第11章大坝原型观测工程施工

第十一章仪器埋设及原型观测11.1概况根据招标文件，本工程需要进行仪器埋设及原型观测的工程项目为大坝永久建筑物。根据以往施工经验，在不同的监测断面布置埋设的观测仪器包括：倒垂设备、强制对中基座、水准标点、经纬仪、自动安平水准仪、渗压计、绕坝渗流观测设备、钢筋计、二向应变计、无应力计、测缝计、基岩变位计等。11.2工作内容及工程量原型观测的工作内容主要包括本合同大坝工程观测仪器设备的采购、运输、验收和保管；仪器安装前的测试率定、安装埋设和维护；施工期观测及资料的整编；观测仪器设备和观测资料的移交等。监测工程量详见表11-1《监测仪器设备工程量清单》和表11-2《监测土建工程量清单》。监测仪器设备工程量清单表11-1序号项目名称设备名称单位数量备注1倒垂线倒垂装置套2DC-600B2铟钢丝m48φ1.2mm3收敛观测测桩保护罩个754光学垂线坐标仪底盘个25光学垂线坐标仪台1CG-2A6双金属标双金属标组建套17视准线设备强制对中底盘及标盖个6F-1A8水准标及标盖个6B-29活动觇牌台2M-400C10固定觇牌台2M-450A11经纬仪套1J2B12自动安平水准仪套1S3BZ13渗压计支4SZ-4监测仪器设备工程量清单续表11-1序号项目名称设备名称单位数量备注14绕坝渗流观测孔观测管m85UPVC4015管口保护装置套516压力传感器支5GK-4500B17应力应变钢筋计支618二向应变计组1DI-2519无应力计套1配DI-2520测缝计个1CF-1221基岩变位计传感器及组件套1配CF-1222二次仪表、辅助及电缆数字电桥台2PRM-123率定器台1CM24钢尺式电测水位计台1CPR6-30M25振弦仪器读数仪台1VW-403C26五芯观测电缆m2300YSZW×0.7527四芯屏蔽电缆m1500BGK2-250V628电缆热缩接头套2×5029采集装置集线箱台2监测土建工程量清单表11-2序号项目名称设备名称单位数量备注1混凝土工程倒垂测墩座22混凝土测墩个63钻孔倒垂钻孔m42φ100mm4双金属标钻孔m13φ110mm5绕坝渗流观测孔钻孔m85φ110mm6基岩变位计钻孔m8φ110mm7观测房座24m211.3观测工程施工程序根据本工程观测仪器埋设技术要求及工程施工特点，初步拟定的观测工程施工程序见框图。观测仪器施工程序框图图11-111.4引用标准和规范规程（1）《混凝土坝安全监测技术规范》（试行）SD336-89（试行）；（2）《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91；（3）《土石坝安全监测技术规范》SL60-94；（4）《国家三角测量规范》GB/T17942-2000；（5）《水利水电工程测量规范》DLT202-81；（6）《大坝安全自动化检测系统设备基本技术条件》SL268-2001。仪器现场室内率定生产准备阶段向项目监理提交仪器资料、开工申请预埋件埋设附件加工室内试安装阶段现场安装阶段安装、调试、观测检查仪器及附件的匹配性、确定安装方法观测、电缆保护及竣工移交监理现场检查、验收现场测点放样仪器及电缆订购OKOKNONONOOK11.5原型观测仪器安装埋设方法与措施11.5.1一般要求（1）在观测仪器设备安装前84天，按施工图纸要求和监理人指示，提交一份观测仪器设备采购计划，报送监理人审批，其内容包括仪器设备清单、各项仪器设备的采购时间和计划安装时间。（2）在采购合同签订前56天向监理人报送拟采购的仪器设备详细资料，经批准后方可采购。根据工程施工进度，提前订购仪器及电缆，仪器及电缆订购量以满足一定的施工时段为原则，避免存放过久。（3）在仪器埋设前56天将观测仪器设备的安装、埋设及维护的施工措施详细说明报送监理人审批，内容包括安装埋设方法、埋设时间以及与工程施工进度的协调、施工期维护措施等。在监理人的直接监督下进行全部埋设工作，及时向监理人报告埋设中发生的问题，并提供有关质量检查记录。