những đặc điểm trên của công tác quan trắc có thể đề ra các yêu cầu đối với công tác thiết kế hệ thống lưới khống chế như sau:

- Để đáp ứng yêu cầu xác định chuyển dịch theo hướng thì trong thiết

kế lưới cần sử dụng Ellipse sai số để nghiên cứu sai số vị trí điểm trên hướng cần quan tâm biến dạng

- Để đáp ứng yêu cầu độ chính xác và thời gian quan trắc, cần phải sử dụng phương pháp tối ưu hóa trong thiết kế hệ thống lưới khống chế Các hướng thiết kế tối ưu có thể là: Tối ưu độ chính xác vị trí điểm quan trắc theo hướng áp lực, hoặc là tối ưu thời gian đo lưới

Dạng tổng quát của bài toán tối ưu được đặt ra như sau:

Tìm các số x1, x2….xn sao cho hàm mục tiêu: Z = f(x1, x2….xn) đạt cực tiểu (hoặc cực đại), đồng thời thỏa mãn các điều kiện (hệ ràng buộc):

0, x

j

h

1,2, n i

0, x

ưu độ chính xác lưới (Yêu cầu lưới có độ chính xác cao nhất với chi phí và thời gian cho trước)

2.2.3 Yêu cầu độ chính xác của các bậc lưới

Đối với lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình, độ chính xác của mỗi bậc lưới cần phải được xác lập xuất phát từ yêu cầu độ chính xác cần thiết của việc quan trắc cho trong bảng 1.1 Theo đó, chỉ tiêu độ chính xác của mỗi bậc lưới được xác định như sau [4]:

q

(j) x (i) x x

2 (j) y m

2 (i) y m

2 (j) x m

2 (i) x m

Ký hiệu:mp là sai số tọa độ tổng hợp

Từ đó xác định được mối quan hệ giữa sai số vị trí điểm và sai số chuyển dịch đối với điểm quan trắc:

t q

m p

1) 2(n k

2 k 1

1 i k p

m i

q m 2

k 1

p

m cs

q k.m 2

k 1

p

k.m qt

thực hiện việc định tâm máy và tiêu ngắm với độ chính xác cao Mốc định tâm bắt buộc thường được thiết kế dưới hai hình thức:

không rỉ, được chôn sâu xuống nền đá gốc bằng các mũi khoan Chiều dài mốc có khi đến 10m Loại mốc này có quy trình xây dựng rất phức tạp, đòi hỏi kinh phí xây dựng cao, nhất là đối với đặc điểm địa hình khó khăn tại khu vực đầu mối các công trình thủy điện

tốn công sức, độ ổn định vẫn đảm bảo với kích thước hố móng là 1mx1mx1m Ống sắt định tâm bắt buộc nổi lên trên mặt đất 1.2m được bọc một lớp bê tông bảo vệ Thân mốc được sơn bằng màu trắng và đỏ để thuận tiện cho công tác bắt mục tiêu khi thực hiện đo hệ thống lưới cơ sở Khi sử dụng loại mốc khống chế chôn nông cần đưa ra phương án xử lý số liệu thích hợp để phân tích độ ổn định của các mốc cơ sở

Hình 2.3 -Mốc lưới cơ sở

2 Mốc quan trắc

Đối với các tuyến đập thủy điện, mốc quan trắc chuyển dịch ngang được xây dựng dưới dạng mốc định tâm bắt buộc Mốc quan trắc chuyển dịch ngang được thiết kế và xây dựng tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng công trình nhưng nói chung có dạng thường gặp hình 2.4 Việc lựa chọn kích thước xây dựng mốc quan trắc chuyển dịch ngang (chủ yếu đề cập đến vấn đề chiều cao của mốc, và kích thước ống thép định tâm bắt buộc) phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng tuyến đập

Hình 2.4 -Mốc quan trắc chuyển dịch ngang

2.3 ƯỚC TÍNH ĐỘ CHÍNH XÁC LƯỚI MẶT BẰNG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH

2.3.1 Mục đích của việc ước tính độ chính xác

Ước tính độ chính xác trong quan trắc chuyển dịch ngang được thực hiện nhằm giải quyết một trong hai bài toán:

- Xác định độ chính xác các yếu tố của lưới khi đồ hình lưới và sai số

đo các đại lượng (góc, chiều dài) đã được lựa chọn Các yếu tố cần ước tính

1 i

2

x q

2.3.2 Quy trình ước tính độ chính xác lưới

Quy trình ước tính theo phương pháp bình sai gián tiếp bao gồm các bước sau:

định trong mạng lưới, kí hiệu vector ẩn số là X

V L

Trong hệ phương trình (2.8), ma trận A có số hàng bằng số đại lượng

đo, số cột bằng số ẩn số Trong lưới mặt bằng có 2 loại đại lượng đo là góc ngang và cạnh hệ số của phương trình hiệu chỉnh đối với các loại đại lượng

đo trên được xác định như sau:

