灞河上游段综合治理工程河堤监测及预警预报系统设计.doc

1、 目 录1、项目背景11.1工程简介11.2区域概况31.3河堤监测及预警预报的必要性和意义42、系统的主要内容和设计原则52.1河堤监测的主要内容52.2预警预报系统的主要内容62.3 设计原则73、监控系统与通讯系统103.1监控系统103.2通讯系统113.2.1 信道分析113.2.2GPRS通信信道134堤身及坝工变形观测154.1河堤和坝工变形观测方法164.2 河堤和坝工变形观测设计164.3 河堤沉降位移观测精度控制214.4 河堤沉降位移观测实施224.5 河堤沉降、位移观测所用的设备234.6土建工程234.7仪器设备与工程量245河堤渗流监测255.1监测方法选择255.

2、2渗流监测系统设计285.3设备配置及工程量396水位观测426.1水位观测设备426.2水位计选型456.3系统功能和构成466.4水位站布设486.5设备配置及工程量497中心站517.1中心站的设置与结构517.2中心站与外界通信547.3软件系统557.4中心站设备及工程量清单578.工程预算581、项目背景1.1工程简介灞河原名滋水，是渭河较大的一级支流，是西安市境内最大的河流，发源于蓝田县灞源乡箭峪岭南九道沟，流经蓝田、灞桥、未央等区县，于灞桥区三郎村汇入渭河。在满足防洪安全要求的前提下，采取堤路结合方式合理布设堤线，以提高灞河的防洪减灾能力和改善沿河生态环境为主要目标，达到人水和

3、谐相处，通过河道治理实现区域防洪安全，建设拦河橡胶坝、溢流坝形成水面，为生态治理、景观建设创造条件。灞河上游段河道综合治理工程位于灞河中、上游，跨越蓝田、灞桥两个区县，灞河治理长度28.039km，辋峪河治理长度2.513km，治理段河道总长30.552km。灞河治理工程起点位于白马河入灞河口下游侧处，桩号0+0006+098为蓝田县城段堤防长约6km ，桩号6+0986+592为沪陕高速段堤防长约0.5km，属2级堤防；桩号6+59222+030为蓝田县农防段堤防长约15.4km，属4级堤防；桩号22+03023+970为灞桥区农防段堤防长约1.94km，属4级堤防；桩号23+97028+0

4、39堤防长约4.07km,，右岸为灞桥纺织工业园段，左岸为灞桥区城防段，属1级堤防。辋川河治理工程起点位于环山公路跨辋川河桥处，桩号W0+000W1+816为蓝田县农防段堤防长约1.8km，属4级堤防；桩号W1+825W2+513为蓝田县城段段堤防长约0.69km，属2级堤防。本次灞河农防段设计洪水标准为20年一遇，薛家河入汇口以上、以下流量分别为1510m3/s和1600m3/s；蓝田县城段设计洪水标准为50年一遇，辋灞交汇口以上、以下流量分别为1390m3/s和1848m3/s；灞桥区城防段设计洪水标准为100年一遇,流量为2500m3/s。灞河治理工程段内新建橡胶坝3座，新建浆砌石溢流坝

5、9座，加上在建和已成的各类坝共有18座坝，详见表1-1。表1-1 灞河治理工程段内坝工建筑物序号名称桩号区段备注1蓝水新城橡胶坝0+894蓝田段已成21号橡胶坝1+831蓝田段已成3辋灞渠首滚水坝2+023蓝田段已成42号橡胶坝4+071蓝田段在建53号橡胶坝5+414蓝田段在建64号橡胶坝7+263蓝田段新建75号橡胶坝9+573蓝田段新建86号溢流坝15+295蓝田段新建9灞桥引水渠首滚水坝19+225灞桥段已成107号橡胶坝20+481灞桥段新建118号溢流坝21+814灞桥段新建129号溢流坝23+441灞桥段新建1310号溢流坝25+176灞桥段新建1411号溢流坝26+004灞桥段