（4）对埋设的全部设备、电缆、控制标点等进行统一编号，并建立档案卡片，绘制埋设竣工图，报送监理人。在整个施工期直至竣工验收前，保持仪器编号数字的清晰。（5）将观测仪器设备的埋设计划列入建筑物施工进度计划中，防止建筑物施工与观测仪器设备埋设段间的相互干扰。在施工过程中对埋设点要进行测量放样。并做好明显标志，同时设现场监护看守及必要的保护装置，防止一切观测仪器设备、电缆受到机械或人为的破坏。（6）依据设计图纸进行仪器设备选型，要求该仪器设备性能稳定，已在相应的大型水利水电工程中有成功的工程实践。对仪器的选购由专业工程师负责，经监理人批准后，按设计图纸和技术规范要求进行采购，保证仪器规格、型号、技术指标等均满足设计要求，并按照有关规范要求对全部仪器进行相应的率定测试，测试记录存档备查并上报监理人。（7）提前20天做好各种附件的加工，并在仪器埋设前7天，先在室内试安装，发现问题，及时改进。（8）仪器运抵现场后，在仪器埋设前，提前一个月对仪器进行现场温度及力学等性能率定，温度性能率定采用恒温水箱进行。（9）仪器率定后，按监理人批准的仪器编码系统，对各种仪器进行统一编号，并建立档案卡片。（10）根据灌浆施工进度，向监理人提交仪器埋设开工申请表，监理人审核批准后，方可进行仪器埋设施工。（11）严格按照招标文件、技术规范要求进行仪器设备的埋设施工、原型观测及资料整理、报送。11.5.2安装埋设前的准备工作11.5.2.1仪器的采购、运输和储存采购符合设计要求、性能稳定、质量可靠、精度符合要求的仪器设备，仪器出厂时，应用兆欧表分别检查每根芯线与仪器外壳之间的绝缘电阻，阻值应大于500MΩ，用万用表检查电缆的每根芯线，是否有断线。仪器设备在运输过程中，轻拿轻放，平稳放置，避免受挤压、撞击和振动。仪器储存在干燥、无腐蚀品的仓库中，禁止其它人员翻动仪器设备，以免损坏。11.5.2.2仪器的测试、率定仪器在出厂时必须经过严格检验，购买仪器后还需要对其率定，以检查仪器的准确度及是否损坏或失灵。仪器经过测试、率定后才能安装、埋设。11.5.2.3技术准备工作仪器安装人员要熟悉设计图纸、技术规范、仪器使用说明书等技术资料，了解工程的体型、结构、土建施工进度计划等。11.5.2.4仪器电缆的加长及编号仪器使用的水工电缆，用专用的热缩套管进行连接，每支仪器在安装前检查其常温绝缘电阻是否大于50MΩ，电缆联接前，先套上大、小热缩套管，用松香和锡焊接每根芯线，也可以用电炉将锡条融化，芯线接头在融化的锡液中蘸一下。芯线焊接完成后，用热风枪吹小热缩套管使其紧缩，再用热风枪吹大热缩套管使其紧缩，然后用兆欧表测试其绝缘电阻，若小于50MΩ，应切去接头重新焊接。每支仪器按图纸要求的设计编号每20m电缆编一个号，电缆的两端至少各编一个号。编号用纸写上设计编号卷在电缆上，用透明胶带缠紧。11.5.2.5土建施工准备和其它准备土建施工准备工作在仪器安装前均应完成，如基岩变位计、双金属标、绕坝渗流观测孔及倒垂设备的钻孔，测缝计套筒的锚固等，均应提前完成。另外安装工具如兆欧表、万用表、塑料焊枪、电烙铁、钳子、扳手、螺丝刀等均应提前做好准备。11.5.3主要观测仪器的安装埋设方法11.5.3.1表面变形监测点（1）表面变形监测点标墩为现浇钢筋混凝土墩，表面变形监测点标墩高于地面1.2m，在基岩或原状土层（本土层）埋深0.5～1.3m。（2）标墩顶部设置强制对中盘。（3）埋深时，强制对中盘应调整水平，其倾斜度不得大于4°。（4）水准测量标志为不锈钢标志，在边坡开挖至设计安装水准标志测点的高程后，随即设置相应的水准标志。边坡上的每个标点应在规定位置和高程的20mm内设立。已经安装好的每个标点的周围应设置合适的保护设施，以防边坡继续开挖和修坡的落石损坏。11.5.3.2收敛测桩保护罩（1）收敛观测断面应紧靠掌子面布置，距离不得超过1m。（2）安设计要求布置测点（线）。（3）清除测点埋深处的松动岩石，用钻孔工具垂直洞壁打孔，孔径视测桩大小而定，埋深深度不易大于20cm。