水位监测范文1
【Abstract】In this paper， with the aid of the ultrasonic module ， the temperature sensor module and MCU microprocessor controller， it designed a set of water level and temperature detection system for the water tower ， and gives the design process in detail.The scheme has the advantages of high accuracy， low cost， simple structure， high reliability， convenient maintenance and strong expansibility. It has certain practical significance and market application value in practical production and life.
【P键词】超声波；单片机控制；水塔监测
【Keywords】ultrasound；SCM control；water tower monitoring
【中图分类号】TN216 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0129-02
1 引言
在日常生活和工农业生产过程中，经常需要对水塔水位和水温进行监控。传统的水塔水位大部分采用浮球水位控制器，一般分为管式浮球与缆浮球。管式浮球适合清水及粘度不大的液体；缆浮球适合污水。浮球水位控制器优点是价格适中，缺点是属于开关量控制，无法给出实际水位。并且管式浮球容易卡滞，缆浮球容易缠绕，所有浮球都有触点接触不良现象，其后果是容易造成系统失控，调整控制点很不方便。另外，水塔的水温检测系统也一般是独立的系统，并不能与水位系统整合在一起，实际使用中比较不方便[1]。
基于这一现状，笔者设计了一款基于超声波和温度传感器的水塔水位水温监控系统。该系统依靠超声波的回声来测量水塔液位高度，其最大检测高度可达6m；温度传感器采用DS18B20，测温范围-55℃～+125℃。该传感器参数足以应用于水塔的水位水温监控。
2 系统方案设计
整个系统由HC-SR04超声波模块、DS18B20温度模块、显示模块、报警模块、单片机最小系统、电源管理模块、RS485总线模块等组成。系统以单片机为核心，读取DS18B20温度模块温度数据和超声波模块数据，通过RS485总线与上位机进行数据交换。系统总体框架图如图1所示。
3 硬件设计
3.1 单片机最小系统
在此次设计中，由于系统的处理任务比较少，因此采用传统的51单片机作为核心微控制器。单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机的使用领域十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等[2]。
3.2 电源管理模块
电源管理模块是这个系统的能量来源，在此次设计中，采用5V直流电为超声波模块、单片机最小系统、温度检测模块、RS485总线模块、显示模块、报警模块等供电。
3.3 超声波模块
利用超声波指向性强，在介质中传播的距离较远的特点，广泛应用于物体距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求[3]。超声波测量水位的原理是：超声波模块放置在水塔顶端，通过超声波发射装置向水塔水面间隔一定的时间发射超声波，同时单片机打开定时器，超声波在空气中传播，途中碰到水面就立即返回来，一旦接收到返回的超声波，单片机马上关闭定时器，并读取定时器寄存器的数据，通过简单的运算计算出超声波发射到接收的时间差t，超声波在空气中的传播速度340m/s，就可以知道计算出超声波发射点距水面的距离s，即s=340×t/2，然后在设计之初先设置好超声波到水塔底的距离h1，通过单片机减法运算后即可以得出水位高度h2=h1-s。
3.4 温度检测模块
DS18B20是常用的温度传感器，单总线通信方式，具有成本低、体积小、硬件电路简单、抗干扰能力强、精度高、测温范围广、误差小的特点，广泛应用于生活和工业测温领域[4]。
3.5 RS485总线模块
RS485采用差分信号负逻辑，最大的通信距离约为1219m，最大传输速率为10Mbps，传输速率与传输距离成反比，是目前工业应用的比较常用的一种串行总线。RS485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。在此次设计中，该系统为从机模式，可以与上位机（主机）进行数据交换。
3.6 显示与报警模块
系统采用OLED显示屏，与单片机使用SPI总线进行数据交换，可以方便显示水温、水位的数据，并且在异常情况下显示异常信息。报警采用有源蜂鸣器加发光二极管，当水位和水温异常时，单片机IO口输出低电平，驱动PNP三极管，进而驱动蜂鸣器与发光二极管，对用户进行声光提醒[6]。
4 软件设计
水塔水位水温监测系统的程序结构由超声波模块、温度检测模块、RS485总线模块、显示与报警模块等程序组成。程序使用C语言在Keil4中进行编写调试，采用模块化程序设计思路，以使得程序结构清晰、修改方便、可移植性强、便于调试。装置上电开机后，先初始化各函数变量和各个模块，然后与主机通过RS485总线进行通信，识别主机有无指令以及指令内容。接着超声波模块发射超声波，单片机等待超声波回波，计算水位高度，判断液位高度是否正常，如果正常，在显示屏上显示当前液位高度，如果异常，显示异常信息并进行报警。然后进行水温的检测，同水位检测一样，水温正常显示当前水温，异常显示异常信息并报警。
5 结语
水塔水位水温监测系统在实际的测试与使用过程中体现出较好的实用性，基本满足了设计需求。该系统维护、检修比较方便，允许通过RS485总线组网，具有很强的扩展性与灵活性。但该装置的不足也比较明显，比如水位测量受限于超声波模块的测距最远距离，在超过6米的水塔基本无法使用，并且超声波模块的安装也需要尽量垂直于液面，否则容易出现无法接收到超声波回波的情况，进而对水位检测失败。
【参考文献】
【1】袁新娣.基于单片机的智能水塔水位控制系统设计[J].赣南师范学院学报，2010（6）：52-54.
