(1)適用工程
正倒垂線系統主要用于監測壩體水平位移,一般在大壩變形監測中應用較為成熟。正倒垂線系統一般布置在混凝土壩中,對大型水利水電工程,一般垂線布置不少于3條,對于中、小型水利水電工程,一般垂線布置不少于2條。在高邊坡中,有時也采用倒垂線觀測水平位移;在土石壩兩壩端,有時布置倒垂線,以便為其他水平位移觀測方法(如引張線、激光準直等)提供基準點變形值,下圖1為某拱壩正倒垂線布置示意圖。

圖1 某混凝土拱壩垂線系統布置圖
(a)1#垂線(4#壩段); (b)2#垂線(7#壩段); (c)3#垂線(11#壩段);
(d)4#垂線(13#壩段); (e)5#垂線(17#壩段);
(2)正倒垂線系統的原理
垂線法的基準線是一條一端固定的、鉛直張緊的、直徑為1.5mm~



圖3 垂線觀測裝置示意圖
(a)正垂線; (b)倒垂線
1-垂線;2-觀測儀器(測點);3-重錘;4-油箱;5-支點;6-觀測墩;7-浮體組;8-錨固點
垂線的觀測方法有兩種:一點支承多點觀測法和多點支承一點觀測法。一點支承多點觀測法是指設置一條垂線,在垂線不同高程設置多個觀測點進行觀測,該方法正垂線和倒垂線均適用,在工程中應用廣泛;多點支承一點觀測法是指在同一垂直剖面的不同高程設置懸掛點,布置多條正垂線,在同一高程對每條正垂線進行觀測,該方法只適用于正垂線,目前在工程中應用較少。
在垂線觀測中,正垂線所測得的是相對位移,倒垂線所測得的是絕對位移,因此,工程中一般正垂線和倒垂線聯合使用,將倒垂線的頂部觀測點與正垂線的底部觀測點置于同一高程(可稱為正倒垂線“關聯測點”),通過倒垂線來獲得正垂線最低點的絕對位移,然后將正垂線上的各觀測點的相對位移轉化為絕對位移。
(3)正倒垂線系統測值計算
1)倒垂測點位移量的計算。倒垂測點位移量指倒垂觀測墩(所在部位)相對于倒垂錨固點的位移量,按下式計算。


(4)正倒垂線技術指標
垂線的觀測儀器為垂線坐標儀。常見的垂線坐標儀有機械式垂線坐標儀、光學垂線坐標儀、遙測垂線坐標儀等。機械式垂線坐標儀和光學垂線坐標儀結構簡單,性能可靠,但需要觀測人員到各測點位置逐點操作,難以實現觀測自動化;遙測垂線坐標儀既可進行人工觀測,也可進行自動巡回檢測,為實現垂線自動化觀測創造了條件。目前使用的遙測垂線坐標儀主要有步進電機式、電容感應式、差動電感式、CCD式等,目前,由于CCD式垂線坐標儀精度高、穩定性好,其被越來越多的工程應用,以下為CCD式垂線坐標儀的技術指標。
量程:0~35mm、0~50mm、(量程單、 雙向相同)。
精度:±
靈敏度:
穩定性:全數字電路無漂移。
環境溫度:-20℃~+
接口:RS485。