大壩監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝方法研究.doc

大壩監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝方法研究摘要：文中主要介紹了大壩的基本情況，監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)布置的幾個(gè)主要部分以及監(jiān)測(cè)儀器的選擇以及大壩監(jiān)控設(shè)備的安裝過(guò)程。關(guān)鍵詞：工程概況 設(shè)計(jì)布置 監(jiān)測(cè)儀器 設(shè)備安裝On Experience to Install Monitor Instruments in Reservoirs DamAbstract: This paper describes the basic situation of the dam to monitor the design and layout of the main part of the selection of monitoring equipment and installation of dam monitoring equipment.Keywords: Project Overview; design and layout; monitoring instruments; equipment installation1 工程概況水庫(kù)位于浙江省東部主要支流亭旁溪上，壩址位于下游800m處，距鎮(zhèn)16.5km，距9.5km，壩址以上集水面積24.1km2。另從亭旁溪支流芹溪上引水至庫(kù)內(nèi)，堰址位于芹溪村上游1.6km處，距芹溪與旁亭溪匯合口2.7km，引水面積8.06km2。設(shè)計(jì)流域多年平均降水量1743mm，多年平均徑流深1067mm。攔河壩為砼面板堆石壩，按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水校核。正常蓄水位106m，設(shè)計(jì)洪水位109.35m，校核洪水位110.20m，總庫(kù)容3009萬(wàn)m3，防洪庫(kù)容643萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容2428萬(wàn)m3。壩頂高程110.6m，防浪墻頂高程111.8m，最大壩高53.6m，壩頂寬6m，長(zhǎng)386m。大壩上、下游壩坡均為1：1.3。壩體堆石分區(qū)填筑，分層碾壓，自上游至下游依次分4個(gè)主要填筑區(qū)。大壩防滲系統(tǒng)由砼面板、趾板、上游“L”形防浪墻、岸墻、基礎(chǔ)砼防滲墻和灌漿帷幕及接縫間止水組成。溢洪道采用表孔，為有閘控制的正槽式溢洪道，由進(jìn)水渠、控制段、泄槽和消能段組成。2、大壩監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)布置本工程監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)布置主要分為以下幾個(gè)部分：1、壩體表面變形觀測(cè)；2、大壩內(nèi)部變形觀測(cè)；3、接縫觀測(cè)；4、壩基、繞壩滲流觀測(cè)；5、砼面板應(yīng)力、應(yīng)變觀測(cè)；6、下游河床水位觀測(cè)及庫(kù)水位觀測(cè)等。2.1 表面變形觀測(cè)水平位移觀測(cè)采用視準(zhǔn)線法，共設(shè)置8條視準(zhǔn)線，每條視準(zhǔn)線在兩岸基巖上各布置一個(gè)工作基點(diǎn)和一個(gè)校核基點(diǎn)，用以監(jiān)測(cè)大壩表面測(cè)點(diǎn)的水平位移。在兩岸岸坡，穩(wěn)定的基巖上設(shè)置水準(zhǔn)工作基點(diǎn)，用以監(jiān)測(cè)大壩表面水準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)的垂直位移。監(jiān)測(cè)方法：表面豎向位移采用水準(zhǔn)法測(cè)量，表面水平位移采用視準(zhǔn)線法測(cè)量。