水利工程安全观测仪器安装方法

水利工程安全观测仪器安装方法㈠正、倒垂线安装⑴倒垂线观测设备安装①倒垂钻孔完成后，应及时埋设保护管。保护管采用φ168d7无缝钢管。②钻孔内保护管安装前，应全面冲洗钻孔，清出孔内残留岩粉。安装时各段钢管接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度；各段钢管连接时应加密封物，防止漏水和漏浆。③应根据钻孔孔斜确定保护管的合理位置。埋设就位后立即进行全孔测斜(每2m一个测点)，满足要求后才可进行灌浆。④倒垂线采用固定锚块，以高强度水泥浆或水泥沙浆固定在钻孔保护管底部。锚块安装应使垂线位于保护管有效孔径的中央，垂线距保护管壁的最小距离不应小于30mm。⑤垂线与浮体连接安装应在锚块充分固定后(一般不少于7天)进行。安装恒力浮体时，应使整个浮子淹没于液体中，并保证浮子位于浮筒中央，且处于自由状态。⑥先安装垂线，再根据垂线进行观测墩的放样、立模与浇筑，并在顶部预留二期混凝土，以便安装强制对中底盘。安装强制对中底盘时使仪器导轨平行或垂直于水工建筑物轴线方向，其方向偏差应小于±1°。底盘距垂线的距离应适中，以3～4cm为宜。底盘的对中精度应不低于0.1mm，安装时应调整水平。⑵正垂线观测设备安装①造孔完成后，清理孔内可能存在的杂物及水泥浆结块，必要时，复测正垂孔的有效孔径；②正垂悬线装置安装在钢架上，其定位卡“V”形槽应铅直，安装后应使垂线位于有效孔径的中央，垂线距孔壁的最小距离应不小于10cm；③安装应使重锤全部没入油液中，并位于阻尼箱的中央。垂线及重锤应处于自由状态。阻尼箱应配装防尘保护盖；④观测墩及强制对中基盘的安装要求同倒垂线。㈡真空激光准直系统设备安装⑴真空激光准直系统进行现场制作的设备主要是真空管道的现场制安。为便于设备的安装，真空管道的制作现场设在施工现场，每段真空管道的长度以两测点间的距离为计算基准，制作过程需严格按工艺规程要求进行。⑵每一测点箱和每段管道焊接完后，必须单独检漏。⑶测点设备安装①测量放点，测点波带板中心线偏离激光轴线不得大于5mm，靠近发射端的5个测点不得大于3mm。②将制作好的测点箱与坝体牢固结合。③用精密水准对水准标点重新测量，进行支模浇注混凝土。为确保墩面的光滑平整，在混凝土层上宜放上10mm厚的钢板。④系统安装完成后，首次观测时各测点在接收端屏幕的像点应落在屏幕中心30mm×30mm范围内，否则应重新调整波带中心位置。㈢表部变形监测点⑴表面位移点观测标墩的埋设①标墩基础根据不同的地质情况确定开挖深度，校核基点基础开挖到弱风化基岩面，边坡上的监测标墩在坚实岩石上的可直接清基浇灌，弱风化岩石上的挖10～20cm深与标墩基础同大小的坑，粘土地质处的开挖还需加深坑并加插筋以确保标墩的稳定。②标墩混凝土标号采用C20，细心填筑，由人工逐层振捣密实，并及时养护。底盘混凝土与建标处岩体连接牢固，能充分代表该处变形情况。③顶部的强制对中标志采用二期混凝土进行埋设，表面调整水平，倾斜度不大于2′。④表面变形测点及控制点安装埋设允许偏差水平和垂直允许误差不大于±10mm，强制对中基座允许误差不大于4〞。表面变形测点标墩结构见下图18-2。图18-2表面变形测点标墩图⑵水准标点的埋设水准基点埋设在基岩上，标石底盘混凝土与建标处岩体牢固连接。水准监测点、工作基点与平面标同墩埋设。平面、垂直监测点同标墩埋设图18-2。图18-2平面、垂直位移监测点同标墩埋设示意图⑶垂直位移工作基点埋设垂直位移工作基点混凝土标墩埋设见图18-3。