监测仪器埋设方法.doc

关于上报瓦斯河龙洞水电站安全监测仪器埋设施工措施的报告致：西江肇庆水电有限公司监理部根据龙洞水电站工程进展需求，现将安全监测仪器（测压管、渗压计、温度计、锚杆应力计、多点位移计、遥测水位计、绕渗孔管、双标倒垂校测系统、真空激光准直系统）埋设施工措施上报贵部，请审批。附：1.测压管埋设施工措施2.渗压计埋设施工措施3.温度计埋设施工措施4.锚杆应力计埋设施工措施5.多点位移计埋设施工措施6.遥测水位计埋设施工措施7.绕渗孔管埋设施工措施8.双标倒垂校测系统埋设施工措施9.真空激光准直系统埋设施工措施瓦斯河龙洞水电站安全监测项目部 项目经理： 年 月 日测压管埋设施工措施1、钻孔：按设计深度钻孔，孔径76mm，深度1010.5m。2、测压管钻孔完成后进行灵敏性检验。检验采用压水试验法，水压力为0.10.2MPa。如漏水量极小或不漏水时，要加深钻孔或重新钻孔。3、准备好导管，导管底部1.0m为钻有小孔的花管段，并用土工布包裹。导管采用76mm的PVC管。4、将导管放入孔内，下管过程中，必须连接严密，吊系牢固，保持管身顺直。5、导管周围先填入510mm砾石1.5m，上部再填入510mm砾石0.2m,在上面填25mm的小砾石0.2m，上部填入普通水泥混凝土，最上面为0.5m水泥砂浆。6、将包有无纺土工布的渗压计放入导管内。7、孔口保护装置力求简单、牢靠，操作方便，适应于无压、有压的情况，并具有自动化监测的功能。拟采用定型产品，具有渗压计电缆出口，可连接压力表有水嘴显示孔内是否有压等功能。测压管的安装方法如图所示。渗压计埋设施工措施1、在钻孔中的安装对于钻孔埋设的孔隙水压力计，钻孔孔径76mm、孔深约10.010.5m，在钻孔完成及仪器安装埋设前均需将孔内清洗干净。在孔隙水压力计检测合格后，仪器安装埋设前，取下透水石，在钢膜片上涂层防锈油，将其放入去气水中浸泡2小时以上，使透水石充分饱和，排除透水石中的气泡，然后将其放入预制无纺布袋中，用中细砂包裹测头并充满布袋，再浸泡到水中待用。安装埋设时先在孔底回填中粗砂约25cm，然后将装有孔隙水压力计的无纺布袋放入孔内，准确测量仪器埋设高程后，再回填中粗砂至孔口约15cm，仪器周围形成砂包裹体。向孔内注入清水，使砂反滤饱和，引出电缆并用简易盖板封堵孔口，再用水泥砂浆封孔。2、在混凝土内安装埋设对于在混凝土间埋设的孔隙水压力计，孔隙水压力计准备工作同上。在回填混凝土时，自埋设位置起预留一个深30cm，直径20cm的孔，在孔内铺一层细砂，将孔隙水压力计放在砂垫层上。孔内用细砂将孔隙水压力计埋好，孔口放一钢盖板，引出电缆，再浇筑混凝土，测读初始值。渗压计的安装方法如图所示。温度计埋设施工措施1、 埋设在坝体内的温度计一般不考虑方向，可直接埋入混凝土内，位置误差应控制在5cm。2、 埋设在上游面附近的库水温度计，应使温度计轴线平行坝面，且距坝面5cm10cm。3、 埋设在混凝土表层的温度计，可在盖层混凝土捣实后挖坑埋入，回填混凝土后用人工捣实。4、 埋设在浇筑层底部或中部的温度计，捣实时，振动器距温度计不小于0.6m。5、 埋设在钻孔中的基岩温度计，可预先绑扎在细木条上，以便于控制仪器位置。温度计的安装方法如图所示。