1 Phương trình số hiệu chỉnh góc

Hình 2.5 -Góc đo trên trạm máy

k β 1 i δy ki b i δx ki a j δy kj b j δx kj a k δy ki b kj b k δx ki a

0 ki Cosα

"

ρ 2 ki S

0 ki Δx

"

ρ ik b ki b

ki S

0 ki Sinα

"

ρ 2 ki S

0 ki Δy

"

ρ ik a ki a

0 kj

Cosα

"

ρ 2 kj S

0 kj

Δx

"

ρ jk b kj b

kj S

0 kj

Sinα

"

ρ 2 kj S

0 kj

Δy

"

ρ jk a kj a

(2.11)

2 Phương trình số hiệu chỉnh cạnh

i δy ik b i δx ik a k δy ik b k δx ik

a ik

b ik

a

(2.13) Xác định trọng số của các đại lượng đo:

2 i m

2 μ

i

PA T A

- Đối với lưới phụ thuộc tính ma trận nghịch đảo thường:

1 R

- Đối với lưới tự do tính ma trận giả nghịch đảo:

T T

1 0 TP

1 T C 0 CP R

Ước tính lưới được dựa trên công thức tính sai số trung phương của hàm sau bình sai:

F P

1 μ F

Trong đó: µ - Là sai số trung phương đơn vị trọng số (đặc trưng cho độ chính xác của các đại lượng đo), còn

F P

1 là trọng số đảo của hàm số (đặc trưng cho đồ hình lưới):

f

~ R T f F

Sai số trung phương của ẩn số được tính theo công thức:

~ ii R μ xi

trình, các điểm khống chế cơ sở được chọn tại những nơi có địa hình thuận lợi cho việc đặt máy và đo ngắm tới các điểm quan trắc Với những công trình đòi hỏi quan trắc chuyển dịch với độ chính xác cao thì các mốc khống chế cơ

sở được thiết kế theo dạng định tâm bắt buộc Đối với các công trình thủy điện, các mốc khống chế cơ sở thường được bố trí ở hai đầu đập và hai bên bờ sông về phía hạ lưu

2 Cấu trúc hình học của lưới

Để đảm bảo độ chính xác cao của công tác quan trắc, đồ hình của lưới khống chế được thiết kế dưới dạng tam giác dày đặc Trước đây, khi phương tiện đo chiều dài còn hạn chế, các mạng lưới khống chế thường được xây dựng dưới dạng lưới tam giác đo góc có một số nhược điểm, cụ thể là khó chọn vị trí để đo cạnh đáy, lưới có độ chính xác không cao, thời gian thi công lâu Hiện nay, nhờ những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ đo dài điện tử nên mạng lưới khống chế thường xây dựng dưới các hình thức lưới tam giác đo cạnh hoặc đo góc-cạnh

2.4.2 Tương quan hợp lý giữa sai số đo góc và đo chiều dài trong lưới đo góc - cạnh

Trong quá trình thiết kế các mạng lưới góc-cạnh luôn gặp và phải giải quyết vấn đề xác định tương quan hợp lý giữa sai số đo góc và sai số đo chiều dài trong lưới, điều này không những giúp xây dựng được mạng lưới với sai

số đồng đều mà còn có ý nghĩa về hiệu quả kinh tế

Nhiều kết quả nghiên cứu, khảo sát vấn đề này đã chỉ ra rằng, tương quan hợp lý nhất giữa sai số đo góc và đo chiều dài trong các mạng lưới đo góc-cạnh là:

ρ β m

Ss

Trong đó: mβ, ms là sai số đo góc và đo chiều dài trong lưới

Trong mọi trường hợp, khi thiết kế các chỉ tiêu độ chính xác đo trong mạng lưới góc-cạnh, cần chú ý bảo đảm điều kiện:

3

Ss

m : ρ

β m

3

Nếu điều kiện (2.23) không được đáp ứng thì khi đó chỉ nên sử dụng phương pháp đo góc hay đo cạnh riêng biệt, tùy thuộc vào đại lượng nào nhỏ hơn mβ/ρ hay mS/S

Hiện nay với những tiến bộ của công nghệ điện tử, trong thành lập lưới trắc địa công trình thường sử dụng máy toàn đạc điện tử với các thông số kỹ thuật khác nhau Sử dụng máy toàn đạc điện tử trong thành lập lưới cho hiệu quả cao, cả về thời gian, độ chính xác và giá thành

2.4.3 Phân tích, đánh giá các phương án thành lập lưới

Để so sánh độ chính xác các phương pháp xây dựng lưới, trong luận văn xét ví dụ ước tính độ chính xác cho 2 dạng đồ hình lưới tam giác: là lưới

đo cạnh và lưới đo góc-cạnh đối với mạng lưới khống chế cơ sở quan trắc một công trình thủy điện ở thực tế sản xuất (thuỷ điện Hoà Bình)

Năm 2005, Phân xưởng quan trắc tại thuỷ điện Hoà Bình đã thiết kế lại mạng lưới cơ sở quan trắc tuyến đập với một số thay đổi so với lưới thiết kế ban đầu như sau:

1 - Bỏ bớt các điểm ở cách xa tuyến đập, trong mạng lưới cơ sở hiện có tổng số 6 điểm, trong đó 3 điểm phân bố tại bờ trái và 3 điểm phân bố tại bờ phải về phía hạ lưu tuyến đập

2 - Điều chỉnh lại một số vị trí mốc và gia cố kết cấu mốc thành loại mốc cột kép (thân mốc được xây dựng từ 2 lớp ống thép nhằm tránh tác động

va đập và giảm ảnh hưởng tác động của bức xạ nhiệt) Sơ đồ mạng lưới cơ sở

sau khi đã chỉnh sửa được đưa ra trên hình 2.7

Hình 2.7 -Sơ đồ lưới khống chế cơ sở

Có hai phương án thành lập lưới là lưới đo góc - cạnh: Đo 21 góc, 28

cạnh Các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới được nêu dưới bảng 2.1

Kết quả ước tính độ chính xác đối với 2 phương án thành lập lưới được

đưa ra trong phụ lục 1 và phụ lục 2 Tổng hợp sai số vị trí điểm của 2 phương

án thành lập lưới được đưa ra trong bảng 2.2

Bảng 2.2 - So sánh độ chính xác lưới đo góc và lưới đo góc cạnh

Tọa độ Sai số vị trí điểm (m)

Sai số vị trí điểm yếu (m) 0.0010 0.0012

Sai số chiều dài cạnh yếu 1/473100 1/442400 Sai số phương vị cạnh yếu 0.47" 0.63”

Từ kết quả ước tính trên có thể thấy, sai số trung phương vị trí điểm

yếu của cả hai phương án thành lập lưới đều đạt yêu cầu so với giới hạn đã

cho (mkc=1.6mm), lưới đo góc - cạnh có độ chính xác cao hơn lưới đo toàn

cạnh Như vậy, có thể áp dụng bất kỳ phương án nào trong 2 phương án đã

nêu để thành lập lưới cơ sở cho mục đích quan trắc chuyển dịch tuyến đập

thủy điện Hòa Bình Tuy nhiên, nếu để ý đến thực tế, trong điều kiện sử dụng

thiết bị toàn đạc điện tử (máy TC 2002/2003) thì việc đo cạnh sẽ nhanh và dễ

dàng hơn đo góc rất nhiều, vì vậy chúng tôi kiến nghị nên lựa chọn phương án

lưới đo toàn cạnh để thi công đo đạc mạng lưới cơ sở

2.5 THIẾT KẾ LƯỚI QUAN TRẮC

Lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình thủy điện Hoà Bình bao

gồm 17 điểm quan trắc tạo thành 2 tuyến riêng biệt, 11 điểm được bố trí trên

đỉnh đập, còn lại 6 điểm được bố trí trên tuyến cơ 75 m

Các điểm trên thân đập có số hiệu: PVM2, PVM4, PVM6, PVM8, PVM10,

PVM12, PVM14, PVM16 ,PVM18, PVM20, PVM22 Các điểm trên tuyến cơ

75m có số hiệu: PVM1, PVM3, PVM5, PVM7, PVM9, PVM11 như hình 2.8

Hình 2.8 - Sơ đồ phân bố điểm quan trắcBằng việc sử dụng máy toàn đạc điện tử chính xác cao, kết hợp với đặc điểm cấu trúc, điều kiện tự nhiên khu vực và chỉ tiêu độ chính xác đối với lưới quan trắc, trong luận văn khảo sát hai phương án xây dựng lưới quan trắc như sau:

1 - Phương án 1: Phương án giao hội cạnh

2 - Phương án 2: Phương án giao hội góc - cạnh

Tại các điểm khống chế cơ sở (được bố trí như hình 2.7) đặt máy toàn đạc điện tử, đo cạnh (với lưới giao hội cạnh) và đo cả góc, cạnh (với lưới giao hội góc - cạnh) tới các điểm quan trắc trên thân đập Mỗi điểm quan trắc trên đập được đo đến tử 4 điểm của lưới cơ sở Thiết bị được sử dụng để đo đạc là máy toàn đạc điện tử TC 2002 hoặc TC 2003 với các chỉ tiêu sai số đo:

- Sai số đo góc: m = 2”; sai số đo cạnh: mS = 1+1ppm

Hình 2.9 - Sơ đồ quan trắc bằng phương pháp giao hội

PVM22 PVM20

PVM18 PVM16

PVM14 PVM12 PVM10 PVM8 PVM6

PVM4 PVM2 PVM9

PVM1

PVM3

PVM5 PVM7

PVM11

Hình 2.10 -Đồ hình lưới quan trắc theo hai phương pháp

Lưới đo cạnh, đo 68 cạnh Lưới đo góc - cạnh, đo 68 cạnh và 68 góc Chỉ

tiêu kỹ thuật của hai lưới đo cạnh và góc - cạnh được nêu ra dưới bảng 2.3

Bảng 2.3- Bảng so sánh các thông số kỹ thuật của lưới

Số thứ tự Tên tham số Lưới đo cạnh Lưới góc - cạnh