振弦式 多點位移計 作業(yè)指導(dǎo)書

1、 目錄1、適用范圍及依據(jù)11.1適用范圍11.2標準及依據(jù)12、測量原理及儀器結(jié)構(gòu)12.1測量原理：12.2儀器結(jié)構(gòu)：12.3型號、規(guī)格及技術(shù)指標23、安裝埋設(shè)23.1驗收與保管23.2儀器安裝3前期準備3多點位移計的組裝（標準配置）3安裝埋設(shè)圖6初始位置調(diào)整83.3 電纜安裝83.3.1 儀器電纜接長93.3.2 電纜的接長94、數(shù)據(jù)處理104.1 人工測量與計算104.1.1 儀器與差阻式儀器檢測儀的連接104.1.2 數(shù)據(jù)讀取與計算104.2 自動測量114.2.1 自動測量的計算115、注意事項116、安全與環(huán)保116.1安全施工116.2環(huán)境保護127、附件12振弦式多點位移計作業(yè)指

2、導(dǎo)書1、適用范圍及依據(jù)1.1適用范圍一般在混凝土水工建筑物內(nèi)部或其它建筑物表面安裝埋設(shè)多點位移計，測量結(jié)構(gòu)物深層多部位的位移、沉降、應(yīng)變、滑移等，并可同步測量埋設(shè)點的溫度。與單點位移計的作用基本相同。1.2標準及依據(jù)DL/T 5178-2003 混凝土大壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL 60-1994 土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范GB/T13606-92 巖土工程用鋼弦式壓力傳感器國家標準2、測量原理及儀器結(jié)構(gòu)2.1測量原理：當被測結(jié)構(gòu)物發(fā)生變形時將會通過多點位移計的錨頭帶動測桿，測桿拉動位移計產(chǎn)生位移變形，變形傳遞給振弦式位移計轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，

3、頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可計算出被測結(jié)構(gòu)物的變形量；并可同步測量埋設(shè)點的溫度值。 2.2儀器結(jié)構(gòu)：振弦式多點位移計主要由位移傳感器及護管、不銹鋼測桿及PVC護管、安裝基座、測桿護管連接座、錨頭、護罩、信號傳輸電纜等組成。2.3型號、規(guī)格及技術(shù)指標型號規(guī)格SXF-25D×SXF-50D×SXF-100D×SXF-150D×SXF-200D×量 程 mm2550100150200分辨力 FS0.05精 度 FS0.5溫度測量范圍 -20+60溫度測量精度 ±0.5耐水壓 MPa0.5，其它耐水壓可按要求定制絕緣電阻 M50

4、5;：表示測點數(shù)3、安裝埋設(shè)3.1驗收與保管（1）用戶開箱驗收儀器，應(yīng)先檢查儀器的數(shù)量(包括附件)及出廠檢驗合格證等是否與裝箱清單相符。（2）開箱后每支儀器應(yīng)先用100V兆歐表量測電路與密封殼體之間的絕緣電阻，其測值應(yīng)滿足絕緣電阻規(guī)定要求。驗收時每支儀器應(yīng)用讀數(shù)儀測量，檢查儀器是否正常。（3）儀器應(yīng)保管在干燥、通風的房間中。3.2儀器安裝多點位移計使用場合很廣，埋設(shè)安裝的部位和環(huán)境也各有不同，埋設(shè)方法有水平埋設(shè)、傾斜埋設(shè)、垂直埋設(shè)，通?？砂惭b埋設(shè)在壩體的廊道內(nèi)、壩體的壩肩內(nèi)、隧道內(nèi)、山體的邊坡內(nèi)、土壩內(nèi)、路堤內(nèi)等。多點位移計安裝埋設(shè)的位置和環(huán)境不同，埋設(shè)安裝方法也有所不同。下面主要對埋設(shè)在巖體

5、內(nèi)，測量巖體穩(wěn)定性的埋設(shè)安裝方法作一些簡述，在其它結(jié)構(gòu)物內(nèi)埋設(shè)安裝多點位移計的方法可參照進行。前期準備安裝埋設(shè)前應(yīng)將所有儀器進行建檔，每套多點位移計要有一個組號，每組中每支位移傳感器要有一個點號。記錄各點傳感器的出廠編號，以及連接測桿的長度。每套多點位移計出廠時，觀測電纜的長度根據(jù)客戶的需要引出，用戶也可自行接長電纜。多點位移計的組裝（標準配置）.1組裝說明多點位移計的位移傳感器出廠時均已標定檢驗合格，如發(fā)現(xiàn)某一支傳感器損壞或有異常情況，可在廠家專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進行檢查或更換傳感器。.2測桿及錨頭和護管及密封頭的組裝安裝前應(yīng)首先核對設(shè)計測量點數(shù)及各點深度，標注每組多點位移計各測量點的編號。