1、固定圈；2、保护套；3、密封胶；4、电缆；5、模板；6、温度计；7、锚固杆；8、坝体；锚杆应力计埋设施工措施1、按设计要求钻孔，钻孔直径应大于锚杆应力计的最大直径，钻孔平直，其轴线弯曲度应小于钻孔半径。钻孔结束后冲洗干净，防止孔壁沾油污。2、点焊式锚杆应力计按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计，将仪器两端的连接杆分别与锚杆焊接在一起，焊接强度不低于锚杆强度。焊接过程中应采取措施避免温升过高而损伤仪器，点焊式锚杆应力计安装埋设见图2-4。3、在已焊接锚杆应力计的监测锚杆上安装排气管，将组装检测合格后的监测锚杆送入钻孔内，引出电缆和排气管，插入灌浆管，用水泥砂浆封孔。4、姐妹式锚杆应力计埋设前，将设计要求的锚杆应力计捆绑在中空注浆锚杆上，送入钻孔中指定位置，电缆用尼龙线绑扎在锚杆上，顺锚杆牵引出来并引至观测站。锚杆应力计的安装方法如图所示。多点位移计埋设施工措施1、地面组装： 测杆要完全组装（传感器除外）并固定灌浆管，同时每隔一定的距离用胶带将测杆保护管绑扎固定。在钻孔附近停一辆吊车或搭设支架，然后，装好安装工具，将位移计起吊向下放入钻孔中。起吊位移计时，可保持最小挠曲半径3米以防钢杆的永久弯曲。2、孔口组装：孔口组装要求组织有序。有时可能要从最深的锚头开始，将每个锚头或连杆逐根组装或安装，同时做好测杆编号标记，以防混淆。每个锚头都要绑有安全绳。灌浆管也可固定在锚头上。3、测杆及基座组装：测杆与基座及其排气管也可以在安装前预装，这不但方便可克服施工场地狭小与不便，还可以成倍提高工效。根据钻孔方向固定灌浆管与排气管。一般情况下，如果钻孔方向向上、斜向上的钻孔，可不安装灌浆管或灌浆管深入孔口5m或至孔深的一半，排气管则深入孔底（注意在排气管底端0.1m段钻一些小孔利于排气）。对于水平孔、斜向下及正垂向下孔，灌浆管需深入孔底（较最深的锚头长1m）,排气管可不安装或仅深入基座100mm即可。灌浆管可从仪器基座与钻孔孔壁间的缝隙引出。对于钻孔方向向上的情况，需要对孔口进行必要的封堵，然后再灌浆封孔。4、灌浆使用现场工程师指定的灌浆材料，推荐的水灰比为1：0.5。在灌浆前，首先要将管路用泵打入水以降低摩擦。4.1、沿孔向下灌浆对于垂直或倾斜的向下孔，通常一根灌浆管就足够了（参见上图），但是为防止管路堵塞或需要二次灌浆，可事先设第二根灌浆管从灌浆保护管外侧引出孔口。将第二根管端用胶带或其他固定材料固定在底部锚头旁。安装测杆的时候，将配管拉入孔中。将短的灌浆管用胶带粘在安装基座以下大约一半长处的一根管上。当使用长的灌浆管有问题时可使用这根管。4.2、沿孔向上灌浆向上灌浆的孔在安装测杆时，可参照上图设置第二根灌浆管，第二根灌浆管长1.5m为宜，均从灌浆套管外侧引出孔外。假设第一根灌浆管的目的是进行灌浆封孔，用第二根灌浆形成灌浆塞以封堵孔口。此种方法适用于向上的钻孔较深，灌浆压力较大的情况。说明：测杆安装完毕后，用浸泡在速凝水泥中的材料密封灌浆保护管周围。然后用泵将速凝水泥浆从第二根灌浆管注入钻孔，形成塞，并留出时间让塞硬化。最后用泵将灌浆从第一根灌浆管注入钻孔。当灌浆从通气管返回，说明钻孔已经完全灌满，将管折过来并用绳扎紧。5、灌浆压力为保证灌浆的效果，灌浆（在孔口处）压力应控制在0.5Mpa，但是如果向上灌浆，则压力可根据孔深适当增大。6、安装传感器传感器的安装是整个安装过程的最后一部，必须所有灌浆和围绕着钻孔的工作都已完成。