图18-3垂直位移工作基点墩结构图㈣渗压计⑴垂直孔渗压计①在施工图纸所示的位置钻直径不小于75mm的孔，孔深100cm；②埋设前将渗压计在水中浸泡2小时，保持饱和状态，然后将渗压计装入装满粒径不大于1.0mm的饱和细砂直径不大于200mm的砂袋中；③再将装入砂袋内的渗压计放到集水孔上，砂袋用砂浆糊住，砂浆初凝后，即可在砂袋上浇筑混凝土。⑵坝内安装渗压计①当碾压混凝土高于仪器埋设点位80cm后，铅垂钻孔。孔径大于70mm，孔深大于80cm。②埋设前将渗压计泡水2小时以上，使其充分饱和，并将其前盖腔内充满水，然后装入冲洗干净的且充分饱和细砂袋中，同时将进水口朝上，垂直安装于钻孔中。③渗压计安装后，上部填充约50cm细砂，然后回填变性混凝土，人工振捣密实。(见图18-4)图图18-4渗压计安装、埋设示意图㈤引张线系统引张线设在坝顶。引张线线体采用1.2mm不锈铟钢丝，线体保护管采用150mm硬塑料管保护。埋设安装：⑴引张线测点箱及保护管支架预埋件、引张线预留槽的放样误差不大于2cm，浇筑误差不得大于3cm；⑵引张线端点、测点埋设时需在先期的混凝土上设插筋，接触面应凿毛处理，确保混凝土结合良好，各测点墩之间高差在±5mm以内。张紧端重锤应调整到高出地面10cm以上。⑶端点处定位卡的V形槽槽底应水平，方向与侧线一致。滑轮槽的方向及高度与定位卡V形槽一致；⑷各测点读数尺“0”方向必须一致，读数尺面应水平，其分划线与测线平行，尺面高度需调整到恰当的位置，既保证观测时钢丝处于自由灵敏的状态，又不能太高使观测产生误差；⑸所有引张线测点均采用引张线读数仪（显微镜）进行观测，读数仪底盘应水平，底盘中心线应与测线垂直，与读数尺平行，读数仪十字丝应与测线平行和垂直；⑹水箱的高度应适当，确保水面和引张线的高度面有足够的调节余地；⑺引张线必须用保护管进行保护，并保证钢丝与管壁的距离不小于2cm；⑻安装完成后，应测定各测点与两端点之间间距，测距相对中误差应不大于1/1000，应测定各钢尺尺面高程，测量中误差不大于±2mm。㈥静力水准系统⑴静力水准仪器预留窗放样误差应不大于2cm，浇筑误差不大于3cm；⑵观测墩及标定墩应按设计图纸要求浇筑在预定位置，并与坝体牢固结合，其墩面高程的相对中误差不应大于±2.5mm；⑶静力水准的钵体、浮子以及连通管和三通等应用自来水清洗，并用75%纯度酒精彻底消毒；⑷钵体和连通管内注入蒸馏水，管路和各连通管的连接不允许有空隙，不得漏水；⑸静力水准管线拖架除测点处需要加密外，其余间距均为2m，在管线敷设通过廊道交叉部位处，管线从廊道地板通过处，埋设钢管保护；⑹各测点安装目视测微器基座时，应调整至目视标志水平读数清晰为止；⑺各测点需安装不锈钢制作的保护箱。㈦双金属标系统⑴钻孔完成后，应及时埋设保护管和标心管，双金属标保护管采用Φ210d8无缝钢管，标心管分别采用无缝钢管和铝管。同一坐标所采用的钢、铝标心管必须分别为同炉产品，以保持其热膨胀系数的一致性；⑵应精确测定钢、铝标心管常温下的热膨胀系数，测定精度应不低于±0.5×10-6；⑶保护管安装前，应全面冲洗钻孔，清除孔内残留岩粉。安装时应先吊装保护管，后吊装标芯管，两个标芯同时下入孔底，为避免管芯弯曲影响精度，每隔3～4m安装一个橡胶环，各段钢管接头处应精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，各段钢管连接时应加密封物，防止漏水和漏浆，保护管外壁与钻孔间的缝隙应进行灌浆；⑷标头由铜制作，安装时可在标头和标心管的丝口上涂还氧树脂使之固结，标头安装后，钢标心管应比铝标心管高25～35mm；⑸双金属标的安装，根据仪器说明书与静力水准测量系统的安装同时进行。㈧测缝计⑴碾压混凝土接缝测缝计：①根据设计位置确定仪器埋设高程，待碾压混凝土浇筑高程超出40~60cm后，挖除仪器埋设部位碾压混凝土，将仪器装入测缝计预留槽中，并在仪器外部采取局部土工布等振动缓冲保护设施，测缝计的两端采取相对固定措施(诱导板上预留有锚筋)。