【2】苏家健，曹柏荣，汪志锋.单片机原理及应用技术[M].北京：高等教育出版社，2004：1-3.
水位监测范文2
关键词 全站仪 基坑水平位移 小角度法
中图分类号：C35 文献标识码： A
1.引言
为避免深基坑部分松软坡体下滑造成施工人员伤亡和周边建（构）筑物的地基沉降及倾斜效应 ，必须提供有效的监测方案，定期监测基坑边坡的水平位移。本文提出采用全站仪结合视准线小角度法测定基坑水平位移，并给出了基坑水平位移监测中需要注意的问题及采取的技术措施。
2. 水平位移监测方案
监测方案： 根据基坑支护结构设计图纸布置支护结构顶部水平位移变形监测点、支护结构顶部沉降监测点、支护结构侧向位移监测管、支撑轴力监测点、锚索拉力监测点。其中，水平几何测量的基准点不小于3个，其离基坑边最小距离至少应大于50m，并确保其稳定性。
3. 水平位移变形观测点的布设
4. 基准点及参考基准点的布设
基准点的埋设要在基坑周围比较稳定的区域完成，基准点的个数以不少于三个为宜，插入刻十￠17螺纹钢在观测墩中作为观测基准点。基准线的方向一定要在基坑的一边与基坑平行的位置，检查点可以在基坑附近稳定的任何区域，要求与两观测基准点通视即可。
5. 观测点的观测及基准点稳定性的检查
6. 观测点的观测及水平位移的计算
本基坑水平位移测量使用型号为TC1800的精密全站仪，当基坑的形状接近长方形时，由于基坑顶部一般都有帽梁，所以我们可以把观测点通过定线的方式布设在一条直线上。把基坑的四个端点作为测站点，沿着基坑的四条边依次布置水平位移监测点。观测的步骤如下：
（1） 将全站仪架在测站点，将全站仪调中置平，调中即使红外线光对准测站点的中心，以调整脚架使仪器大概对中，后通过松开拧紧全站仪的螺旋，微调至中心位置；调平即使全站仪处于水平位置，通过调脚架的高低达到大致调平，调仪器微调按键使之精确置平，在调中置平过程中，由于调中会扰动使仪器不平，调平会使仪器偏移不在中心，所以需反复几次。
（2） 将基准点所在方向置零，并读出参考点方向的水平角，以作为每次架站误差的比较
（3） 用全站仪的左右盘读出观测点的水平方向及水平距离，左右两盘取平均值，采用视准线小角法测量观测点位移量，常在视准线端点设站（如图2），其观测点的位移量为：Δ=Δβ・s。 图2
水位监测范文3
关键词变形监测 基坑 水平位移
A new method of measuring horizontal movement of foundation ditch
Zhang Sha1Wang Zhi2,3wangjinlei1
(1 Zhejiang Dacheng Construction Group CO.,LTD., ZheJiang, 310012 )
(2 Qingdao Surveying and Mapping Research Institute, Qindao, 266032)
(3 Department of Surveying and Geomatics Engineering, Tongji University, Shanghai, 200092)
Abstract： Propose a new method of measuring horizontal movement of foundation ditch according to practical project need. This method synthesize the merit of the method sight line little angle and observation point setting. Relate and analyze the survey procedure and data processing method. Apply this method to a project and check its effectiveness. The conclusion indicates this new method is practical.
