CHUYỂN DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH
3.4. TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM
3.4.2. Thực nghiệm quan trắc chuyển dịch biến dạng đập thủy điện Tuyên Quang bằng công nghệ GPS
1. Khái quát chung về công trình
Nhà máy thủy điện Tuyên Quang được xây dựng trên sông Gâm thuộc huyện Na Hang, tỉnh Tuyên Quang. Thủy điện Tuyên Quang được thiết kế với mực nước dâng bình thường 115m, mực nước lớn nhất khi xả lũ là 120m,
nhà máy công suất lắp máy 260MW và điện lượng trung bình vào khoảng 1224,6 triệu KWh/năm. Tuyến áp lực thủy điện Tuyên Quang gồm đập dâng (với các tuyến đập bê tông bản mặt và bê tông trọng lực) và đập tràn với 6 cửa van cung, kích thước b x h = 15 x 16m. Tuyến đập bê tông bản mặt có dạng thẳng, được kết cấu từ vật liệu đá đổ phía hạ lưu, mái đập thượng lưu được đồ bản mặt bê tông dày từ 0.3 đến 0.6m.
2. Thiết kế lưới
-Lưới cơ sở: Vì tuyến đập thủy điện Tuyên Quang có dạng thẳng với yêu cầu rất cao về độ chính xác nên cần áp dụng phương pháp hướng chuẩn để thực hiện quan trắc. Do đó, chúng tôi đã xem xét các phương án thành lập lưới khống chế cơ sở với 2 điểm khống chế đặt tại 2 đầu tuyến đập đề làm điểm gốc cho hướng chuẩn. Dự kiến bố trí 4 mốc phân bố đều trên 2 bờ trái và phải, trong đó hai mốc QT-2, QT-5 bố trí ở 2 đầu tuyến đập dâng, hai mốc QT-1, QT-6 bố trí ở 2 bờ lệch về phía hạ lưu đập (Hình 3.13). Để bảo đảm độ chính xác cao, đồ hình của lưới khống chế được thiết kế dưới dạng tứ giác trắc địa
Hình 3.13: Sơ đồ lưới cơ sở
- Lưới quan trắc: Sơ đồ mặt bằng tuyến đập dâng (phần bê tông bản mặt) và sơ đồ mốc quan trắc của thủy điện Tuyên Quang được đưa ra ở hình 3.14. Tại đập bê tông bản mặt bố trí 24 mốc trên 4 tuyến cơ, mỗi tuyến có 6 mốc, đặt tại 6 mặt cắt, các mốc được ký hiệu từ MM-1 đến MM-24. Tại mỗi khối trên đập bê tông trọng lực đặt 2 mốc quan trắc.
Tính toán sai số vị trí điểm đối với các bậc lưới - Xác định sai số tọa độ tổng hợp:
mm m
mX = Q =±5
- Xác định sai số các bậc lưới:
Đối với hệ thống lưới 2 cấp (n = 2) và chọn hệ số giảm độ chính xác k =2, tính được sai số các cấp lưới.
+ Sai số của bậc lưới khống chế cơ sở.
mm k
mKC mX 2,2 2
1 0 . 5
1 2 2
+ = + =
=
⊕ ⊕
⊕
⊕ ⊕ ⊕
⊕ ⊕ ⊕
Δ
Δ Δ
Δ
QT6 QT5 QT1
QT2
Hình 3.14: Sơ đồ lưới quan trắc thực nghiệm
+ Sai số của bậc lưới quan trắc:
K mm m
mQT K X 4,5 2
1 0 . 5 2 1
.
2
2 =
+
= ×
= +
Máy móc và thiết bị đo bao gồm: 4 máy thu tín hiệu vệ tinh loại 4600LS do hãng Trimble Navigation của Mỹ sản xuất. Độ chính xác theo lý lịch máy 5mm + 5ppm. Tất cả các máy móc và các thiết bị phải được kiểm nghiệm định kì và kiểm tra đủ độ chính xác trước khi đưa vào sản xuất. Để đảm bảo độ chính xác cao, lịch đo được chọn phù hợp cho từng ngày dựa trên lịch vệ tinh chính xác thu được từ ngày đo trước đó và số liệu toạ độ khái lược của các mốc.