6、新建1512号溢流坝26+279灞桥段新建1613号溢流坝26+709灞桥段新建1714号溢流坝27+150灞桥段新建1815号溢流坝27+859灞桥段新建治理工程段内灞河原河道内在桩号8+843、10+186、11+972、20+880各有一座跨灞河小桥，不作为本次监控设计所考虑的对象。治理工程段内跨灞河大桥8座，跨辋川河大桥2座，具体名称和位置详见表1-2。表1-2 治理工程段内跨河大桥序号名称桩号备注1环山公路大桥W0+000跨辋川河2西河桥W1+816跨辋川河3南河桥0+971跨灞河4沪陕高速桥1+318跨灞河5周家河入灞河口上游桥5+489跨灞河6向阳公司路桥(小战备桥)14+437

7、跨灞河7西蓝高速桥20+344跨灞河8西康铁路桥27+269跨灞河9西康复线桥27+722跨灞河10战备桥28+039跨灞河1.2区域概况灞桥区、蓝田县人杰地灵，有许多的名胜古迹。灞河上游公王岭有人类祖先蓝田猿人遗址，传说中的三皇庙位于蓝田县，唐代著名诗人王维的故乡在辋峪河上，吸引了大批的游人，灞桥区、蓝田县交通发达，地势平坦，地理位置优越，基础设施完备，是通往商洛的必经之处。随着关中天水经济区发展规划逐步实施，“开发西部再造山川秀美工程”号角的吹响，在灞河上实施综合治理工程，改变灞河目前脏、乱、差的局面，是推动灞桥区、蓝田县经济发展和古都西安经济发展的重要因素，同时，改善两岸生态环境也将带动

8、该区域旅游度假项目及沿河房地产开发再上新台阶，吸引更多的投资商来灞桥、蓝田投资，为灞桥、蓝田的经济建设做出应有的贡献。实现灞河“洪畅、堤固、水清、岸绿、景美”的目标，把灞河打造成我市防洪安全的屏障、绿色环保的景色长廊、路堤结合的滨河大道、带动区域经济社会发展的产业带。按照新时期治水方针，河流沿岸应当人水和谐发展。通过修建必要的防洪设施防御洪水，对沿河区域进行生态化建设，达到人水和谐相处，通过生态建设促进当地经济社会发展、美化环境。1.3河堤监测及预警预报的必要性和意义灞河河堤（白马河入灞口至战备桥段）保护了蓝田县城、向阳公司、灞桥纺织工业园、灞桥城市规划区以及多个乡镇、村庄，是重要的防洪堤段，

9、河堤以及河道设施的安全与否关系到沿途城市和乡镇、村庄的安全，因此对河堤的实时监测是保证河堤安全正常运行的必要手段。实现对河堤险段的实时在线监测，深入了解河堤险段的稳定、结构特性，特别是在极端气象条件下的内部规律，以及流域的雨水情信息的实时采集与传输，采用在线、实时、同步、远程设备，构建基于专网、公网和互联网平台的河堤监测及预警预报系统有着十分重要的现实意义和长远的历史意义。2、系统的主要内容和设计原则2.1河堤监测的主要内容河堤安全监控通常是采集布置在河堤及河道中的监测仪器所产生的时序数据，然后进行整理、计算分析来监控河堤及其附属建筑物的安全性态。为了全面反映河堤的安全运行状况，河堤安全监控项

10、目众多（包括位移、渗流、应力应变等），监测部位也从地下到建筑物内部，形成复杂的空间监测网，因而监测数据量庞大。大量的原型监测数据要立即送往数据处理中心进行整理分析以便及时了解河堤运行的安全状态，作为河流运行调度的依据。对河道堤防工程要求通过观测手段，达到以下目的：（l）监测了解堤防工程及附属建筑物的运用和安全状况。（2）检验工程设计的正确性和合理性。（3）为堤防工程科学技术开发积累资料。堤防监测系统主要包括工程观测和通讯系统。现代堤防工程管理工作普遍借助于自动化仪器和设备，利用计算机技术、快捷可靠的通讯网络，以及成熟方便的操作和分析软件，构建堤防工程人工与自动化相结合的监测系统，实时掌握河堤的