Key words: inclination; monitoring; pylon building; transit projection
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
1. 引言
随着城市建设步伐的加快，城市基础设施建设特别是高层建筑和地下建筑物的增加，使地下空间利用需求大增。这些工程项目的出现使得建筑物地下深基坑的面积和深度向大而深的方向发展，基坑施工过程中，会对周围建筑物产生影响，从而引起沉降和位移，因此需对基坑施工过程进行监测，监测不但可以有效的防范基坑施工期间事故的发生，同时也为为动态设计和信息化施工及时提供反馈信息。基坑开挖施工是分层分段进行的，通过将施工监测结果与预估值作比较，可验证原开挖施工方案的正确性，或根据分析结果调整施工参数，必要时采取附加施工措施，以达到信息化施工的目的。
基坑水平位移监测常用方法有视准线小角法、观测点设站法以及辅助四边形法等。在采用视准线小角法测定位移时，通常在视准线的端点设站，其观测点的位移的计算公式为：
该方法施测过程简单，但是误差随着距离的增加而增加，因此要求观测点与基准点相距不能太远。当采用观测点设站法测定位移值时，位移量的计算采用公式：
该方法只能计算设站点的水平位移值，若有大量的变形观测点，则运用该方法施测过程将非常繁琐。笔者在大量的监测过程中总结出一种有效的水平位移监测手段，该方法是将视准线小角法和观测点设站法相结合，只需仪器一次设站加改正便可完成所有观测点水平位移的测算。
2. 数学模型
如图1所示，P、Q为基准点，A、B为变形观测点，计算时，首先利用观测点设站结合公式（2）求得A点的横向位移，再利用视准线小角法（假设A点不动）求得B点的位移，然后再计算由于A点的位移对测量B点产生影响的改正。
图1 水平位移监测原理图
利用三角形内角和相等可得：
考虑到实际测量时是测的大角，所以改正数应取相反的符号。因此，由于A点位移影响B点横向位移的改正值为：
式中：=本次观测方向值-前次观测方向值，为各观测点到A点的距离。
3. 工程实例
位于上海同济大学嘉定校区的多功能振动实验中心是目前世界规模最大的振动台，2009年5月开始进行基坑开挖施工，在其西北角相隔仅5米左右是轨道交通磁悬浮试验线，为了监测基坑施工对磁悬浮试验线造成的影响以及为基坑开挖和振动台施工提供及时有效的监测数据，需对其进行变形监测。在基坑西北测及磁悬浮试验线的第P40号石柱墩子至第P53号石柱墩子上各布设7个和14个变形观测点。在东北角及西南角各有一个控制点A和B。其中对观测点的水平位移监测便是用本文所述方法。
图1 基坑观测点布设示意图
监测时，架设J2经纬仪于4号点，分别对各个变形观测点读取方向值，然后进行室内计算。本文仅以观测点1至点7的水平位移计算过程进行说明。根据式（9）和（10）求出各个点的水平位移计算式：
（10）
根据式（3）便可计算出各点水平位移值，表1给出了其中两次水平位移监测成果，其中水平位移符号相对于基坑而言，向外为正，向内为负。
表1两次水平位移监测成果
通过综合运用视准线小角法和观测点设站法来对振动台和磁悬浮试验线进行变形监测，可以有效的了解基坑的设计强度，为优化设计、指导施工提供依据。
4. 结束语
基坑施工过程中对周围临近建（构）筑物、地下管线、地面等周边环境进行现场监测，控制其变形在允许范围内。通过监测可及时了解施工环境、地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度；可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施提供情报。
通过将视准线小角法和观测点设站法相结合进行水平位移监测，可大大减少外业工作量，对基坑变形监测有着借鉴意义。
参考文献
[1] 李青岳,等.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1982.
[2] 余荣平.广州某建筑基坑监测及位移分析[J].岩土工程界,2007,12(1):59-62.
[3] 黄鹤,肖敬东,金科,等.基坑监测技术在某建筑工程项目中的应用[J].黑龙江水利科技,2010,38(1):229-230.
