Công tác quan trắc chuyển dịch ngang tuyến đập thuỷ điện Bình Điền

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
MỤC LỤC

Hồ Văn Việt

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
DANH MỤC HÌNH

Hồ Văn Việt

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
DANH MỤC BẢNG

Hồ Văn Việt

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
LỜI NÓI ĐẦU

Trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đ ất n ước thì vi ệc
phát triển và tận dụng nguồn năng lượng điện là việc hết sức cần thiết. Do
đó quá trình xây dựng công trình thuỷ điện là biện pháp hi ệu quá đ ể t ận
dụng lợi thế tự nhiên của đất nước,nhằm đảm bảo năng lượng phục vụ
cho các ngành công nghiệp và phục vụ cuộc sống sinh hoạt của nhân dân.
Trong thời gian gần đây, ở n ước ta đã xây d ựng đ ược m ột s ố công
trình thuỷ điện lớn như Hoà Bình, Sông Hinh, Yaly, Thác Bà, Sơn La, Tuyên
Quang và một số thuỷ điện khác. Trong quá trình xây dựng các công trình
thuỷ điện, ngành trắc địa đóng một vai trò quan trọng đối với các giai đoạn
khảo sát, thiết kế, thi công và vận hành công trình.
Tại các nhà máy thuỷ điện, việc thiết kế và xây d ựng tuy ến đ ập là
một trong những hạng mục quan trọng nó ảnh hưởng tr ực tiếp tới công
suất, độ bền vững của công trình. Vì vậy, công tác quan tr ắc biến d ạng
nhằm theo dõi kiểm tra tính ổn định của tuy ến đập trong quá trình v ận
hành là hết sức cần thiết.
Với phương châm học kết hợp v ới th ực tế s ản xu ất, trong th ời gian
thực tập tốt nghiệp cũng như trong th ời gian viết đồ án tốt nghi ệp em đã
tham gia công tác quan trắc chuyển dịch của thuỷ điện Bình Đi ền và có
điều kiện thu thập tài liệu cho đồ án tốt nghiệp này. Do đó em đã m ạnh
dạn sử dụng các tài liệu thực tiễn có được để làm đồ án tốt nghiệp v ới đề
tài “Công tác quan trắc chuyển dịch ngang tuyến đập thuỷ điện Bình
Điền”
Mục đích của đề tài là đưa ra các ph ương án quan tr ắc và x ử lý s ố li ệu
đo quan trắc chuyển dịch ngang để lựa chọn phương án tối ưu và phù h ợp
với thực tiễn của công trình thuỷ điện Bình Điền.
Nội dung của đồ án bao g ồm:

•

Chương 1: Giới thiệu chung về công tác quan trắc chuy ển dịch ngang công
trình thủy điện Bình Điền.
Hồ Văn Việt

4

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp
•

Đại học Mỏ - Địa chất

Chương 2: Phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang tuy ến đ ập
thuỷ điên Bình Điền

•

Chương 3: Công tác xử lý số liệu kết quả đo lưới quan trắc chuy ển
dịch ngang.
Với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của th ầy giáo
Ts Lê Đức Tình cùng các Thầy, Cô trong khoa trắc địa và bạn bè đồng
nghiệp, em đã hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong quá trình viết đ ồ án
do trình độ chuyên môn còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít nên đ ồ án
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự ch ỉ bảo, góp
ý của các Thầy Cô và bạn bè đồng nghiệp để đồ án của em đ ược hoàn
thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn th ầy giáo TS. Lê Đức Tình cùng các Thầy,
Cô và bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành đô án này.