2.2 內(nèi)部變形觀測(cè)根據(jù)設(shè)計(jì)，在軸向樁號(hào)壩0+130.0m、壩0+235.0兩個(gè)斷面分三層（高程62.00m層5個(gè)測(cè)點(diǎn)，高程76.50m層4個(gè)測(cè)點(diǎn)、高程94.50m層2個(gè)測(cè)點(diǎn)）布置水管式沉降儀，用來(lái)觀測(cè)壩體內(nèi)部垂直位移。2.3 接縫觀測(cè)鋼筋混凝土面板是混凝土面板堆石壩防滲止水的關(guān)鍵部位，面板通過(guò)趾板與岸坡或壩基緊密連接，面板與趾板之間設(shè)有周邊縫，面板與面板之間設(shè)有垂直縫。在水壓力作用下，面板及周邊縫、垂直縫工作狀態(tài)的好壞，直接影響到大壩的運(yùn)行安全，本工程設(shè)置了面板周邊縫和垂直縫變形監(jiān)測(cè)。為了解周邊縫在水庫(kù)蓄水后的三向位移，在河床部位設(shè)置12組二向測(cè)縫計(jì)，用以監(jiān)測(cè)面板平面上的張開(kāi)度（開(kāi)合向位移）和垂直于面板的不均勻沉陷（法向位移）；在兩岸約三分之一、三分之二壩高處以及岸坡較陡和坡度突變處共布置4組三向測(cè)縫計(jì)，用以監(jiān)測(cè)面板和趾板之間在面板平面上的張開(kāi)度和垂直于面板的不均勻沉陷以及沿周邊縫的錯(cuò)動(dòng)（切向位移）。2.4 滲流觀測(cè)1、壩基滲流觀測(cè)為了解壩基滲漏情況，選取了4個(gè)斷面，布置了10只滲壓計(jì)，用以監(jiān)測(cè)壩基的滲壓力。2、繞壩滲流觀測(cè)在大壩左、右岸各設(shè)置了3根測(cè)壓管，用于繞壩滲流觀測(cè)。2.5 砼面板應(yīng)力、應(yīng)變觀測(cè)1、鋼筋計(jì)在壩0+123.4、壩0+231.4砼面板內(nèi)布置了6套鋼筋計(jì)，觀測(cè)砼面板鋼筋應(yīng)力變化。2、應(yīng)變計(jì)在壩0+123.4、壩0+231.4砼面板內(nèi)布置了6套應(yīng)變計(jì)及6支無(wú)應(yīng)力計(jì)，觀測(cè)砼面板應(yīng)力變化。2.6 下游河床水位觀測(cè)及庫(kù)水位觀測(cè)1、下游河床水位觀測(cè)在下游河床設(shè)置2根測(cè)壓管，觀測(cè)下游河床水位情況。2、庫(kù)水位觀測(cè)在右岸前方小山上設(shè)立柱水尺進(jìn)行庫(kù)水位觀測(cè)。3、庫(kù)水位觀測(cè)在右岸前方小山上設(shè)立柱水尺進(jìn)行庫(kù)水位觀測(cè)。3、 主要監(jiān)測(cè)儀器選型3.1 滲壓計(jì)滲壓計(jì)采用美國(guó)基康公司生產(chǎn)的GK4500S型振弦式滲壓計(jì)，它可埋入壩體、填土里監(jiān)測(cè)地下水位及孔隙水壓力等。也可以用來(lái)裝在鉆孔，監(jiān)測(cè)井或測(cè)壓管中，每個(gè)儀器內(nèi)均放置一個(gè)熱敏電阻，以測(cè)量其溫度。3.2 水管式沉降儀用于量測(cè)壩體內(nèi)部分層沉降的水管式沉降計(jì)，采用南京水科院生產(chǎn)的YS-型沉降計(jì)。量程：01500mm，分辨率：1 mm，精度：2 mm/管線長(zhǎng)100m。3.3 應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)采用南京葛南實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的VWS-15型振弦式應(yīng)變計(jì)，可直接埋設(shè)在混凝土中，用于測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變，并可兼測(cè)埋設(shè)點(diǎn)溫度。3.4 鋼筋計(jì)鋼筋計(jì)采用南京葛南實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的VWR-20型振鋼筋應(yīng)變計(jì)，焊接在鋼筋上，用于測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力變化，并可兼測(cè)埋設(shè)點(diǎn)溫度。