[4] 王宁宁.浅谈明挖隧道中的基坑监测[J].城市道桥与防洪,2010,(6):175-177.
[5] 李庆伟,陈龙华,程金明.北京某深基坑监测实例分析[J].施工技术,2008,37(9):30-32.
[6] 李岩岩.地铁车站明挖施工基坑监测技术与分析[J].青岛大学学报(工程技术版),2009,
24(4):87-92.
[7] 姚伯金.基坑监测的一种施测方法[J].江苏测绘,1996,(1):31-33.
第一作者简介：
章莎，女，浙江省安吉县人，浙江省大成建设集团有限公司。
第二作者简介：
王金磊，男，浙江省舟山人，浙江省大成建设集团有限公司。
水位监测范文4
2 点位设计
2．1 变形点布置
2．1．1 主坝 2．1．2 副坝 2．1．3 正常溢洪道
在正常溢洪道闸墩下少先队则墩顶上设有一排水平位移测点，在公路桥下游侧与立墙之间的墩顶上设有一排垂直位移测点。
2．1．4 原非常溢洪道 2．1．5 新增非常溢洪道 2．2 工作基点设计
2．2．1 水平位移工作基点及校核基点设计
（1）非常溢洪道、新增非常溢洪道。由于二者轴线不共线，因此需布置两条视准线。在视准线两端分别设置峡谷组工作基点。由于大坝本身也属于变形体，为获取测点准确的变形量，拟在溢洪道下游设置两个校核基点，以便对工作基点进行修正。
水位监测范文5
【关键词】地铁基坑 水平位移 监测方法
中图分类号：P2文献标识码： A
The subway foundation pit horizontal displacement monitoring
from theory to application
TAO Wei-feng，SONG Ying
（Shangdong Mingjia Surveying and Mapping Co.,LTD. Zibo 255000,China）
【Abstract】Introduces the subway foundation pit retaining structure horizontal displacement monitoring methods and their applicability, analyses the different methods can achieve accuracy. Finally put forward under the current conditions of metro foundation pit monitoring problems and Suggestions.
【key words】The subway foundation pit;Horizontal displacement;Monitoring method
一、概述
我国有三十多个城市正在开展地铁工程的建设，《城市轨道交通工程监测技术规范》规定，无论工程监测等级，明挖法和盖挖法施工车站支护桩（墙）、边坡顶部水平位移均为应测项目，可见其作为基坑监测项目的重要性。根据以往地铁基坑事故亦不难发现，车站基坑垮塌事故亦首先表现为支护结构、边坡的位移、变形。因此，必须选择适宜的方法对基坑支护结构或边坡顶部水平位移进行监测。
二、水平位移监测的原理及精度要求
水平位移监测是指根据监测基准网测量监测点在水平面内位置的变化。基准点应埋设在相对稳定的位置，当基准点距离监测点较远时，一般在基坑附近设立工作基点，方便观测。使用工作基点观测时，应同时利用基准网观测工作基点。
《城市轨道交通工程监测技术规范》规定水平位移监测精度见表1。
表1 水平位移监测精度
工程监测等级 一级 二级 三级
水平位移控制值 累计变化量D´（mm） D´
变化速率v d（mm/d） v d
监测点坐标中误差（mm） ≤0.6 ≤0.8 ≤1.2
其中，监测点坐标中误差Mxy是指监测点相对测站点（如工作基点等）的坐标中误差，是点位中误差的。如测站点是工作基点，那么监测点的最终坐标中误差M终还应加上工作基点本身的误差M工；即M终2=Mxy2+M工2。