Hà N ội, tháng 06 năm 2017
Sinh viên th ực hi ện

Hồ Văn Việt

Hồ Văn Việt

5

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC
CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BÌNH ĐIỀN
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN BÌNH ĐIỀN
1.1.1. Giới thiệu chung
Nhà máy thủy điện Bình Điền được xây dựng trên sông H ữu Trạch,
thuộc khu vực địa giới xã Bình Điền, huyện H ương Trà, t ỉnh Th ừa Thiên
Huế.
Thủy điện Bình Điền có vai trò quan trọng trong việc phát tri ển h ệ
thống năng lượng của nước ta hiện nay cũng như trong tương lai.
Thủy điện Bình Điền nằm trong hệ thống điện toàn Quốc, có các

nhiệm vụ chủ yếu sau:
+ Tạo dung tích của hồ chứa 423 triệu m3 để phòng chống lũ cho
thành phố Huế với dự kiến giảm mức lũ khoảng 1.1 đến 1.2 mét vào mùa
lũ.
+ Tạo nguồn phát điện cung cấp cho lưới điện Quốc gia v ới công
suất lắp đặt 44 MW, sản lượng điện trung bình hàng năm 181.65 tri ệu
KWh/năm.
+ Tạo nguồn cấp nước cho 11.000 ha đất nông nghiệp, cùng v ới vi ệc
cấp nước sinh hoạt với lưu lượng 1.1 m3/giây.
1.1.2. Các thông số chính của công trình
- Công suất lắp máy:
- Điện lượng trung bình:

44 MW
181.65 tri ệu KWh/năm

- Mực nước dâng bình thường: 85 m
- Dung tích điều tiết năm Wn:

423 triệu m3

- 2 tổ máy với công suất mỗi tổ: 22 MW
Công trình thủy điện Bình Điền do Công ty Cổ phần th ủy đi ện Bình
Điền (Tổng công ty Sông Đà góp vốn đầu tư) đầu tư xây d ựng theo hình
Hồ Văn Việt

6

Trắc địa B – K57

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

thức BOO (Xây dựng, sở hữu và kinh doanh). Công trình đã đ ược chính th ức
khởi công ngày 15/01/2005 dự kiến hoàn thành vào 16/4/2009. Cũng theo
kế hoạch, việc tích nước cho hồ để phát điện sẽ được th ực hiện từ đầu
mùa lũ năm 2008.
Tuyến áp lực thủy điện Bình Điền gồm h ạng m ục quan tr ọng là đ ập
dâng và đập tràn. Đập dâng của nhà máy thủy điện Bình Điền là đ ập bê
tông đầm lăn nối liền với tuyến năng lượng và đập tràn ở bên b ờ trái sông
với 4 cửa van cung kích thước b x h = (10 x 12.57) m.
Các thông số kích thước chủ yếu sau:
- Chiều dài theo đỉnh đập (đập bê tông bản mặt): 331.6 m
- Chiều cao đập lớn nhất:

83.5 m

- Chiều rộng mặt đập:

7m

- Kênh dẫn nước chiều rộng đáy kênh: 12 m, chiều dài 30 m
- Đường ống áp lực bằng thép dày 12 ÷ 26 mm, chiều dài 280 m,
đường kính trong 4.5 m.
- Cao trình ngưỡng tràn:

73 m

Hình 1.1 : Toàn cảnh thuỷ điện Bình Điền
Hồ Văn Việt

7

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

1.2. KHÁI NIỆM VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
1.2.1. Khái niệm
Chuyển dịch công trình là sự thay đổi vị trí c ủa công trình trong không
gian theo thời gian.
Theo phương thẳng đứng được gọi là sự trồi lún công trình.
Theo phương nằm ngang là chuy ển dịch ngang công trình.
1.2.2. Nguyên nhân gây ra biến dạng công trình
1.2.2.1. Tác động của điều kiện tự nhiên
- Khả năng trượt lở của các lớp đất đá dưới nền móng công trình s ự
co giãn của các lớp đất đá.
- Sự thay đổi các điều kiện thuỷ văn theo nhiệt độ, độ ẩm và mực nước
ngầm.
- Nguyên nhân chủ yếu gây ra chuyển dịch ngang của tuyến đập là áp
lực của lượng nước rất lớn trong hồ chứa.
1.2.2.2. Tác động của các yếu tố liên quan đến quá trình xây dựng và
vận hành công trình
- Ảnh hưởng của trọng lượng bản thân công trình.
- Sự thay đổi các tính chất cơ, lý đ ất đá do vi ệc quy ho ạch c ấp thoát