11、运用情况和安全状况。依据堤防工程设计规范（GB50286-98）和堤防工程管理设计规范（SL171-96），3级以上堤防工程，一般应设置以下基本观测项目：（l）堤身沉降、位移；（2）水位；（3）堤身浸润线；（4）表面观测（包括堤身堤基范围内的裂缝、洞穴、滑动、隆起及翻沙涌水等渗透变形现象）。依据堤防工程管理设计规范（SL171-96）的规定，结合本工程的实际情况，还应该设置以下专门观测项目：（1） 近岸河床冲淤变化；（2） 水流形态及河势变化；（3） 附属建筑物（本工程主要指坝工建筑物）垂直、水平位移；（4） 崩岸险工段土体崩塌情况。本设计范围内灞河农防段设计洪水标准为20年一遇，堤防工程级别

12、为4级；蓝田县城段设计洪水标准为50年一遇，堤防工程级别为2级；西安市城区段设计洪水标准为100年一遇，堤防工程级别为1级。所以依据上述相关规范，本次重点监测河堤为灞河蓝田县城段河堤和西安市城区段河堤。2.2预警预报系统的主要内容洪水预警预报系统即水情自动测报系统，是应用通信、遥测和计算机等先进技术，快速、准确、及时的采集处理各类水文信息，实时发布洪水预报的先进手段。灞河（白马河入灞口至战备桥段）流域水情自动测报系统的建设任务要求系统能达到及时收集有关水雨情信息，为河道安全防洪、橡胶坝的安全运用、洪水调度提供比较准确的预报信息和决策依据，提高防汛管理工作的时效性和准确性。依据水文自动测报系统规

13、范（SL612003）和水文情报预报规范（SL12502000）洪水预警预报系主要内容如下：（1）雨量、水位信息的采集；（2）雨量、水位及流量信息的传输；（3）组建稳定可靠的通信网；（4）配置供电电源系统。灞河流域于1952年及1956年分别设立马渡王和罗李村水文站，观测流量、泥沙、降水等项目。蓝田县城设有气象站，观测有关气象资料。本次河堤治理范围起点位于罗李村水文站下游，距离罗李村水文站3.6km，末端位于马渡王水文站下游8.4km，两个水文站之间除辋川河汇入外再无大的支流汇入。应将罗李村、马渡王两个水文站的雨量、水位实时信息接入预警预报系应，在辋灞交汇口前设辋川河水位站，在灞河治理段内根据

14、橡胶坝、溢流坝的分布情况在坝工建筑物上游段设立相应的水位站，并与相应的河堤监测断面结合考虑。2.3 设计原则2.3.1先进性原则所设计的系统及选用的硬件、软件应具有当代技术先进性，具有较长的生命周期。其硬件设备和软件遵循模块化结构，可以方便地实现系统扩展、更新和升级。2.3.2可靠性原则在水文自动测报系统中对系统在恶劣条件下无故障工作能力有着较高的要求。系统的安全、可靠运行是设计的首要原则，遥测设备不需要特殊的加热器或冷却装置。电源、信号入出口均应有保护措施，并与主控电路隔离。具有看门狗及数据掉电保护功能。核心设备、网络主干等主要环节采用容错技术，减少系统单一的故障点，增强系统可靠性；并通过对

15、操作员的身份鉴别、分级别授权等手段实现硬件、软件、网络、数据库系统的安全性。2.3.3准确性原则在自动测报系统中，各监测点数据能实时、准确的采集，并且可以准确地发布控制指令无疑是系统的核心，这就要求系统硬件要具有高可靠性的数据采集、控制能力并有可靠的通讯方式，系统软件必须可以及时准确的对数据进行分析处理。采用世界上流行的标准Modbus通讯协议，在数据的实时传输控制方面要有更高的可靠性。2.3.4开放性原则设计的系统能够与用户的现有应用系统相连；考虑到今后的升级和功能扩充，设计遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，软硬件配置注重兼容性和互换性，使系统在今后必要的时候，只需适当修改配置和设置，