3.5 讀數(shù)儀讀數(shù)儀采用南京葛南實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)VW-104A型振弦讀數(shù)儀，適用于測(cè)讀非連續(xù)激振型振弦式傳感器，并能適應(yīng)工程現(xiàn)場(chǎng)氣候環(huán)境下正常工作。振弦讀數(shù)儀有頻率與模數(shù)轉(zhuǎn)換、激勵(lì)類型選擇、附校驗(yàn)輸入端、離線自動(dòng)關(guān)機(jī)、數(shù)碼管顯示等功能。3.6 面板測(cè)縫計(jì)TS型測(cè)縫計(jì)用于觀測(cè)面板周邊縫及面板垂直縫變形的儀器。根據(jù)不同情況分別組裝成TS型單向、雙向及三向測(cè)縫計(jì)，以觀測(cè)周邊縫及接縫任何一個(gè)方向的變形。 3.7 表面變形大壩表面水平位移采用視準(zhǔn)線法，并選用徠卡TC802全站儀。4 監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝方法4.1 壩體滲壓計(jì)安裝1、鉆孔工藝 選擇技術(shù)好，滲壓計(jì)埋設(shè)經(jīng)驗(yàn)豐富的隊(duì)伍，施工時(shí)公司技術(shù)人員常駐現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。 在土體中鉆孔采用干鉆，套管跟進(jìn)。一個(gè)鉆孔內(nèi)埋設(shè)一只滲壓計(jì)時(shí)，套管直徑采用108mm，套管層次依鉆孔深度和地質(zhì)條件確定。 鉆孔傾斜度均小于1。 鉆孔時(shí)詳細(xì)記錄各土層的性質(zhì)、土層分界線。同時(shí)按先后順序記錄跟進(jìn)套管規(guī)格、長(zhǎng)度、數(shù)量。 鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)清孔，并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收后終孔。2、埋設(shè)工藝 將滲壓計(jì)濾頭煮沸30min，自然冷卻后備用； 將準(zhǔn)備埋設(shè)的滲壓計(jì)浸泡在水中24小時(shí)以上，檢查讀數(shù)是否正常； 運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)前，在室內(nèi)記錄初始頻率、初始溫度； 放置就位并準(zhǔn)備好封孔材料； 封孔：測(cè)頭周圍反濾集水帶用干凈的中粗砂，上、下厚50cm左右，其余部分用膨潤(rùn)土球封孔。4.2 繞壩測(cè)壓管安裝繞壩測(cè)壓管采用巖芯管沖擊法，在土體中采用干鉆，在基巖中采用套管保護(hù)的水鉆，每天鉆孔結(jié)束后將管內(nèi)水位抽干，第二天鉆孔開(kāi)始前觀測(cè)管內(nèi)水位，經(jīng)過(guò)連續(xù)幾天觀測(cè)管內(nèi)水位變化不大時(shí)，認(rèn)為該水位為穩(wěn)定地下水位，鉆至該地下水位以下6m即終孔。測(cè)壓管管材采用直徑6cm的鍍鋅鋼管，透水段面積開(kāi)孔率為12，為防止降水干擾，測(cè)壓管上部100cm回填水泥砂漿封孔。測(cè)壓管安裝、封孔完畢后進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，安裝管口保護(hù)裝置。4.3 水管式沉降儀埋設(shè)水管式沉降計(jì)用于量測(cè)大壩內(nèi)部分層沉降，采用挖溝槽的方法進(jìn)行埋設(shè)，以避免與壩面填筑施工相互干擾，且可減少損壞。具體步驟是：安裝測(cè)量系統(tǒng)溝槽回填溝槽開(kāi)挖溝槽整平埋設(shè)測(cè)頭連接管路1、當(dāng)壩體填筑到測(cè)點(diǎn)埋設(shè)高程以上約1.5m時(shí)，測(cè)量定出埋設(shè)的管線和測(cè)點(diǎn)位置，沿埋設(shè)線路開(kāi)挖埋設(shè)溝槽，并將溝底用細(xì)料整平；2、在埋設(shè)測(cè)頭處澆筑混凝土底座，然后將測(cè)頭置于底座上，連接各管路（通水管、排水管和通氣管），在測(cè)頭周圍大于測(cè)頭外徑10cm處立模澆筑混凝土保護(hù)測(cè)頭；3、各管路外套一保護(hù)管，然后沿已整平的基床蛇形平放至觀測(cè)房的測(cè)量臺(tái)上，最后將各管路對(duì)號(hào)就位接到量測(cè)臺(tái)上，仔細(xì)回填溝槽。