测缝计周围用变态混凝土回填。②固定仪器底座的螺纹和封堵板上应涂黄油保护，测缝计应垂直于缝面。（见图18-5）。图图18-5测缝计安装、埋设图⑵混凝土与岩石接缝测缝计：①在岩体中钻孔，孔径大于75mm，孔深1m。②在孔内填满水泥砂浆，砂浆应有微膨胀性，将带有加长杆的套筒挤入孔中，筒口与孔口齐平。然后将螺纹口涂上机油，筒内填满棉纱，旋上筒盖。③待浇注混凝土时，打开套筒盖，取出填塞物，旋上测缝计，回填混凝土。④安装前将测缝计按反时针方向旋转5～6圈，再插入予埋的套筒中，把仪器按顺时针方向拧紧用棉纱封堵孔口，以防砂浆侵入，测缝计安装完后将测缝计预拉5毫米㈨岩石变位计⑴岩石变位计钻孔孔径≥Φ90mm，孔深满足设计要求后清除孔内残余物，测量钻孔有效孔径、孔斜、方位等钻孔参数，并记录钻进过程中岩粉和返水等情况。⑵岩石变位计锚杆安装前，采用黄油和彩条布等包裹5～6层，并用细铅丝绑扎后下入孔中，最后安装岩石变位计测头，测头预拉15～20mm左右。⑶岩石变位计安装后，先采用0.4：1水泥浆封孔，然后进行人工封孔数次，直至孔口测头安装牢固。㈩多点变位计安装埋设⑴根据钻孔深度检查测头和各种配件，在场地平整干净的地点组装锚头、传力杆、传力杆护管、测头、灌浆管、排气管等⑵灌浆管和排气管均为PVC管。灌浆管与最深灌浆锚头及测杆绑扎在一起，灌浆管长度大于最深灌浆锚头1.0m；排气管插入孔内1.5m左右，外留2.0m左右。⑶将组装好的多点变位计和灌浆管和排气管逐段捆扎好，护管连接处用胶密封，并对每米护管用彩色胶带做也标志，然后缓缓送入孔内。（见图18-6）⑷固定传感器装置(先预拉1/5量程)，并使其与孔口齐平，引出电缆，用水泥砂浆密封孔口。⑸孔口水泥砂浆固化后，接好灌浆泵，按水灰比1:0.5配置浓浆，以0.2Mpa灌浆压力进行灌浆，待排气管排出浓浆后可暂停灌浆，15分钟后可再次灌浆。图18-6多点位移计埋设图⑹浆液终凝24h后打开孔口装置，经检测合格，将电缆引出，安装保护罩，并取得初始读数。〔十一〕钢筋计安装埋设⑴按钢筋直径选配相应规格的钢筋计，将仪器两端的连接杆分别与钢筋连接，连接可采用焊接或管接头，但要保证连接强度不低于钢筋强度。焊接过程中应采取措施避免温升过高而损伤仪器,温度控制在60℃以下。⑵安装、绑扎带钢筋计的钢筋，将电缆引出点朝下。⑶混凝土入仓应远离仪器，振捣时振捣器至少应距离钢筋计0.5m，振捣器不可直接插在带钢筋计的钢筋上。（见图18-7）图18-7钢筋计安装图〔十二〕锚杆应力计⑴锚杆应力计用钢筋计锚杆与采用标准螺纹连接，并保持同轴。⑵锚杆应力计钻孔应大于锚杆应力计最大直径，锚杆应力计孔径根据设计技术文件确定。⑶将组装的锚杆缓慢送入钻孔内，按锚杆灌浆要求进行灌浆，砂浆固化后，既可进行观测。〔十三〕锚索测力计⑴待锚索内锚固段与承压垫座混凝土的承载强度达到设计要求后，在锚索张拉前，将锚索测力计安装在孔口垫板上，并将测力计专用的传力板安装在孔口垫板上，要求垫板与锚板平整光滑，并与测力计上下面紧密接触，测力计或传力板与孔轴线垂直，其倾斜度应小于0.5°,偏心不大于5mm。⑵安装锚具和张拉机具，并对测力计的位置进行检验，检验合格后进行预紧。⑶测力计安装就位后，加荷张拉前，应准确测量其初始值和环境温度，连续测三次，当三次读数的最大值与最小值之差小于1%F.S时，取其平均值作为监测的基准值。⑷锚索施工时，观测锚索应在对其有影响的周围其它锚索张拉之前进行张拉加荷。⑸基准值确定后应按设计技术要求分级加荷张拉，逐级进行张拉监测：一般每级荷载应测读一次，最后一级荷载应进行稳定监测。