安装必须牢固，外露挂钩圆环（或球头、锥头），应尽量靠近岩面，不宜出露太长。（4）测桩埋设好后，接着安装上测点保护装置（保护罩）。保护罩应有足够的钢度，安装要牢固。11.5.3.3基岩变位计安装（1）钻孔钻孔采用地质钻机钻孔，取岩芯，并做地质描述。钻孔孔径110mm，严格按照设计要求的孔位孔深施钻，孔位偏差不得大于20cm，孔口0.6m段同轴线扩大至不小于130mm（具体视仪器尺寸确定）。当钻孔穿越破碎带时，必须进行灌浆处理。钻孔完成后应冲洗干净，保证孔壁光滑畅通。钻孔施工和洞挖、钢筋安装施工应协调安排，不影响其它工程施工。（2）装配和安装仪器安装前首先进行孔口密封，并将保护管放入钻孔中，用砂浆回填，固定保护管。待孔口砂浆凝固后装配测杆和锚头，测杆与测头部分应密封好，以防灌浆时浆液流入测杆保护管。将测杆、锚头、灌浆管和排气管放入钻孔中，接在连接管上，固定测杆，并接入压浆机。基岩变位计的测杆和PVC护管的各接头应连接牢固，并逐段向孔内送进。安装过程中应在护管和测杆上编号，以防混淆。（3）灌浆测杆和护管及灌浆管安装就位后，用水泥浆进行全孔灌浆，灌浆浆材的水灰比为0.5：1，灌浆压力为0.2MPa。灌浆利用压浆机将水泥浆灌入钻孔中以锚固锚头，灌浆直至水泥浆从排气管中排出，并保持一段时间，停止灌浆。待水泥浆凝固后安装孔口装置：取下灌浆管，将传感器和测杆连接，调节传感器量程至适当位置，锡焊连接传感器和外引电缆线，装上保护帽。11.5.3.4测缝计安装（1）在设计位置进行钻孔，直径不小于90mm，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，使筒口和孔口平齐。（3）混凝土浇至高出仪器埋设位置20cm时，挖去捣实的混凝土，打开套筒盖，取出填塞物，旋上测缝计，回填混凝土。（4）混凝土浇筑时，守护人员应加强保护，避免混凝土拌合物直接冲击仪器。11.5.3.5钢筋计安装（1）钢筋计与钢筋的连接接头要求满足同级别、同直径的要求，仪器安装前，应除去表面的铁锈，以保证和混凝土良好结合。（2）安装、绑扎带钢筋计的钢筋，将电缆引出点朝下。（3）将钢筋计与钢筋焊好，应保证中心线对正，必须由技术水平较高的焊工完成，专业人员现场及时检查，如发现有焊接质量较差的部位必须重新焊接。（4）焊接时仪器两端要包上棉纱并不断浇冷水，直至焊接完毕，钢筋冷却至常温，焊缝在发黑（未冷尚红）之前，切忌浇上冷水，焊接过程要不断监测仪器温度，不超过60℃。一般可控制在30～40OC以内。（5）装有钢筋计的钢筋不能做为电弧焊的地线连接。（6）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。11.5.3.6混凝土应变计安装（1）按设计要求，先测量放样，确定应变计的高程、埋设位置。应变计应严格控制方向，埋设仪器的角度误差应不超过1°。（2）当混凝土浇筑到距仪器高程20cm时，用自制的无底保护箱将埋设点围起来，平整底面，预埋固定应变计的支架。（3）人工回填同标号的仓内混凝土20cm厚，剔除混凝土中8cm以上的大骨料，达到埋设高程底部，用汽油或甲苯将仪器两凸缘盘擦净，在将仪器固定在支架上，仪器安装好后，控制好方向和角度。（4）在保护箱内分层回填混凝土，并用插钎人工捣实，直至仪器全部埋入。（5）混凝土下料时应距仪器1.5m以上，振捣器不得接近应变计1.0m范围以内。（6）在回填和振捣过程中应随时检查仪器的角度和方向，有位移应及时调整，并同时观测电阻和电阻比，一经发现损坏，即刻更换仪器。（7）在仪器顶部再覆盖一层50cm厚的混凝土，捣实后取出保护箱。11.5.3.7无应力计安装（1）用无应力筒自带的铅丝将无应力计固定在隔离筒的中心位置，尽量无倾斜，且固定要牢固，以免砼注入后有较大变形，影响观测精度。（2）将系牢应变计的无应力计隔离筒用辅助钢筋架立在埋设点位，距相邻应变计1.5m。（3）待混凝土浇至仪器埋设高程后，将系牢应变计的无应力计隔离筒筒口朝上，调整好筒体方向，使筒体中心轴垂直水平面。（4）用中