nước.
- Sự sai lệch trong khảo sát địa chất công trình, đ ịa ch ất thu ỷ văn, s ự suy
yếu của nền móng công trình do thi công ngầm dưới công trình.
- Sự thay đổi áp l ực n ền móng công trình do xây d ựng các công trình
khác ở gần.
- Sự rung động của nền móng công trình do v ận hành máy móc và s ự
hoạt động của các phương tiện giao thông.
1.2.3. Yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc
1.2.3.1. Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch ngang
Trong thời kì thi công độ chính xác quan tr ắc chuy ển d ịch ngang cũng
được đề ra tuỳ thuộc loại công trình và nền móng.
Hồ Văn Việt

8

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Trong thức tế, yêu cầu độ chính xác quan trắc th ường đ ược xác đ ịnh
dựa vào điều kiện nền móng, đặc điểm kết cấu đối với t ừng lo ại công
trình cụ thể.
Sai số giới hạn quan trắc chuyển dịch ngang được quy đ ịnh trong bảng
1 dưới đây :

Hồ Văn Việt

9

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Bảng 1.1: Độ chính xác đo lún và quan trắc chuyển dịch ngang
STT
1
2
3
4
5

Loại công trình và nền móng
Công trình bê tông xây dựng trên nền đá g
Công trình bê tông xây dựng trên nền cát,
Các loại đập đất đá chịu áp lực cao
Công trình xây dựng trên nền đất đỏ
Các loại công trình bằng đất

1.2.3.2. Chu kỳ quan trắc chuyển dịch ngang
- Chu kỳ đầu tiên: được thực hiện ngay khi các mốc c ơ s ở đó ổn đ ịnh
và công trình chưa chịu áp lực ngang.
- Chu kỳ thứ 1: thực hiện ngay sau khi có áp lực ngang tác động tới công
trình.
- Các chu kỳ tiếp theo được thực hiện tùy thuộc vào m ức tăng gi ảm áp

lực tới công trình nếu mức tăng giảm này vượt qua 25% áp l ực tính toán.
- Thời kỳ vận hành công trình, việc quan trắc được tiến hành 1-2 chu
kỳ/năm.
- Khi tốc độ chuyển dịch của công trình không vượt quá 2mm/năm thì
ta có thể ngừng việc quan trắc.
1.3. NGUYÊN LÝ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
Chuyển dịch ngang công trình là sự thay đổi v ị trí c ủa công trình trong
mặt phẳng nằm ngang.
X ời điểm ban đầu công trình ở vị trí P 1, ở thời điểm sau khi
Giả sử ở th
bị chuyển dịch công trình ở vị trí P 2. Khi đó vecter chuyển dịch toàn phần
P21. 2).
P1P2 có giá trị là Q được biểu diễn như (hình
Qx

Q

X2

Y1
P1

X1

Qy

O
Hồ Văn Việt

Y

10

Hình 1.2: Chuyển dịch ngang công trình

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Giá trị vecter chuyển dịch Q trong mặt phẳng nằm ngang gi ữa th ời
điểm quan trắc i và j được phân tích thành hai thành phần: chuy ển d ịch
theo trục X (kí hiệu là Qx) và chuyển dịch theo trục Y (kí hiệu là Q y). Các giá
trị này được xác định thông qua các đại lượng sau:
Kí hiệu X(i), Y(i), X(j), Y(j), là toạ độ của đối tượng xác định trong chu kỳ
thứ i và j. Khi đó ta tính được các giá trị chuy ển dịch:
- Chuyển dịch theo trục X
Qx= X(i) - X(j)
- Chuyển dịch theo trục Y

(1.1)

Qy= Y(i) - Y(j)
- Vector chuyển dịch toàn phần
Q = Qx2 + Q y2

Như vậy, chuyển dịch ngang công trình có th ể được xác định bằng phép
đo so sánh tọa độ của các điểm mốc quan trắc gắn tại những vị trí đ ặc
trưng trên công trình ở các chu kỳ quan trắc khác nhau. Để đo t ọa đ ộ các

điểm quan trắc với độ chính xác cần thiết, th ường xây dựng m ạng l ưới
trắc địa mặt bằng chuyên dụng trong mỗi chu kỳ đo.