16、就可满足用户新的需求。2.3.5安全性原则注意软硬件设计中各环节的安全保密性。系统应具有对主要环节的监视和控制功能，并能防止非法用户的越权操作。在设计中做好系统内权限的分级管理，并使网络通信具有较强的容错和故障恢复能力。2.3.6经济性原则本着“少花钱、多办事”的原则及目前国内水利系统的经济承受力，系统设计应在满足系统功能和用户需求，确保系统设计上述各原则的前提下，应充分节约投资，以设备的高档次、可塑性、可配置性、易于维护性满足系统所处的复杂环境和各种应用需求；以高质量、高标准的设备构成本系统，大大减少系统运行时的维护及维护费用；能够为将来系统规模扩大和功能扩展提供良好的接口，保护用户的投资；

17、在确保上述各项的前提下，尽量降低系统造价，向用户提供高性能/价格比的设计方案。2.3.7实用性原则在设计中选用国内外成熟的设备和技术，使应用系统能够替代大部分繁重、重复的手工作业，使相关部门的用户能够尽快适应新的工作环境，同时保证整个系统易于使用和维护。2.3.8易维护性原则具有设备使用情况监控和故障提示功能，能提供给操作人员故障诊断信息和维护提示，并可以通过电脑、手抄器等设备实现就地或远程程序下载与调试。3、监控系统与通讯系统3.1监控系统结合工程实际，综合考虑经济合理性，河堤变形（堤身沉降、位移）及坝工建筑物的变形（垂直、水平位移）观测采用半自动半人工方法，即人工携带全站仪在现场自动照准目

18、标进行变形观测，仪器分组存储观测数据，观测结束后将全站仪带回管理中心由计算机读取观测数据并用专用软件进行分析和评价。雨量、水位和堤身浸润线（渗流）采用自动观测，远程传输，监控中心对数据进行接收和分析，同时监控中心可以对现场水位遥测站和渗流遥测站进行监控和通讯管理，监控中心也可以将水情、工情等监测信息通过互联网对公众发布，并能与上级主管部门进行通讯和信息交换。根据项目需求情况整个系统被分成三大部分，一部分是现场数据采集装置，实时将现场雨量、水位、渗流等数据采集到智能监控终端内，同时根据现场情况实现采集点现场的自动报警，防止事故的发生；第二部分是上位机监测中心，它实现对数据的接收、存储、显示、报表

19、打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警，其Web发布功能使得用户可以方便的通过IE访问实时和历史数据；最后一部分是将检测到的雨量、水位、渗流等数据以手机短信息的方式直接发送到管理人员的移动电话上，使管理人员随时随地都能够了解到现场的情况。现场雨量、水位、渗流数据的实时采集，通过以太网、GPRS、PSTN、ADSL等方式发送到监控中心。雨量计、水位计、渗压计通过模拟量接口和智能测控终端RTU相连接。数据采集到智能终端后，经过数据打包，再利用以上通讯方式发送到远端的监控中心服务器上，监控中心服务器装有服务器端软件，对接收的数据进行存储、分析、显示。出于对信息安全、科学管理的需要，给有数

20、据访问需求的部门或人员配置访问数据的不同用户名和权限，用户通过 IE实时查看并配置监测到的现场数据。另一方面，现场检测的数据通过智能终端内部的程序设定可以直接发送到相关管理人员的移动电话上，通过这种主动的方式实现随时随地汇报现场信息。3.2通讯系统通信系统是指河堤监测及预警预报系统与监控中心之间进行数据交换、传递控制信息、数据信息的系统。3.2.1 信道分析目前，在水利工程监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类，其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等，而无线则包括短波、超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信、GPRS通信、CDMA通信

21、等。在河堤监控系统中，由于各监控点分布范围广、数量多、距离远，架设光缆、铺设电缆难度较大，但可靠性高，特别是使用光缆非常适合视频信号的实时传输；向电信部门租用专用电话线需要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大，特别是长距离、大规模使用费用较高；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在监控系统中，无线通信方式主要包括：超短波（230MHz）无线数传、扩频、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等，其中卫星通信由于通信费用