在安装传感器之前，需将连接电测基座与安装基座的两只基座固定螺栓松开，以便于传感器的插入。松开传感器电测基座上的固定螺栓，将传感器插入安装孔，达到测杆连接点后将传感器向连接方向施加一定压力顺时针旋入测杆顶部的连接孔中，推荐的方法是使用平口的螺丝刀插入传感器尾端的螺丝上拧入。多点位移计的安装方法如图所示。遥测水位计埋设施工措施1、将准备好的弯型导管，与底板同步施工埋设，导管底部用不锈钢丝网包裹。2、将导管预埋在混凝土中，预埋过程中，必须连接严密，吊系牢固，保持管身顺直。3、在施工过程中要严格保护好遥测水位计管，以免发生不必要的损伤。4、将遥测水位计放入导管内。5、孔口保护装置力求简单、牢靠，操作方便。管口具有将电缆引出的固定装置。遥测水位计的安装方法如图所示。绕渗孔管埋设施工措施1、钻孔：按设计深度钻孔，孔径90mm，深度10.010.5m。2、测压管钻孔完成后进行灵敏性检验。检验采用压水试验法，水压力为0.10.2MPa。如漏水量极小或不漏水时，要加深钻孔或重新钻孔。3、准备好导管，导管底部1.0m为钻有小孔的花管段，并用土工布包裹。导管采用50mm的聚氯乙烯管。4、将导管放入孔内，下管过程中，必须连接严密，吊系牢固，保持管身顺直。5、导管周围先填入510mm砾石1.5m，上部再填入510mm砾石0.2m,在上面填25mm的小砾石0.2m，上部填入普通水泥混凝土，最上面为0.5m水泥砂浆。6、将包有沙袋的渗压计放入导管内。7、孔口保护装置力求简单、牢靠，操作方便，适应于无压、有压的情况，并具有自动化监测的功能。拟采用定型产品，具有渗压计电缆出口，可连接压力表有水嘴显示孔内是否有压等功能。绕渗孔管大样如图所示。双标倒垂校测系统埋设施工措施1.倒垂造孔1)按设计要求的孔位、孔径和孔深钻孔，采用岩芯钻，终孔有效孔径大于220mm。将岩芯尽量取全，特别对于断层、软弱夹层(带)应尽量取出，按工程地质规范进行详细描述，作出钻孔岩芯柱状图。2)钻孔时，选择性能好的钻机，在钻孔处用混凝土浇筑钻机底盘，预埋紧固螺栓。严格调平钻机滑轨(或转盘)，其倾斜度应小于0.1%。然后将钻机紧固在混凝土底座上。3)孔口埋设长度3m的导向管，导向管必须调整垂直，其倾斜度应小于0.1%，并用混凝土加以固结。4)钻具上部应装设导向环，导向环外径可略小于导向管内径2mm4mm。钻进时，采用低转速、小压力、小水量。5)每钻进1m2m应检测一次钻孔偏斜值，一旦出现偏斜，首先分析原因，采取切实可行的纠斜措施。检测可采用倒垂浮体组配合弹性置中器进行，6)测定钻孔不同高程处钻孔中心线位置与孔口中心位置的偏心距。2.保护管(套管)的埋设1)保护管采用127mm管壁6mm厚的无缝钢管。保护管(套管)每隔3m8m焊接4个大小不同的U形钢筋，组成断面的扶正环。2)保护管保持平直，底部加以焊封。保护管采用丝口连接，接头处精细加工，保证连接后整个保护管的平直度，安装保护管时全部丝口联接缝用防渗漏材料密封。3)下保护管前，在钻孔底部先放入水泥砂浆(高于孔底约1.0m)。保护管下到孔底后略提高，但不得提出水泥砂浆面，并用钻机或千斤顶进行固定。4)然后准确测定保护管的偏斜值，若偏斜过大，加以调整，直到满足设计要求，方可用M15水泥砂浆固结。待水泥砂浆凝固后，拆除固定保护管的钻机或千斤顶。