Hồ Văn Việt

11

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

1.4. GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG
CÔNG TRÌNH
Chuyển dịch ngang công trình đ ược xác định trên cơ sở so sánh toạ độ
của mốc quan trắc ở các thời điểm (chu kỳ) đo khác nhau. Trong m ỗi chu
kỳ thường xây dựng một bậc lưới trắc địa liên kết các mốc quan trắc,
mạng lưới này được định vị theo hệ tọa độ của l ưới khống chế cơ sở. Tuỳ

Hình 1.3: Lưới tam giác trong quan trắc chuyển dịch ngang

thuộc vào địa hình thực địa và đặc điểm kết cấu công trình, có th ể lập l ưới
quan trắc bằng các phương pháp tam giác, đa giác, giao hội hoặc l ưới đo hướng chuẩn.

C
1.4.1. Phương pháp tam giác
1
Lưới quan trắc được thành lập theo hình thức tam giác thường là

A
mạng lưới dày đặc với đồ hình rDất chặt chẽ, cho phép xác định tọa độ trong
lưới với độ chính xác cao. Tuy nhiên, do số lượng trị đo trong lưới tam giác là
2
lớn nên việc đo đạc trong mạng lưới cũng tốn nhiều thời gian, công sức và các
chi phí khác.

E
Sau đây3là một ví dụ về một mạng lư ới tam giác quan trắc chuyển dịch

ngang công trình:
Kí hiệu A, B, …E là các điểm kh ống chế đ ặt ngoài công trình; 1, 2, 3, là
các điểm quan trắc gắn trên công trình. Đồ hình lưới có dạng như hìn 1.3
sau:

B

Hồ Văn Việt

12

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Dựa vào các điểm quan trắc ở hai chu kỳ đo khác nhau để tính giá tr ị
và hướng chuyển dịch. Nếu kí hiệu X (i), Y(i), X(j), Y(j)- toạ độ của các điểm N

tính được ở chu kỳ i và j; Q x, Qy – chuyển dịch của điểm N theo trục OX, OY;
Q, á- giá trị và hướng của chuyển dịch toàn phần thì các tham số chuy ển
dịch của điểm N được tính theo công thức:
Qx= X(i) - X(j)
Qy= Y(i) - Y(j)
Q = Qx2 + Q y2

(1.2)

α = Arctg

Qy
Qx

Sai số trung phương xác định chuyển dịch toàn phần của điểm i
được tính theo công thức:
2
2
mQ = m∆2x + m∆2y = mQx
+ mQy

(1.3)
1.4.2. 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 nh ư các tuyến đường, hầm giao
thông, tuyến đập dạng vòm. Trên mỗi tuyến quan trắc xây dựng một đ ường chuyền qua các mốc gắn tại công trình, ở hai đầu đ ược dựa trên hai
điểm khống chế cơ sở và đo nối ít nhất 2 phư ơng vị gốc. Đo góc, cạnh
trong tuyến đa giác bằng máy3 toàn đạc điện tử chính xác.
2
4

S2 2 S3
5
1
6
1
3S4
S1
+
+
QT2
4 S5
5

QT1

7
+
QT3
+
QT4

Hình 1.4: Sơ đồ lưới quan trắc phương pháp đa giác

Hồ Văn Việt

13

Trắc địa B – K57

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Tuyến đa giác để quan trắc chuy ển dịch ngang trong công trình th ường có dạng gần với đường chuyền duỗi thẳng. Sai số vị trí điểm của
tuyến phụ thuộc vào sai số đo góc m â, sai số đo cạnh ms, điểm yếu nhất
(sau bình sai) sẽ là điểm nằm ở giữ tuyến và đ ược ước lượng gần đúng
như sau:
Sai số trung phương vị trí điểm cuối đường chuyền (sau khi đã hiệu
chỉnh góc sơ bộ):