22、昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及；而扩频通信技术虽然速率高，但只能在视距范围内传输，应用也受到限制。采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作于230MHz且多采用普通间接调制的数传电台，易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。结合本工程的实际情况，可以选择有线和无线两种方案进行比较。有线方式为沿河堤铺设专用光纤，使整个监控系统组成可靠的通讯链路，铺设光线造价高，施工难度大；无线公网可以选择中国移动的GPRS或者中国联通的CDMA作为监控系统的无线数据通信平台。目前，GSM网络经过电信部门的多年建

23、设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络，特别是中国移动新推出的GPRS数据业务。GSM/GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建河堤监控系统，实现监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。从节约系统建设费用和系统运行的安全可靠性方面考虑，选择中国移动公司GPRS信道进行组网，不但是可行的而且具有一定的先进性。3.2.2GPRS通信信道GPRS是一种采用分组交换的高效率数据传输方式。它采用与GSM 相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TMDA帧结构。GP

24、RS网络分成2部分：无线接入和核心网络。无线接入部分在移动台和基站子系统(BSS)之间传递数据；核心网络在BSS和标准数据通信网络边缘路由器之间中继传递数据。GPRS无线业务与其他网络业务的性价比较如下：方案名称通信方式建设成本运营成本监控范围传输速度操作方式实时性反控性电话线MODEM 监控电话线拨号高较低窄56Kbps轮寻差差ADSL方式监控ADSL高较高窄512Kbps轮寻高一般SMS方式监控SMS较低较高较宽160B/包并行差、不稳差GSM拨号监控CSD/GSM较低很高较宽14.4Kbps并行差差GPRS在线监控GPRS/GSM较低较低较宽21.4-85.6Kbps并行高良好GPRS无

25、线监控系统具备如下特点：（1）良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无延时，系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮寻，监测点同步的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。（2）远程仪器设备控制。由于采用GPRS双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能；（3）建设成本低。可充分利用现有GSM网络，设备安装即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁架等附属设备。（4）安装调试简单，建设周期短。利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装简

26、捷。采用超短波通信时安装调试工作量大，要先进行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。（5）覆盖范围广。构建灞河河堤监控系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。（6）数据传输速率高。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。（7）系统的传输容量大。监控中心站要和每一个监控点实现实时连接。系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要更新换代比较快。（8）GPRS资费便宜，计费合理

27、。GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。GPRS还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。通信费用低。（9）GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。由于GPRS网本身就是一个分组型数据网, 支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。4堤身及坝工变形观测堤身沉降和位移观测，坝工建筑

28、物垂直、水平位移观测，统称为变形观测，是水利工程建设和管理过程中不可缺少的一个重要应用技术。由于加高、加固后的河道堤防或新堤防的不均匀沉降及受河道水流冲击的影响，部分河堤段可能有裂缝的出现和存在，这样势必会对其整体性、安全性带来不利的因素,裂缝也会造成混凝土护坡开裂，在季风和河道水流的冲击下会淘刷堤身,影响其耐久性，作为水工建筑物,其抗渗性也会受到降低。对于堤身有时还会出现透过裂缝而发生渗透变形等严重现象,其破坏性往往始于裂缝的出现和发展。坝工建筑物在竣工初期和初次当水时会出现自然的沉降和位移，同时在使用过程中随着水位的变化和气温的变化也会发生相应的变形，因此对防洪堤和坝工建筑物进行变形观测，

29、可以及时掌握其变化的情况，对可能出现的工程险情采取预防措施是非常必要的。变形监测的意义最突出的作用在于收集变形监测的数据资料，从变形观测数据中挖掘出有用的信息，对变形资料进行分析，发现变形规律；同时，对建筑物和构筑物的安全状况进行评价，预报未来的变形趋势，从而避免事故的发生。4.1河堤和坝工变形观测方法由于灞河上游防洪堤线路较长,我们对防洪堤周边进行实地踏勘，调查并确认沿途稳定的国家高程水准点。变形观测操作按三等水准测量规范执行，采用分段闭合水准线路。河堤及坝工建筑物的变形观测过去一般采用施工单位在建设过程中建立的施工控制点为基础进行监测，事实上这些控制点只满足施工阶段需要，其精度等级低；同时