国际测量工作者联合会（FIG）第十三届会议（1971年）工程测量组提议“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其观测中的误差应小于允许变形值的1/10~1/20；如果观测的目的是为了研究其变形过程，则观测中的误差应比这个数值小得多”。
在水平位移监测中，一般将位移速率控制值设定为3~4mm/d，即当位移速率接近或超过该值时，应发出监测预警。若取控制值的1/10即0.3~0.4mm作为监测点的观测误差要求，在施工现场显然是难以做到的。
兼顾精度要求、工程实际需要及可实现的程度，建议取控制值的1/3~1/4即1.0mm作为监测点的精度要求，以两倍的中误差作为监测点观测误差的限差，则监测点坐标中误差应为0.5mm。与表1中所列数值相当，但此处是指监测点最终的坐标中误差。
三、水平位移监测的方法
《城市轨道交通工程监测技术规范》第7章中列出了较多水平位移监测方法。分为测定特定方向的水平位移和测定任意方向的水平位移两大类。前者是指垂直于基坑边线的水平位移、边坡顺坡向的水平位移等，是根据工程经验提出的对监测对象主要位移方向进行监测。后者指对监测点的二维平面坐标进行观测，通过比对两期坐标矢量变化，计算出监测点位移方向和位移量。
1、测定特定方向的水平位移的方法主要有视准线法、激光准直法、方向线偏移法、投点法。
1.1视准线法，指在视准线端点上利用仪器设备获得一条平面直线，以此测定位于两端点之间监测点垂直于该平面直线的位移变化量。根据使用的仪器、观测方法不同，视准线法分为固定觇标法、活动觇标法两种。
1.1.1固定觇标法又称为小角法，是指以视准线一端点为测站，另一端点为后视，通过观测监测点上的照准标志（觇标―固定不动）与视准线的夹角和平距来计算监测点对视准线的垂直距离。因为监测点与视准线夹角较小，所以又称为小角法。
图1 固定觇标法（小角法）观测示意图
（1）
（2）
因为，所以忽略不计。而，所以式（2）简化为：
（3）
其中ρ=206265"，一般情况下l200m。若采取就近原则，分别在视准线的两端点观测较近的监测点，则可取l=100m，当时，。在不考虑对中误差、照准误差的情况下，监测点精度可控制在0.5mm之内。因此，为确保水平位移观测精度，测站、监测点应采用安装有强制对中装置的观测墩或精密对中装置。
受场地条件限制，基坑冠梁顶部难以埋设可保护的观测墩时，可在冠梁混凝土内预埋弯成槽型的Φ16圆钢筋，钢筋顶面略高于混凝土面且水平，在钢筋顶面精确放样出视准线投影点，并用钢铳做好标记。观测时，用直径小于0.5mm的钢针竖直放在标记上作为照准标志。如图2。
图2 监测点埋设示意（剖面）图
1.1.2活动觇标法，是指在视准线一端点架站，另一端点作为后视点。通过旋动监测点觇标上的水平螺旋，使觇标上的照准标志与视准线重合，通过安装在觇标上的游标尺精确量出照准标志移动的距离即为监测点对视准线的垂直距离。
图3 活动觇标法观测示意图
活动觇标法观测精度与固定觇标法类似，主要与仪器的测角精度相关。与固定觇标法相比，操作简便，读数直观。受场地条件限制，可按如图2所示方法埋设监测标志。观测时，用直径小于0.5mm的钢针作为照准标志，移动钢针至仪器视线上（钢针与监测点的连线基本垂直于视准线），用钢尺量出钢针至监测点的距离，即为监测点至视准线的垂直距离d。
1.2激光准直法，根据激光传输时介质不同分为大气激光准直和真空激光准直。
1.2.1大气激光准直。在基准线两端分别设置激光发射源和探测器，在监测点支架上设置波带板。使激光束对准探测器，在测点1上利用强制对中基座安置相应焦距的波带板，激光束在该点衍射后便在探测器上产生一个十字亮线。精确测定十字亮线的中心位置，即可算出测点1的位移值。大气激光准直距离可达800mm，准直精度可达10-6。完全可满足地铁基坑长边水平位移监测的需要。
图4 大气激光准直系统示意图