M = n.m +
2

2
s

mβ2

ρ

2

s2.

n.(n + 1)(n + 2)
12

(1.4)

Sai số trung phương vị trí điểm yếu sau bình sai tính theo công thức:

M yeu =

M
2.5

(1.5)

Trong đó: má, ms - Sai số đo góc và đo cạnh
n

- Số cạnh đ ường chuyền

S

- Chiều dài cạnh trong đ ường chuyền

1.4.3. Phương pháp giao hội
Đối với ph ương pháp giao hội có các dạng l ưới (giao hội góc, giao hội
cạnh, giao hội góc - cạnh) có thể đ ược áp dụng để quan trắc chuyển dịch
ngang công trình một cách hiệu quả. L ưới giao hội dễ phù hợp với nhiều
dạng địa hình, nhiều loại công trình và triển khai thi công thu ận tiện b ằng
các loaị máy toàn đạc điện tử.
Khi thiết kế phương án cần cân nhắc lựa chọn đồ hình giao hội phù
hợp, để vừa bảo đảm các yêu cầu kĩ thuật quan trắc, vừa đạt hiệu quả
kinh tế của công việc. Trong lưới giao hội máy đo được đặt tại các điểm
khống chế cơ sở, tiêu ngắm (hoặc g ương) được đặt tại các mốc quan trắc.
Từ các điểm lưới khống chế tiến hành đo các yếu tố cần thiết (góc hoặc
cạnh) đến tất cả các điểm quan trắc trên tuyến.

Hồ Văn Việt

14

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

X

P

C

S1
A

1

S2
2

S

O

B

Y

Hình 1.5: Đồ hình giao hội

Xét điểm quan trắc P được xác định bằng một trong 3 ph ương pháp
giao hội đơn là: giao hội góc, giao hội cạnh, giao hội góc - c ạnh (hình 1. 5)
Kí hiệu: mâ - sai số đo góc, còn sai số đo cạnh S 1, S2 là ms1, ms2 tương
ứng. Khi đó các công thức tính sai số vị trí điểm P đối với từng trường hợp như
sau:
- Trường hợp giao hội góc

m P' =

mβ

ρ . sin(γ )

S12 + S 22
(1.6)

- Trường hợp giao hội cạnh

mP" =

1
ms21 + ms22
sin(γ )

(1.7)

- Trường hợp giao hội góc - cạnh

mP =

mP' .mP"
mP'2 + mP"2

(1.8)

Trong đó: mP’, mP” là sai số vị trí điểm P được tính riêng cho đồ hình
giao hội góc và giao hội cạnh.
Khi điểm P được xác định bằng phương pháp giao hội từ hơn hai
điểm khống chế cơ sở, ký hiệu N là số lượng tất cả các trị đo, K là s ố tr ị đo
Hồ Văn Việt

15

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

tối thiểu (trong lưới giao hội K =2), khi đó có th ể tính g ần đúng sai s ố
trung phương vị trí điểm giao hội theo công thức:

M ≈ M0

K

N

(1.9)