30、施工网的控制点一般在新建河堤附近地面埋设，由于河堤本身随着筑高而堤身重量在不断加重，附近控制点位也随着堤坝沉降而变化,点位稳定性很差，所以难以准确而可靠地用以观测堤身和坝工的变形。针对现有的状况，本次变形观测先从首级控制点严格控制，选择沿途的国家高程基准的水准点作为观测的起始高程点，左右两岸分段分别组成几个相对独立的闭合水准路线网，在河堤及坝工观测断面河堤外坚实稳定的基础处设置变形观测基准点和校核点。4.2 河堤和坝工变形观测设计为了能够反映出灞河河堤沉降的准确情况，沉降观测点的埋设要具有典型的代表性，要最能反映出防洪堤沉降特性和位置,同时又要考虑到今后变形观测方便。原则上，在岸坡比较稳定，强

31、度较高，渗压水头不大的堤段只在堤顶布设沉降观测点；在渗压水头较大、岸坡不稳定的堤段设置沉降和位移观测断面。分左右岸分别布置观测点。坝工变形观测参照土石坝安全监测技术规范（SL6094）表面变形观测包括竖向位移和水平位移。水平位移中包括垂直坝轴线的横向水平位移和平行坝轴线的纵向水平位移。变形观测的正负号规定如下：(1)水平位移：向下游为正，向左岸为正：反之为负。(2)竖向位移：向下为正，向上为负。沉降观测点尽量利用堤顶埋设的里程碑、栏杆基础或路灯座基础，不具备上述条件时再专门埋设沉降观测标点。变形观测的观测点和基准点采用埋设变形观测墩来进行观测。4.2.1左岸变形观测主要考虑1级和2级河堤的变形

32、观测，4级河堤只考虑局部存在河堤内外渗透水头较大或者堤岸可能存在不稳定因素的区段设立变形观测断面，其余只设沉降观测点。辋川河左岸W0+000W1+816段，为蓝田县农防段，防御20年一遇洪水，属4级堤防，堤防内外侧高程差别不大，地形较平坦开阔，不存在岸坡稳定问题；辋川河W1+816W2+513段，为蓝田县城段，防御50年一遇洪水，属2级堤防，堤顶与堤外地高差很小。这两段河堤不设位移观测断面，只在堤顶设沉降观测标点，从W0+000（环山公路辋川河大桥）开始，每隔300500m设一个沉降观测标点，共设6个观测标点。灞河左岸0+0005+902段，为蓝田县城段，防御50年一遇洪水，属2级堤防，堤顶与

33、堤外地高差很小，不存在岸坡稳定问题；5+90216+933段，为蓝田县农防段，防御20年一遇洪水，属4级堤防，但4号橡胶坝上游7+0507+220段，堤外地较低，堤顶与地面有45m的高差，应设3个变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点，其余河堤不存在岸坡稳定问题。灞河左岸0+00016+933段，每隔300500m设一个沉降观测标点，共设34个观测标点。所以灞河左岸蓝田段共有34个沉降观测标点，3个变形观测断面。灞河左岸16+93323+970段，为灞桥区农防段，防御20年一遇洪水，属4级堤防，其中7号橡胶坝上游20+30020+450段河堤外有深坑

34、，21+86422+144段河堤外有3个顺河堤向相连的鱼塘，对河堤稳定构成威胁，两段河堤各应设3个变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点，其余河堤不存在岸坡稳定问题。每隔300500m设一个沉降观测标点，共设15个观测标点。灞河左岸23+97028+039段，为灞桥区城防段，防御100年一遇洪水，属1级堤防，分别在10号、11号、13号和14号坝上游设河堤变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。共12个变形观测断面，每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点。所以灞河左岸灞桥段共有15个沉降观测标点，18个变形观测断面。左岸变形观测断面汇总表见表4-