3. Ước tính độ chính xác lưới
Bảng 3.4: Toạ độ điểm gốc lưới GPS
Bảng 3.5: Sai số trung phương vị trí điểm --- | | Toạ độ thiết kế | Sai số vị trí điểm | | Điểm |---|
| | X(m) | Y(m) | Mx | My | Mp | |---|
| M 20 | 2473766.047| 540986.328| 0.15 | 0.18 | 0.24 | | M 21 | 2473703.418| 541029.700| 0.15 | 0.18 | 0.24 | | M 22 | 2473623.717| 541085.108| 0.15 | 0.18 | 0.24 | | M 28 | 2473986.080| 540935.820| 0.16 | 0.18 | 0.24 | | M 31 | 2473991.080| 540936.520| 0.16 | 0.18 | 0.24 | | M 35 | 2473996.559| 540917.464| 0.16 | 0.18 | 0.25 | ---
Điểm X (m) Y (m)
QT 1 2474433.414 540708.049
QT 2 2474303.793 540338.309
QT 5 2473404.594 541369.950
QT 6 2473761.299 541616.730
Bảng 3.6: Sai số trung phương tương hỗ --- | T | Điểm | Điểm | S | Ms | Ms/s | Ma | | T | đầu | cuôí | (m) | (m) | | (") | |---|
| 1 | QT 1 | M 20 | 723 | 0.0018 | 1: 401877 | 0.45 | | 2 | QT 3 | M 20 | 723 | 0.0020 | 1: 366152 | 0.39 | | 3 | QT 5 | M 20 | 527 | 0.0020 | 1: 265798 | 0.53 | | 4 | QT 6 | M 20 | 630 | 0.0018 | 1: 340883 | 0.50 | | 5 | QT 1 | M 21 | 798 | 0.0018 | 1: 445279 | 0.41 | | 6 | QT 3 | M 21 | 784 | 0.0020 | 1: 397934 | 0.35 | | 7 | QT 5 | M 21 | 453 | 0.0020 | 1: 229991 | 0.61 | | 8 | QT 6 | M 21 | 590 | 0.0018 | 1: 331178 | 0.56 | | 9 | QT 1 | M 22 | 893 | 0.0018 | 1: 505962 | 0.36 | |10 | QT 3 | M 22 | 866 | 0.0019 | 1: 446959 | 0.32 | | 11| QT 5 | M 22 | 359 | 0.0019 | 1: 185911 | 0.77 | | 12| QT 6 | M 22 | 549 | 0.0017 | 1: 328254 | 0.62 | | 13| QT 1 | M 28 | 502 | 0.0019 | 1: 270053 | 0.62 | | 14| QT 3 | M 28 | 639 | 0.0018 | 1: 354370 | 0.51 | | 15| QT 5 | M 28 | 726 | 0.0019 | 1: 375447 | 0.40 | | 16| QT 6 | M 28 | 717 | 0.0020 | 1: 367651 | 0.40 | | 17| QT 1 | M 31 | 498 | 0.0019 | 1: 267383 | 0.62 | | 18| QT 3 | M 31 | 640 | 0.0018 | 1: 355981 | 0.51 | | 19| QT 5 | M 31 | 729 | 0.0019 | 1: 377696 | 0.40 | | 20| QT 6 | M 31 | 718 | 0.0020 | 1: 367986 | 0.40 | | 21| QT 1 | M 35 | 484 | 0.0018 | 1: 263739 | 0.64 | | 22| QT 3 | M 35 | 621 | 0.0018 | 1: 348036 | 0.52 | | 23| QT 5 | M 35 | 745 | 0.0019 | 1: 387067 | 0.39 | | 24| QT 6 | M 35 | 738 | 0.0019 | 1: 380458 | 0.39 | ---
- Sai số trung phương trọng số đơn vị : m = 1.0 (cm)
- Sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất (điểm M 20): Mp = 0.24(cm) - Sai số trung phương tương đối cạnh yếu nhất (cạnh QT5 – M22):
mS/S = 1/ 185911
- Sai số trung phương phương vị yếu nhất: mα = 0.77"
4. Đo đạc thực nghiệm
Trong chu kỳ 1 đo 4 điểm lưới cơ sở QT-01, QT-02, QT-05, QT-03 với 4 ca đo, thời gian đo mỗi ca là 1h30’ và 14 điểm quan trắc, thời gian đo mỗi ca đo kéo dài 1 giờ 30 phút.
Kết quả xử lý số liệu lưới quan trắc được đưa ra trong phụ lục 1. Về độ chính xác tọa độ mặt bằng, đa số các điểm quan trắc đều đạt sai số vị trí điểm cỡ 4-6mm. Xử lý số liệu được thực hiện bằng phần mềm GPSurvey 2.35, lưới cơ sở và lưới quan trắc được xử lý chung như một mạng lưới thống nhất. Phương án bình sai lựa chọn là bình sai lưới tự do với 1 điểm gốc là điểm QT-03 (tọa độ giả định).
Trong chu kỳ 2 đã đo 4 điểm cơ sở QT-01, QT-02, QT-05, QT-03 với 4 ca đo, thời gian đo mỗi ca là 1 giờ 30 phút và 8 điểm quan trắc, thời gian đo mỗi ca đo kéo dài 1 giờ 30 phút.
Xử lý số liệu được thực hiện bằng phần mềm GPSurvey 2.35, lưới cơ sở và lưới quan trắc được xử lý riêng biệt. Đối với lưới cơ sở ban đầu thực hiện bình sai lưới tự do với 1 điểm gốc là điểm QT-6 (có tọa độ lấy từ chu kỳ 1).
5. Kết quả thực nghiệm
Bảng 3.7 : Bảng tọa độ các mốc quan trắc
Tọa độ chu kỳ 1 Tọa độ chu kỳ 2 Số
TT
Tên
điểm X(m) Y(m) X(m) Y(m)
1 MM-20 2473773.539 540995.026 2473766.039 540986.326 2 MM-21 2473709.218 541040.699 2473703.418 541029.699 3 MM-22 2473628.419 541095.709 2473623.719 541085.109 4 MM-28 2473984.088 540962.322 2473986.088 540953.822 5 MM-31 2473988.282 540944.822 2473991.082 540936.522 6 MM-35 2473994.745 540922.865 2473996.545 540917.465
Bảng 3.8: Kết quả tính chuyển dịch giữa 2 chu kỳ quan trắc Chuyển dịch
Số TT
Tên điểm
QX(mm) QY(mm) Q(mm) Hướng
ch/dịch
1 MM-20 -7.5 -8.7 11.5 229 14 11
2 MM-21 - 5.8 -11 12.4 242 11 54.7
3 MM-22 - 4.7 - 10.6 11.6 246 5 15.7
4 MM-28 2.0 - 8.5 8.7 283 14 25.8
5 MM-31 2.8 -8.3 8.8 288 38 30.4
6 MM-35 1.8 -5.4 5.7 288 26 5.8