Trong công thức (1.9) M 0 là sai số trung phương vị trí điểm giao h ội
(P), tính được khi N = 2
Có thể rút ra nhận xét về tương quan độ chính xác gi ữa các đ ồ hình
lưới giao hội góc, giao hội cạnh, giao hội góc - cạnh: Khi chiều dài c ạnh
ngắn thì độ chính xác của lưới giao hội góc và l ưới giao h ội c ạnh là t ương
đương nhau. Khi chiều dài cạnh tăng lên độ chính xác của lưới giao h ội góc
giảm rất nhanh so với lưới giao hội cạnh, đồng th ời độ chính xác của l ưới
giao hội góc - cạnh cũng không tăng nhiều so với độ chính xác c ủa l ưới giao
hội cạnh.
Với các mạng lưới vừa và lớn (chiều dài cạnh trong lưới giao h ội giao
động trong khoảng 300 ÷ 1500m) thì áp dụng giao h ội c ạnh là có l ợi nh ất.
1.4.4. Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp hướng chu ẩn
1.4.4.1. Khái niệm
Hướng chuẩn qua hai điểm là mặt phẳng thẳng đứng đi qua hai
điểm đó; Độ lệch hướng của điểm (i) so với h ướng chuẩn là kho ảng cách
từ điểm (i) đến hướng chuẩn (mặt phẳng thẳng đứng).
Đối với phương pháp hướng chuẩn thường lấy trục hoành trùng v ới
hướng chuẩn và trục tung vuông góc với nó. Chuy ển dịch ngang của công
trình là sự thay đổi tung độ của điểm đó trong các chu kỳ quan tr ắc khác
nhau.
Phương pháp hướng chuẩn có ưu điểm la đơn giản, dễ th ực hiện và
cho độ chính xác cao, tuy nhiên nhược điểm của ph ương pháp quan tr ắc
này là chỉ cho xác định chuyển dịch theo một hướng (vuông góc v ới h ướng
chuẩn).
Hồ Văn Việt

16

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Ngày nay, trong sản xuất với việc sử dụng các loại máy toàn đ ạc điện
tử chính xác cao, chuyển dịch theo hướng còn lại có thể xác đinh đ ược n ếu
đo bổ sung chiều dài cạnh từ điểm khống chế đến điểm quan tr ắc b ằng
các trị đo cạnh chính xác.
1.4.4.2. Phương pháp đo độ lệch hướng
Đo độ lệch hướng có 2 phương pháp. Tuỳ t ừng tr ường h ợp mà ta có th ể
áp dụng phương pháp khác nhau. Nếu độ lệch h ướng l ớn có th ể đo theo
phương pháp đo góc nhỏ, nếu độ lệch hướng nhỏ có thể đo theo ph ương
pháp bảng ngắm di động.
Sơ đồ hướng chuẩn

Hồ Văn Việt

17

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

a - Sơ đồ hướng chuẩn toàn hướng
Phương pháp đo

A

1

n

y1

yn

S’1

S”n

y2

S’2

B

S”2

S’n

Hình 1.6: Sơ đồ toàn hướng

- Đo chiều thuận: Đặt máy tại A, định hướng về B và lần l ượt đo đ ộ
lệch hướng của các điểm quan trắc 1,2.....n đo ở hai vị trí bàn đ ộ đ ứng trái
và phải.
- Đo chiều nghịch: Đặt máy tại B, định hướng về A, đo độ l ệch h ướng
của các điểm kiểm tra n, n- 1,..... 1.
b - Sơ đồ phân đoạn
1

K

3
n

Δ1
y1

A

2 Δ2
y2

Δn

yk
4 yn

B
SBn

SA1

SB4

SA2

SB3

SAK

SBK

Hình 1.7: Sơ đồ phân đoạn

Hồ Văn Việt

18

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Hồ Văn Việt

Đại học Mỏ - Địa chất

19

Trắc địa B – K57

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Phương pháp đo
Hướng chuẩn ban đầu A-B được chia thành những đoạn nhỏ h ơn đ ể
tạo thành một số hướng chuẩn phụ, các điểm chia gọi là điểm nút (trên
hình 1.7 hướng AB được chia thành 2 đoạn với K là đi ểm nút). Trình t ự đo
được triển khai như sau:
- Bước 1: Đo độ lệch hướng điểm K so với h ướng chuẩn A-B, xác đ ịnh
được độ lệch hướng Δk.
- Bước 2a: Đo độ lệch hướng các điểm 1, 2 so v ới h ướng chu ẩn A-K,
xác định được độ lệch hướng Δ1, Δ2
- Bước 2b: Đo độ lệch hướng các điểm 3, 4, n so v ới h ướng chu ẩn B-K,
xác định được độ lệch hướng Δ3, Δ4, Δn.
Độ chính xác tương đương với độ chính xác s ơ đ ồ toàn h ướng
c - Sơ đồ hướng chuẩn nhích dần
2