1.2.2真空激光准直，是大气激光准直装置与真空管道系统的结合。将装有波带板装置的测点箱与适应监测对象变形的软连接的可动真空管道（管内气压控制在66以下）联成一体。使激光在真空中传输，减少大气折光和大气湍流对准直的影响，进一步提高了激光准直的精度。
图5 真空激光准直系统示意图
无论是大气激光准直还是真空激光准直，在精度方面都能满足地铁基坑水平位移监测的需要，但其安装设施较多，需要足够的空间，特别是激光准直系统，需安装在监测现场，保护难度大，易与现场施工互相干扰，加之费用较高，因此一般不用于地铁基坑水平位移监测。
1.3 方向线偏移法。
原理如下：在监测点P1上设站，观测P1至视准线端点A和B的距离、角度∠APB，计算P1点对视准线的偏差d。
（4）
（5）
其中，为偏差d的中误差，为测距中误差，为测角中误差。
因为∠APB接近180°，所以，，则公式（5）简化为：
（6）
设a=b=100m，s=200m，当时，。
图6 方向线偏移法示意图
在不考虑对中误差、照准误差的情况下，方向线偏移法监测点精度可控制在0.5mm之内。该方法的缺点是，必须同时进行距离和角度测量，作业时工作量较大。
对于其它监测点，亦可采用同样的方法进行观测；或是以P1点为测站，分别以A、B为端点，测量其它监测点相对于P1-A、P1-B的偏移量，再改正为对视准线AB的偏移量。
1.4投点法。
《城市轨道交通工程监测技术规范》“7.2水平位移监测” 中提到了“投点法”，但未给出说明。作者认为其原理如下：在监测点P1设站，后视端点A，将仪器旋转180°，量出视线偏离端点B的垂距d'，按比例向视准线移动仪器后重新设站，反复操作，直至测站精确位于视准线AB上。此时P0可看做P1在视准线上的垂足，P0-P1的距离即为P1的偏距d。以P0为测站，分别以A、B为端点，采用小角法或活动觇标法即可观测其它监测点的偏距。
图7 投点法观测示意图
投点法的观测精度与方向线偏移法类似，主要与角度观测精度相关。与方向线偏移法比较，无需进行距离测量，操作较简单。
2、测定任意方向的水平位移主要有极坐标法、交会法、导线测量法、三角测量法和GPS测量法。
2.1 极坐标法。在基准点（工作基点）上设站测量与监测点的角度和距离。监测点点位误差公式如下：
（7）
为监测点位中误差，为测距中误差，为水平角观测中误差，S为测距边长，取，，S=100m，则，大于0.5mm。
2.2交会法。交会法的类型很多，下面以测角前方交会和距离交会法为例进行说明。
2.2.1测角前方交会监测点点位误差公式如下：
（8）
为监测点位中误差，为水平角观测中误差，取，，a=b=106.066m，则，大于0.5mm。
2.2.2距离交会法监测点点位误差公式如下：
（9）
为监测点位中误差，为测距中误差，取，γ=90°，则，远大于0.5mm。
2.3导线测量法、三角测量法、GPS测量法，指将监测点纳入包含基准点的导线网、三角形网、GPS网，组成水平位移监测网，采用导线测量、三角测量、GPS测量的方法测出监测点的平面坐标，计算两期平面坐标的差值即可得到监测点变形的方向及大小。监测点坐标精度受导线网、三角网、GPS网的的网形、图形强度、测角精度、测距精度、卫星信号、观测方案、周边环境影响等较大，需经专门设计和精度估算后进行。此时监测点的中误差为相对于基准点的中误差。如需与规范要求精度指标比较，应计算监测点相对于网内邻近控制点的中误差进行。
3、小结。若基坑周边无法布设稳定可靠的基准点，无论是采用视准线法、激光准直法、方向线偏移法、投点法还是极坐标法、交会法， 均应将工作基点与基准点联测，联测的方式可采用导线测量、小三角测量、三角测量等。
四、水平位移监测与桩体测斜
除对基坑围护桩（墙）顶部进行水平位移监测外，对于一级、二级监测等级的工程，还需要监测围护桩（墙）体的水平位移，通常称为测斜，也即桩体的挠曲变形。在基岩条件较好的地方，基坑围护桩一般设计为嵌岩桩，即桩端深入中风化岩层一定深度，能保证桩端稳固可靠，甚至在基岩面较高的地方嵌岩桩被设计为吊脚桩。对于嵌岩桩，因为其底部深入基岩，因此在进行桩体测斜监测时，以底部“归零”计算桩身挠曲变形值，即以桩底作为测斜的基准。在这种情况下，对于桩顶的水平位移监测已经意义不大。
