Методы наблюдений за деформациями гидросооружений

Задачи наблюдений за состоянием устойчивости гидросооружений включают в себя:

1. Установление наличия или отсутствия смещений и определение границ активных зон.

2. Определение наличия и скорости развития смещений по горизонтали, вертикали, а также оценка подвижности различных горизонтов и векторов смещения.

3. Выявление количественных параметров и направлений смещений.

4. Разработка противодеформационных мероприятий и оценка их эффективности.

Методы наблюдения делятся на глубинные и поверхностные. К поверхностным методам относятся геодезические методы. Методика геодезических наблюдений состоит в периодическом определении планово-высотного положения рабочих реперов, которые специально устанавливают для этого в зоне возможных сдвигов грунтов.

Геодезические методы наблюдения за смещениями оснований гидродинамических сооружений подразделяются на следующие группы:

- осевые (одномерные) методы для определения смещения точки по отношению к заданной линии или оси;

- плановые (двухмерные) методы для определения смещений точки на горизонтальной плоскости;

- пространственные (трехмерные) методы для определения смещений точки в пространстве;

- высотные методы для определения вертикальных смещений.

Осевые методы применяются в тех случаях, когда направляющие смещения точки устанавливают быстро и довольно точно.

Горизонтальная величина смещения точки определяется на основе периодических измерений по отношению к этому направлению.

Плановые методы являются более универсальными, так как они не связаны с необходимостью знать заранее направления движения грунтов. В сочетании с высотными, они дают полную картину смещения поверхностных оползневых точек в пространстве.

К пространственным методам относятся аэрофотосъемка и метод наземной стереофотограмметрии, заключающийся в фотографировании района смещения грунтов и анализа полученных фотографий.

Хорошие результаты дает сочетание геодезических методов наблюдений с фотограмметрическими.

Для определения плановых смещений грунтовых марок используются различные методы наблюдений. Наиболее распространенными методами определения плановых смещений являются:

- метод продольных и поперечных створов с определением смещений способами визирования по створу, измерение параллактических узлов, параллельной полигонометрии;

- тригонометрический способ;

- фотограмметрический способ.

В свою очередь, методы измерения глубинных деформаций делят на контактные и бесконтактные. Методикой проведения натурных измерений принят контактный метод, как обеспечивающий необходимую точность инструментальных наблюдений.

Контактные методы делятся на две подгруппы, отличающиеся системами отсчета и способами переноса базы. К методам с отличным признаком по способу переноса базы относятся:

- тензометрический метод, основанный на измерении давлении оползневого тела на датчики, расположенных на реперах, выполненных в виде гибких стальных лент;

- метод измерения длины проволочных или полиструнных реперов, заложенных в оползневом теле и соединяющие участки пород с поверхностью;

- метод радиоактивных реперов, инжектируемых в стенки скважины, измерения перемещений которых выполняют с помощью радиометра и радиографа относительно положения проекции этих реперов на ось скважин.

К другой группе контактных методов, в которых используется система отсчета, относятся:

- инклинометрический метод, подразделяющийся на метод, устанавливаемых опасный участок гибких труб и подвижного инклинометра, контролирующего положение труб в пространстве и метод неподвижных инклинометров, устанавливаемых в тело гидросооружения;

- метод наклономерных наблюдений, который близок к инклинометрическому методу. Реализуется он путем измерения углов наклона обсадных труб и подвижного наклономера, контролирующего положение обсадной трубы относительно вертикали в теле гидродинамического сооружения;

- метод механического вертикального проектирования реализуется по средством, устанавливаемых в скважину или шурф, прямых и обратных отвесов (поплавковых реперов) с измерительным устройством. В качестве измерительного устройства используют координатор или датчик положения струны отвеса;

- метод, основанный на измерении ускорений, реализуется высокочувствительными акселерометрами, сейсмометрами, чувствительные элементы которых (датчики) устанавливаются в самом гидродинамическом сооружении.

Наиболее перспективными методами, с помощью которых можно получить величину и глубину, на которой произошли горизонтальные смещения, а также их направление, являются наклономерный и метод радиоактивных реперов.