1
A

∆1

y1

n-1
yn-1

∆ 2 y2

n
∆n

yn
SBn
SB1

B

SB.n-1
SB2

Hình 1.8: Sơ đồ nhích dần

Phương pháp đo
- Đo theo chiều thuận: Đặt máy tại A, định về B, đo đô l ệch h ướng
điểm 1, kết quả đo là Δ1; đặt máy tại 1, định hướng về B, đo đô lệch hướng
điểm 2, kết quả đo là Δ2 ..... tiếp tục nhích dần tới điểm cuối.
- Đo theo chiều nghịch: Đặt máy tại B, định hướng v ề A đo đô l ệch
hướng điểm n, kết quả đo là Δ’n; đặt máy tại n, định hướng về A, đo đô
lệch hướng điểm n-1, kết quả đo là Δ’n-1..... tiếp tục nhích dần tới điểm
cuối.
Hồ Văn Việt

20

Trắc địa B – K57

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

d - Sơ đồ giao chéo
Phương pháp đo

2

∆ 1S2
A

S1

∆2

S3

∆3

4
S4

3

Sn
n-1

n

∆ nSn+1

1

B

Hình 1.9: Sơ đồ giao chéo

- Đo theo chiều thuận: Đặt máy tại A, định h ướng v ề 2, đo đ ộ l ệch
hướng Δ1 của điểm 1 so với hướng A- 2; đặt máy máy tại 1, đ ịnh h ướng về
3, đo độ lệch hướng Δ2 của điểm 2 so với hướng 1-3; ..... tiếp tục nh ư v ậy
cho đến khi đặt máy tại điểm (n-1) đo độ lệch h ướng Δn so với hướng (n1) - B.
- Đo theo chiều nghịch: Đặt máy tại B, định h ướng v ề (n-1), đo đ ộ
lệch hướng Δ’n của điểm n so với hướng B - (n-1) ; đặt máy máy tại n, định
hướng về n-2, đo độ lệch hướng Δ’n-1 của điểm (n-1) so với hướng n-(n-2)......
Tiếp tục như vậy cho đến khi đặt máy tại điểm 2 đo độ lệch hướng Δ’1 so với
hướng 2-A.
Trong các sơ đồ hướng chuẩn, sơ đ ồ toàn h ướng và s ơ đ ồ phân
đoạn có độ chính xác tương đương nhau, s ơ đ ồ nhích d ần có đ ộ chính xác
cao nhất, sơ đồ giao chéo có độ chính xác th ấp nh ất. Trong th ực t ế, c ần
xuất phát từ điều kiện cụ thể của từng công trình mà có th ể x ử d ụng k ết
hợp các sơ đồ hoạc kết hợp với các ph ương án khác đ ể v ừa đ ảm b ảo đ ộ
chính xác vừa thuận tiện cho việc đo đạc.
1.4.5. Quan trắc chuyển dịch ngang bằng công nghệ GPS

Hồ Văn Việt

21

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Lưới GPS nói chung không khác nhiều so v ới các m ạng l ưới tr ắc đ ịa
truyền thống. Trong lưới GPS, các điểm được liên kết với nhau bằng các
cạnh đo, nhờ các cạnh đo đó tính toán xác định toạ độ, độ cao các đi ểm
trong cùng một hệ toạ độ thống nhất.
Việc thiết kế kỹ thuật cho lưới GPS cũng gi ống nh ư khi quan tr ắc
chuyển dịch ngang bằng các trị đo mặt đất. Lưới kh ống chế quan tr ắc
chuyển dịch ngang bằng công nghệ GPS cũng được hình thành t ừ hai lo ại
điểm (điểm cơ sở và điểm quan trắc). Và lưới GPS ứng dụng trong quan
trắc chuyển dịch ngang công trình cần phải ước tính độ chính xác v ị trí
mặt bằng điểm lưới.
Công tác tổ chức đo đạc trong lưới GPS quan trắc chuyển dịch được thực
hiện theo phương pháp định vị tương đối tĩnh và cần có tối thiểu 4 máy thu tín
hiệu. Khi số lượng điểm cơ sở càng nhiều thì ta càng có điều kiện để kiểm tra
độ ổn định của các mốc cơ sở và độ chính xác quan trắc chuyển dịch ngang
càng cao.
Thực tế cho thấy, số lượng điểm cơ sở phải từ 3 trở lên. Điều đó có
nghĩa là nếu có 4 máy thu thì nhất thiết ph ải có 3 máy đ ặt c ố đ ịnh t ại 3
điểm cơ sở và máy còn lại lần lượt đặt tại các điểm kiểm tra, tạo nên các
ca đo độc lập với đồ hình liên kết cạnh.
Khi quan trắc chuyển dịch ngang bằng công nghệ GPS thì ở tất cả các
chu kỳ quan trắc chỉ cần lấy kết quả bình sai lưới GPS tự do mà không c ần
chuyển đổi toạ độ hoặc bình sai rằng buộc l ưới. Sau đây là hai phương án
quan trắc khi có 4 và 5 máy thu.