软土地区围护桩（墙）主要依靠加深加长桩（墙）来提高稳定性，因为其桩底也处在变形位移中，在进行桩体测斜监测时，只能以管口“归零”计算桩身挠曲变形值，但管口的位置是变化的，因此必须每次对管口的位置进行观测和改正，才能计算出真实的桩身挠曲变形。在这种情况下，桩顶水平位移监测点应与测斜管对应埋设，以便利用水平位移监测成果对测斜管管口位移进行改正。
五、问题与建议
1、地铁监测中的问题。
地铁车站场地狭小，设备运行、施工作业、材料堆放等导致工作基点、监测点布设困难；粗放的施工管理、对监测工作认识的误区、重视程度不足，导致测点经常被破坏；施工干扰对现场监测的实施、监测精度产生较大影响；受地质条件、施工变形的影响导致场地内基本无法布设基准点。目前各城市地铁工程监测投资费用较低，监测频率高、工作量较大，如无特殊需要并投入专门的费用，三角测量、GPS测量等方法无法在工程实际中进行。
上述情况是实施准确、可靠、经济、高效的基坑水平位移监测的现实问题。选择相对稳定的部位布设基准点，近距离、直接观测监测点是提高精度和工作效率的有效途径。
2、建议。
地铁基坑支护体系通常为较规则的四边形或多边形，角点（阴角）处由于两边相交刚度较大，位移相对较小，是设置工作基点的较佳位置，可以同时用作视准线法、方向线偏移法、投点法的端点。对工作基点的稳定性可采用测量四个工作基点组成的图形条件进行检验。如现场条件允许，可在次要影响区以外设置基准点，用以校核工作基点。
根据监测需要，对角点处的围护结构进行设计加强，提高该部位的稳定性、减小变形量。如加深围护桩的长度或加大桩径，角部第一层支撑采用钢筋混凝土支撑等。
平面位移监测点不宜过多，应根据地质条件、支护结构的设计受力、基坑开挖深度和断面变化部位进行布设。
六、结论
地铁基坑围护结构及边坡水平位移监测是监督基坑安全的重要监测项目，应在确保满足工程变形监测的需要的同时，结合现场条件选择合适的监测基准网（基准点）的布设位置、联测方法，采用实用、方便的观测方法，确保监测精度、数据可靠性和作业效率。
【参考文献】
[1]GB50911-2013，城市轨道交通工程监测技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2]南京水利科学研究院勘测设计院,常州金土木工程仪器有限公司.岩土工程安全监测手册[M].北京:中国水利水电出版社,2008:160-162,218-219.
水位监测范文6
随着油田开发的不断推进，我国低渗透油藏开发技术已处于世界领先地位，水力压裂技术在低渗透油田开发中得到了广泛的应用，而裂缝监测技术制约着水力压裂技术的突破。
1、几种常见的水力压裂裂缝方位监测技术
（1）微地震监测技术
天然地震监测技术是微地震压裂的监测技术的起源。水力压裂施工过程中，压裂能量将沿主裂缝方向不断向四周地层中进行辐射传递，造成主裂缝周围地层内部产生裂张和错动。这些裂张和错动会引起不同类型和强度的地下弹性波，即横波和纵波。在压裂时产生的这些不同强度不同类型的横波和纵波将以主裂缝为中心，从各个方位来辐射波及周围地层，通过这类辐射的弹性波地震能量能够向周围相邻的地层源源不断地传波。通过接收、过滤和分析接收到的地下弹性波信号的强弱、方向及波及面积等参数，便可获得实际压裂施工过程裂缝方位、面积及对地层的影响强度的信息。再借助三维成像技术，采用相应配套的软件对微地震事件分析对比，便可获得压裂裂缝的各种几何参数，从而达到对压裂裂缝的延伸方位的监测目的。
（2）井温测井监测技术
水力压裂施工所注入的液体或压后人为注入的液体进入地层往往会带来低温异常，通过监测井温变化情况便可确定压裂裂缝的缝高，这就是井温测井监测技术的理论基础。水力压裂所注入地层的液体温度通常会低于地层原温度，因此体现在吸液层段井温曲线的是低温异常段，监测这一低温异常段便可获知压裂裂缝的存在以及分布高度等情况。在压裂前先进一次行井温测井，得到一条井温变化的基准线，对比压裂后井温变化线，可将井温突变段确定为压裂裂缝的高度。