3.双金属标的安装1)在保护管(套管)内安装双金属管，与倒垂孔兼顾使用，双金属管采用钢管和铝管。钢管和铝管安装前采样测定温度线膨胀系数，其测量误差要求小于210-7/。2)为固定双金属管在套管内的位置，每隔2m设置一个厚25mm的橡胶环，钢心管和铝心管从其中穿过，橡胶环的大小保证心管不晃动。3)钢管采用丝口连接，铝管采用管箍连接。钢管和铝管每隔4m5m焊接4个导向柱板，组成一环导向装置。4)双金属管的底盖应采用青铜棒专门加工，顶部带有人工测量基座，底盖密封止水。5)在双金属管底部设锚块，锚块采用A3钢加工，与双金属管连接处攻丝，连接处密封不得漏水。6)埋设双金属管时，向孔底放入1.10m厚、加了缓凝剂的M15水泥砂浆，将双金属管慢慢放至孔底，锚块沉入水泥砂浆深处。7)浇筑混凝土观测墩，将双金属标传感器固定在观测墩上，仪器安装调水平。调整初始位置。4.倒垂的安装1.安装锚块、灌浆（1）清理管口周围的杂物以防掉入孔中，然后用潜水泵把管内的水抽干净。（2）安装好锚块组件、钢丝、灌浆塑料管（1寸管）备用。将灌浆塑料管先在地上拉直一段时间，并根据孔深在灌浆塑料管上标出刻度，保证灌浆管能准确放到垂线管底。（3）按图纸要求根据锚块的锚固长度，计算好所需的灰浆量。按水灰比0.7：1搅拌成纯水泥浆，要求搅拌均匀，灰浆中不得有超过35mm颗粒状物体，要求水泥浆浓度适合，可以顺畅通过灌浆塑料管流入垂线孔即可。水泥浆总量应大于根据护管大小以及设计的灌浆深度计算的总体积。（4）将灌浆塑料管（不得弯曲）一头缓慢放入孔内，对照刻度与管深，将其放到管底后，提起约10cm。将塑料管上端留出足够位置后割断，插上漏斗，将搅拌均匀的水泥浆均匀持续的灌入管内。灌浆时须计量，在计算灌浆量的基础上增加一定富余，以补充水泥浆凝固后的收缩量。（5）将锚块和铟钢丝缓缓放入孔底，在确定锚块接触到管底后，将锚块提起约5cm左右，上好钢丝夹件。（6）对照有效孔径图纸，在钢管上找到Y、X方向四个缺口，用棉纱线两头挂重物（水泥块）卡在四个缺口上，即可将钢管管口按X、Y方向平均分成四个象限，棉纱线交叉点就是钢管管口所形成的圆的圆心，在图纸上量出圆心到有效孔径中心的X、Y方向的坐标，就可找到有效孔径中心的位置。反复调节使铟钢丝缓慢移动到有效孔径圆心位置。（7）做好铟钢丝的保护措施，派专人看护铟钢丝支架以防造到移位破坏。2.浮体组安装（1）待锚块埋设5天左右，安装浮体组。（2）安装前拉动铟钢丝，确定铟钢丝已锚固好。（3）将浮桶等悬挂按设计位置、方向安装好，仔细调节浮桶位置，使其中心对准有效孔径中心。将铟钢丝与夹件装到浮桶上，拉紧后夹稳，灌入变压器油，使浮子浮动起来，调节浮筒位置，使使浮子水平、连杆垂直，浮子位于浮桶中心，处于自由状态。3.坐标仪的安装（1）先把垂线坐标仪底板调整水平，使仪器的纵、横轴读数各平行于坝轴线坐标线，坐标仪的读数显示屏面向上游方向。（2）调整垂线坐标仪使观测值处于仪器读数范围的中间值2530mm附近。（3）安装完成后随即进行观测，测取初始值。（4）做好垂线坐标仪的防护工作，以防廊道渗水、滴水造成垂线坐标仪出现故障，影响观测。4.垂线观测（1）观测前，检查垂线是否处在自由状态，若不在自由状态经调整后，待钢丝静止后进行观测。（2）本工程使用光电式垂线坐标仪，每次观测两个测回，观测前检查垂线坐标仪是否处