3
1 các điể2m kiểm tra; QT1,4 QT2, QT3 là các đi ểm c ơ
Kí hiệu: 1, 2, 3, 4, là
sở. Khi đó đồ hình đo trong hai trường h ợp sử dụng 4 máy thu và 5 máy thu
như sau:

QT3

QT1
QT2
Hồ Văn Việt

Hình 1.10: Trường hợp sử dụng
22 4 máy

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Hồ Văn Việt

Đại học Mỏ - Địa chất

23

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất
3

2

1

4

QT1

QT3
QT2

Hình 1.11: Trường hợp sử dụng 5 máy thu

Trong 2 trường hợp trên, ta xác định các đặc tr ưng đo nh ư bảng sau:
Bảng 2.2: Các đặc trưng đo GPS
Trường

Số ca đo

Tổng số

Số cạnh đo

hợp
độc lập
cạnh đo

lặp
4 máy thu
4
15
3
5 máy thu
2
17
3
1.5. TÀI LIỆU, MÁY MÓC VÀ THIẾT BỊ QUAN TRẮC

Số lần đo lặp
4
2

1.5.1. Các tài liệu được sử dụng làm cơ sở triển khai công tác quan
trắc
1. Nhiệm vụ kỹ thuật công tác quan trắc biến d ạng th ủy đi ện Bình Đi ền
2. Các bản vẽ thiết kế mặt bằng tuyến áp lực
3. Tập báo cáo chính phần xây dựng
4. Các tài liệu địa hình, địa chất khu v ực, tài liệu đ ịa hình ch ủ y ếu g ồm:
- Bản đồ địa hình tỉ lệ 1:500 đến 1:5000
- Tài liệu khống chế mặt bằng, độ cao công trình thủy đi ện Bình Đi ền.
1.5.2. Máy móc thiết bị và công nghệ
Quan trắc biến dạng công trình là dạng công tác tr ắc đ ịa v ới đ ộ chính
xác cao nên cần sử dụng các loại máy móc thiết bị hi ện đại, chính xác cao
nhất đồng thời tiếp thu ứng dụng công nghệ hiện đại.
Dự kiến các thiết bị:
Hồ Văn Việt

24

Trắc địa B – K57


Đồ án tốt nghiệp

Đại học Mỏ - Địa chất

Máy dùng để thực hiện đo đạc lưới mặt bằng là máy toàn đ ạc đi ện t ử
TCA1800L, có các chỉ tiêu độ chính xác đo góc 1.0”, độ chính xác đo c ạnh m S
= (1+1ppm) là máy có độ chính xác cao hiện có ở Việt Nam.
Các thiết bị phụ trợ: Máy đo áp kế, nhiệt đ ộ, b ộ đàm, ô che n ắng …
Trong công tác nội nghiệp sử dụng các ph ương pháp x ử lý, tính toán
chặt chẽ theo các phần mềm xử lý số liệu chuyên ngành.

Hồ Văn Việt

25

Trắc địa B – K57