4.4 鋼筋計(jì)安裝鋼筋計(jì)用于量測(cè)砼面板內(nèi)鋼筋應(yīng)力。選取和面板受力筋相同直徑的鋼筋計(jì)，直徑誤差不超過(guò)2mm。安裝埋設(shè)時(shí)，先將埋設(shè)位置的鋼筋按要求的尺寸截?cái)?，然后鋼筋?jì)用綁條焊接在鋼筋上，焊接時(shí)用棉紗布浸水后綁扎在鋼筋計(jì)兩頭，焊接時(shí)在棉紗布上澆水冷卻，使儀器溫度不超過(guò)60，焊接后經(jīng)檢測(cè)合格后澆筑混凝土，儀器周圍人工振搗密實(shí)，混凝土固化后測(cè)基準(zhǔn)值。4.5 砼應(yīng)力計(jì)埋設(shè)二向應(yīng)變計(jì)組用于測(cè)量鋼筋混凝土面板堆石壩的面板混凝土應(yīng)變值。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)位置，埋設(shè)儀器的角度誤差不超過(guò)1，位置誤差不超過(guò)2cm。埋設(shè)時(shí)先將錨桿旋入支座再焊接在鋼筋網(wǎng)上，然后旋上支座，最后將應(yīng)變計(jì)裝在支桿上，把電纜捆在鋼筋上，在應(yīng)變計(jì)所在部位，用人工澆灌混凝土，剔除混凝土中8cm以上的大骨料，人工分層振搗密實(shí)。埋設(shè)時(shí)注意保證應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)方向與設(shè)計(jì)一致，各應(yīng)變計(jì)的中心與混凝土結(jié)構(gòu)表面距離相同。4.6 測(cè)縫計(jì)安裝三向測(cè)縫計(jì)組、二向測(cè)縫計(jì)組用于測(cè)量混凝土面板壩周邊縫的變形，包括垂直面板的升降、周邊縫的開(kāi)合度及平行縫向的剪切位移，由單向大量程位移計(jì)組裝而成。測(cè)縫計(jì)組在面板澆筑和表面止水施工結(jié)束后進(jìn)行埋設(shè)安裝。測(cè)縫計(jì)安裝布驟如下：1、制備測(cè)縫計(jì)安裝基面；2、用膨脹螺絲將測(cè)縫計(jì)的一個(gè)固定支座固定在面板的確定位置；3、安裝測(cè)縫計(jì)并調(diào)整量程，檢查安裝過(guò)程是否滿足有關(guān)要求，固定另一個(gè)支座在趾板上；4、記錄安裝的工作過(guò)程，測(cè)記各測(cè)縫計(jì)的起始讀數(shù)，量測(cè)各有關(guān)數(shù)據(jù)用于計(jì)算縫的變形，蓋上測(cè)縫計(jì)的保護(hù)罩，將傳輸電纜蛇形放置在電纜溝內(nèi)。4.7 表面變形測(cè)點(diǎn)制作安裝工作基點(diǎn)、校核基點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)制作時(shí)，要求開(kāi)挖至新鮮基巖后，澆筑鋼筋混凝土底座和柱身。鋼筋制安及砼澆筑嚴(yán)格按施工規(guī)范執(zhí)行，澆筑前經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格。大壩表面變形標(biāo)點(diǎn)的制作按有關(guān)測(cè)量規(guī)范規(guī)定控制埋設(shè)精度。同時(shí)外觀應(yīng)力求美觀。工作基點(diǎn)、校核基點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)均設(shè)保護(hù)裝置。5、結(jié)論綜上所述，影響大壩監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝的原因很多，而最終大壩監(jiān)測(cè)結(jié)果的控制和管理更是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)的各個(gè)階段，要充分利用和認(rèn)真分析建設(shè)中的重要信息，減少或避免建設(shè)資金的流失，最大限度地提高建設(shè)資金的投資效益。參考文獻(xiàn)：1李珍照.國(guó)外大壩監(jiān)測(cè)幾項(xiàng)新技術(shù)J大壩觀測(cè)與土工測(cè)試，2007，21（1）：