（3）地面电位法测量技术
水力压裂施工过程中，向压裂层位注入高电离性能的液体，该类工作液将造成地面电位梯度发生变化，通过测量地面电位梯度，进而可达到推断、解释水力压裂裂缝方位相关参数的目的，因此，地面电位测量技术依据的是传导类电位勘探的基本理论。通常，在被测压裂井的井口周围布置有多组环形的测点，再借助于高精度的电位监测仪器，对压裂施工过程中地面电位变化进行实时监测，并对所监测得数据进行一定处理，便可实时地获得压裂裂缝方位延伸的相关参数。
（4）四维地震监测技术
四维地震（4Dseimic）亦叫时移地震，是指在三维地震的基础上，引入了时间的维度，借助重复获得的三维地震测量资料来进行油藏动态监测。油田开发中，储层特性变化将引起地震频率变化、振幅异常以及反射同相轴的下拖现象等，这些现象均是四维地震监测的良好识别标志。微破裂四维向量扫描影像监测技术属于油藏地球物理的范畴，是采用无源地震的微地震三分量数据，进行多波振幅的属性分析（横波和纵波），并借助相关体数据处理和计算方法，获得监测期三维空间体地下各时间域的高压流体活动和储层岩石破裂所释放能量的分布情况。通过横波和纵波实时记录，可将不同阶段的裂缝变化反映到三维图谱上，用以表示起裂、扩展、重叠、连接及延伸趋势等情况，这样就能达到监测裂缝方位的目的。
大量的压裂施工实践表明，当前所用的测量方法均存在着一定的自身弊端。例如，地面电位测量需向地层注入导电率高的液体，导致监测成本大幅度提高，并带来操作的极大不便；而井温测量方法虽较简便，但仅能得到裂缝高度的有限参数；微地震技术需要非常高科技含量技术，数据处理过程较复杂，设备仪器价格也是相当之昂贵，并要求高素质技术知识的操作人员等。部分油田目前已安装有压裂裂缝监测系统，但并没有到达想要的监测效果，获取到的数据和信息的可靠性和准确性不高。实际上，该技术指标不单依赖于传感仪器的灵敏度，而且取决于对数据和信息的采集和处理技术。综上所述，油田勘探开发急需一种工作稳定、操作简便的压裂裂缝方位监测技术。
2、一种分布式压裂裂缝方位远程监测系统的设计
分级分布式监测系统具备有监测全面、集中管理等优势，紧密结合油田压裂施工现场的实际情况，本文设计一种分布式的水力压裂裂缝方位远程监测系统。在水力压裂施工现场，在压裂井周围适当范围内选取三口已钻井作为监测井，监测井口安装信号探测仪，计算机和裂缝方位检测器配备于远程工程测试车内，1个裂缝方位检测器、3个信号探测仪和1台计算机便基本构成了整个压裂裂缝方位监测系统。
该系统采用电压式的压力传感器获取地层震动数据，通过数字信号处理来筛选和提取信号，借助计算机软件实现对裂缝方位的实时监测和分析，采用无线传输工作方式来实现信息的有效传递。该系统的工作可靠稳定，操作方式便捷，操作人员可对压裂施工现场进行实时监测，能降低对操作人员的技术要求。压裂施工监测过程，为确保监测系统工作稳定性和可靠性，选取的三口监测井需满足一定的要求。首先，监测井需位于压裂井周围1km范围内，且与压裂属同一地质板块且地层深度相仿，因此，在应用方面会存在一定的局限性，需要有已钻井来保障。选取的三口监测井尽可能去包围压裂井，这利于信号的拾取、传输、处理及分析，为准备监测裂缝方位提供保障。
水力压裂施工过程中，产生的微震动信号是靠微震信号探测器进行拾取的，并将信号强度进行足够的放大，再经频率调制后采用无线方式传输。接收无线电传输的信号的检测仪置于工程测量车，接收数据经处理后生成时差数据，最终传输到计算机。开发专门设计的数字压裂裂缝方位监测软件，计算得到压裂裂缝的延伸方位。
3、结论
（1）本文对目前常见的几种水力压裂裂缝方位监测技术进行了简要介绍，分析了其各自的缺点。
（2）针对目前裂缝方位监测技术的弊端，设计了分布式压裂裂缝方位远程监测系统。