35、1。表4-1 左岸变形观测断面汇总表序号断面桩号观测点基准点备注17+11341蓝田县段27+163437+21341420+32141灞桥区段520+3614620+40141721+94041灞桥区段822+0204922+100411025+02041灞桥区段1125+07041225+120411325+80041灞桥区段1425+85041525+900411626+62941灞桥区段1726+65941826+689411927+00041灞桥区段2027+05042127+100414.2.2右岸变形观测辋川河右岸W0+000W1+816段，为蓝田县农防段，防御20年一遇洪水，属

36、4级堤防，堤防内外侧高程差别不大，地形较平坦开阔，不存在岸坡稳定问题；辋川河W1+816W2+513段，为蓝田县城段，防御50年一遇洪水，属2级堤防，堤顶与堤外地高差很小。这两段河堤不设位移观测断面，只在堤顶设沉降观测标点，从W0+000（环山公路辋川河大桥）开始，每隔300500m设一个沉降观测标点，共设6个观测标点。灞河右岸0+0006+098段为蓝田县城段，6+0986+592段为沪陕高速段，防御50年一遇洪水，属2级堤防，其中1号橡胶坝上游1+5501+700段堤外地较低，堤顶与地面约有5m高差，应设3个变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点

37、，其余河堤不存在岸坡稳定问题，每隔300500m设一个沉降观测标点，共设12个观测标点；6+59222+030段，为蓝田县农防段，防御20年一遇洪水，属4级堤防，但4号橡胶坝上游7+0507+220段，堤外地较低，堤顶与地面有45m的高差，应设3个变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点，其余河堤不存在岸坡稳定问题。每隔300500m设一个沉降观测标点，共设34个观测标点。所以灞河右岸蓝田段共有46个沉降观测标点，6个变形观测断面。灞河右岸22+03023+970段，为灞桥区农防段，防御20年一遇洪水，属4级堤防，河堤不存在岸坡稳定问题。每隔30050

38、0m设一个沉降观测标点，共设4个观测标点。灞河右岸23+97028+039段，为灞桥区城防段，防御100年一遇洪水，属1级堤防，分别在10号、11号、12号、13号、14号和15号坝上游设河堤变形观测断面，同时观测河堤的沉降和位移。共18个变形观测断面，每个观测断面设4个观测点，堤外设1个基准点。所以灞河右岸灞桥段共有50个沉降观测标点，24个变形观测断面。右岸变形观测断面汇总表见表4-2。表4-2 右岸变形观测断面汇总表序号断面桩号观测点基准点备注11+58141蓝田县段21+631431+6814147+11341蓝田县段57+163467+21341725+02041灞桥区段825+07

39、04925+120411025+87441灞桥区段1125+92441225+974411326+15041灞桥区段1426+20041526+689411626+55941灞桥区段1726+60941826+659411927+00041灞桥区段2027+05042127+100412227+70041灞桥区段2327+75042427+800414.2.3坝工建筑物变形监测工程治理区内已成、在建和规划的橡胶坝共有7座，6座在蓝田段、1座在灞桥段，均为三跨结构，橡胶坝的变形观测点主要布置在两岸坝肩和两个隔墩上，每座橡胶坝两岸河堤外稳定基础上各布置一个基准点。7座橡胶坝共有28个变形观测点，1

40、4个基准点。其中蓝田段24个变形观测点，12个基准点；灞桥段4个变形观测点，2个基准点。已成、在建和规划的溢流坝（滚水坝）共有11座，2座在蓝田段、9座在灞桥段，溢流坝的变形观测点主要布置在两岸坝肩上，每座坝两岸河堤外稳定基础上各布置一个基准点。11座溢流坝共有22个变形观测点，22个基准点。其中蓝田段4个变形观测点，4个基准点；灞桥段18个变形观测点，18个基准点。4.3 河堤沉降位移观测精度控制根据河堤的特点和沉降的特性，本次选择沉降观测精度等级为同级等水准测量的观测方法。各项观测指标要求：（1）前后视距50m；（2）前后视距差2.0m；（3）前后视距累积差 5.0m；（4）沉降观测点相对