每5min测读一次，连续测读三次，最大值与最小值之差小于1%F.S时则认为稳定。⑹张拉荷载稳定后，应及时测读锁定荷载；张拉结束后应根据荷载变化速率确定监测时间间隔；最后进行锁定后的稳定监测。⑺锚索测力计及其电缆应设置保护装置。〔十四〕温度计⑴在碾压混凝土坝体内埋设温度计时，一般不考虑方向，可直接埋入混凝土内，埋设位置误差应控制在5cm以内。⑵在坝体上游面附近埋设测水库温度的温度计时，应使温度计轴线平行坝面，且距坝面5～10cm。⑶在混凝土表面埋设温度计时，可在该层混凝土捣实后挖坑埋入，再回填混凝土，用人工捣实；在浇筑层底部或中部埋设温度计时，也可挖坑埋人，然后回填混凝土，振捣时振动器距离温度计不小于0.6m。⑷埋设在坝基钻孔中的基岩温度计，可预先按设计埋设深度要求绑扎在Φ8导向筋上，以便控制仪器埋设位置。仪器定位后即可回填混凝土，并引出观测电缆。〔十五〕地下水长期观测孔⑴钻孔严禁泥浆护壁，终孔孔径Φ110mm。钻孔结束后用清水冲洗，要达到水清砂净无沉淀，并测读地下水位。⑵测压管用金属管或塑料管加工，包括花管和导管两部分，内径Φ50mm。花管段长不少于5m，透水孔孔径Φ4～6mm，面积开孔率18%～25%，排列均匀。花管外部采用土工布包裹后，采用铜丝扎紧。⑶进水段可能产生塌孔或管涌时，花管段外应有反滤设施。⑷在进水花管段底部充填粒径为10～20mm的砂砾石垫层，厚度不小于30cm。将进水花管和导管依次连接放入孔内，花管段底部位于砂砾石垫层上。⑸在进水花管周围填入粒径为10～20mm的砂砾石，再填入100cm厚的细砂，细砂上部注入水泥浆或水泥膨润土球，余下的孔段全部用水泥砂浆灌满。⑹按照施工图纸所示或监理人指示浇筑孔口混凝土保护墩和安装孔口保护盖板。〔十六〕量水堰安装⑴量水堰采用直角三角形堰。⑵按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板，量水堰的堰板采用厚度≥6mm的不锈钢板制作。过水堰口下游侧切削成45º坡口。⑶堰槽采用矩形断面，其总长度应大于7倍堰上水头，且不小于2m。其中堰板上游的堰槽长度大于5倍堰上水头，且不小于1.5m；堰板下游的堰槽长度大于2倍堰上水头，且不小于0.5m。堰槽宽度不小于堰口最大水面宽度的3倍。⑷在堰槽的预留位置安装堰板，堰顶至排水沟沟底的高度大于5倍堰上水头，堰板应直立且与水流方向垂直。堰板为平面，局部不平处不大于±3mm。堰口的局部不平处不大于±1mm。堰板顶部保持水平，两侧高差不大于堰宽的1/500。直角三角堰的直角，误差不大于30″。⑸堰板和侧墙保持铅直。倾斜度不大于1/200。侧墙局部不平处不大于±5mm。堰板与侧墙垂直，误差不大于30″。⑹两侧墙应平行。局部的间距误差不大于±10mm。⑺测读堰上水头的测针，设在堰板上游1.0m处。〔十七〕无应力计及应变计组⑴按设计要求，先测量放样，确定应变计的埋设位置。碾压混凝土内应变计组埋设中心点范围2m内应采用等强度的常态混凝土置换。⑵采用预埋锚杆固定支座位置和方向。在支座上安装支杆，调准支杆的方向，再将应变计固定在支杆上。埋设仪器的角度误差不超过1º。⑶小心填筑仪器周围回填，剔除土中8cm以上的大骨料，人工振捣密实。下料时距仪器1.5m以上。埋设前设置无底保护木箱，埋设时保持仪器的正确位置和方向，及时检查，发现问题要及时处理或更换仪器。⑷埋没过程中进行现场维护，不允许非工作人员进入埋设点2m半径范围以内。仪器埋好后，设置明显的标记，并留人看护。（见图18-8）图18-8无应力计安装图〔十八〕预留孔砼管的埋设⑴坝体混凝土内部正垂线预埋管位应以测量控制点精确放样。⑵在混凝土浇筑前，在预留孔位四周用钢筋焊放样架(样架