41、于后视点的高差容差1.0mm；（5）视线距离地面高度最低不得0.3m；（6）水准仪的精度不低于DS3级别。每个闭合水准路线应符合工程测量沉降观测点精度0.60n。高程中误差1.0mm，相邻点高差中误差分段闭合差0.50mm。(7)沉降观测测量平差采用拟稳平差进行系统改正。4.4 河堤沉降位移观测实施4.4.1仪器设备和作业要求针对河堤变形观测精度要求高的特点，所用仪器要符合水工建筑物变形观测的要求和规范所规定的精度。观测工作应由专业人员承担，对观测中出现的一些技术问题, 观测者能够会分析原因并正确的运用误差理论进行配赋和平差计算，做到站站清、按键及时、快速，精确地完成每站观测数据。目的是消除人

42、为因素和仪器设备受环境及温差变化引起的误差。4.4.2观测气候及风力的要求观测时间方案选择上午9点至下午4点之间观测，温度在1525之间，风力在二级风以下的晴朗天气。如风力过大或温度过高、过低，都很难获取正确的原始观测数据，而且使整个沉降和位移观测缺乏完整性，失去了观测的实际意义。对测量中的重点,关键部位，如溢流坝段、弯曲段的点位进行仔细观测和检查。4.5 河堤沉降、位移观测所用的设备由于河堤观测段较长，观测工作量较大，设计推荐选用全站仪进行变形观测。工程实践中比较推崇徕卡系列全站仪。例如徕卡TPS1200+系列全站仪被誉为该级别全站仪的引领者。这是因为它将高精度、多功能及GNSS定位系统的软

43、硬件精巧集成在一起。TPS1200+系 列全站仪主要的改进是测距部分（EDM），为了进一步提高望远镜的性能，徕卡利用单个激光二极管既用于有棱镜距离测量，也用于无棱镜距离测量，独特的光机 技术和新型的激光二极管，使激光光斑在小尺寸、圆形形状、光束传播、可见性等方面具有更好的几何特性。这些特性有利于进一步改进距离测量的性能，使之对墙 角、小边缘目标的无棱镜距离测量更加准确可靠。上述改进使TPS1200+ EDM测距性能在市场上的同级别产品中性能是最好的，它在有棱镜模式时的测距精度为1mm+1.510-6D，无棱镜模式时的测距精度为2mm+210-6D。在无棱镜测距模式时的测程可大于1000米。4.

44、6土建工程4.6.1变形观测墩的制作与埋设在变形观测点处埋设混凝土变形观测墩进行沉降和位移的观测，首先在观测点处开挖出轮廓呈倒梯形的浅坑，坑深1.4m，底部边长为1.0m,四周坡比为1:1，基础夯实后浇筑成C20混凝土变形观测墩或埋设预制好的观测墩，观测墩上安装强制对中基座，观测墩四周回填土料并压实，墩顶比回填后地面高出10cm以便观测，蓝田段和灞桥段分别各由上游至下游统一进行编号，观测点要求清楚及稳固。橡胶坝、溢流坝等变形观测点均设在坝工建筑物的混凝土结构上，不需要另埋观测墩，直接安装观测棱镜，观测基准点埋在坝体以外。4.6.2沉降观测标点除变形观测点以外，左岸河堤（包括灞河和辋川河）需要标

45、注的沉降观测点蓝田段40个，灞桥段15个；右岸河堤需要标注得沉降观测点蓝田段52个，灞桥段50个，沉降标点尽量利用堤顶埋设的里程碑、栏杆基础或路灯座基础等，不计入沉降观测点土建工程量，只计入标注工程量。4.7仪器设备与工程量变形监测系统仪器设备与工程量按蓝田段和灞桥段分列，详见表4-3-1、表4-3-2。表4-3-1 蓝田段变形监测系统仪器设备与工程量清单一设备及附件序号设备名称生产厂家型号单位数量1全站仪徕卡TPS1200+套12观测棱镜徕卡套123标准配件徕卡套14红外测距仪套15强制对中基座个89二软件1通讯软件徕卡套12分析软件徕卡套1三土建1变形观测墩制作高1.5mC20混凝土个612观测墩埋设个613沉降点标注个924变形观测墩埋设个61表4-3-2 灞桥段变形监测系统仪器设备与工程量清单一