6、根據(jù)各測點的測量深度配制不銹鋼測桿(7)和PVC護管(15)的長度。測桿分為：0.5米、1米、1.5米三種長度，一般以1.5米的測桿為主，0.5米和1米的測桿用于調(diào)配埋設(shè)深度。護管為1.5米標準長度，客戶安裝時可自由裁成需要的長度。組裝時從錨頭一端開始，將第一節(jié)測桿旋上錨頭并帶膠擰緊，測桿的另一頭用測桿接頭連接下一節(jié)測桿并帶膠擰緊。當?shù)谝还?jié)和第二節(jié)測桿連接好后穿入第一節(jié)護管，護管一頭與密封頭連接(膠粘)，另一頭用護管接頭連接(膠粘)下一節(jié)護管，然后依次連接測桿和護管直到規(guī)定的長度為止。當最深測點的測桿和護管連接超過第二深測點位置時，按以上方法連接第二深測點的測桿及錨頭和護管及密封頭，依次類推完

7、成剩余測點的組裝。注意：最靠近傳感器一端的護管采用帶內(nèi)部變徑的護管（用電工膠布標記），用來定位測桿，以便方便更換傳感器。.3分配盤和自鎖扎帶的使用自鎖扎帶的作用是使組裝好的護管和測桿能集中，不至于接長后扭曲和交錯在一起。同時也有利于多點位移計在入孔就位時測桿不會散開，減少與孔壁間的摩擦便于安裝就位。安裝時應(yīng)每隔約2米左右距離，將測桿護管(包括排氣管)等排列整齊，用自鎖扎帶捆扎在一起。分配盤套在距安裝基座0.5米的護管外，其作用是在孔口將測桿和護管分配在規(guī)定的位置上，以便于傳感器和安裝基座的就位。.4傳感器和安裝基座的安裝當測桿和護管安裝完成后安裝傳感器，先將測桿護管（PVC管）分別插在傳感器護

8、管（不銹鋼管）內(nèi)，將傳感器與測桿連接擰緊，再將傳感器護管連接到基座上即可。安裝基座固定后應(yīng)調(diào)整傳感器位置，使多點位移計安裝定位后可按設(shè)計要求調(diào)節(jié)測量范圍。當多點位移計向下安裝時，需將傳感器固定端拉出固定；當多點位移計向上或水平安裝時，需將傳感器固定端壓到底部固定。.5觀測電纜的連接安裝基座在出廠時已配備了一定長度的觀測電纜，電纜長度通常根據(jù)客戶的要求配備。觀測電纜與傳感器電纜的連接采用接線端子連接的方法，多點位移計出廠時觀測電纜和接線端子已連接好，在工地現(xiàn)場只要與傳感器電纜連接即可。接線端子放在一個塑料盒內(nèi)，連接完成后，用讀數(shù)儀讀取各支傳感器的讀數(shù)，確認無連接錯誤及需要調(diào)整的部件后，罩上護罩保

9、護。由于護罩內(nèi)的空間有限，傳感器電纜的外護套不能留的太長，其芯線的長度在保證有效連接接線端子的前提下，可少許多留一些以便于今后的維修需要。傳感器芯線接好后應(yīng)排列整齊用自鎖扎帶捆緊。下面是多點位移計標準配置的接線表：測點號端子號10芯電纜芯線傳感器電纜芯線1#1紅色長線1#傳感器紅色線2紅色短線1#傳感器黑色線2#3黑色長線2#傳感器紅色線4黑色短線2#傳感器黑色線3#5藍色長線3#傳感器紅色線6藍色短線3#傳感器黑色線4#7黃色長線4#傳感器紅色線8黃色短線4#傳感器黑色線溫度9白色線4#傳感器白色線10綠色線4#傳感器綠色線屏蔽11屏蔽線4個測點屏蔽線并接.6排氣管和灌漿管的安裝排氣管從多點

10、位移計安裝基座旁邊引出。若多點位移計埋設(shè)方位向下，排氣管伸進孔內(nèi)1-2米即可；若多點位移計埋設(shè)方位是平放或向上(如裝在頂拱上)，則排氣管應(yīng)與測桿一起安裝，其長度應(yīng)比最長的測桿最少還長20cm以上，以保證注漿時空氣能完全排出。另外，將排氣管頂端削成45°，側(cè)面再多做幾個通氣孔，以防泥砂阻塞排氣管口后不能排氣。排氣管采用小口徑無接頭能承受一定壓力的長塑料硬管。灌漿管的安裝位置也是在孔口多點位移計安裝基座的旁邊伸進孔內(nèi)，灌漿管的深度一般與排氣管的長度相反，排氣管口靠近孔口時，灌漿管口就在孔底，排氣管口靠近孔底時，灌漿管口就在孔口附近。安裝埋設(shè)圖多點位移計安裝埋設(shè)圖如圖1所示。 向下安裝 向

11、上安裝圖1：多點位移計的安裝埋設(shè)示意圖.1鉆孔根據(jù)設(shè)計要求確定安裝埋設(shè)高程、方位、角度，在設(shè)計定位的地方鉆孔。鉆孔直徑根據(jù)多點位移計測點的配置數(shù)量決定，測點數(shù)越多孔徑越大。多點位移計的標準配置為4點測頭，鉆孔直徑最小為60mm ，深度按設(shè)計要求確定，孔外保護罩高度為160mm；孔口直徑擴孔至80mm ，深度為500mm。通常鉆孔深度要比設(shè)計要求孔深200500mm，以防落渣堵塞后減少孔深。鉆孔宜取巖芯，并進行巖芯描述，孔壁要平整、光滑。造孔完畢安裝儀器前應(yīng)進行清孔和測深，條件允許時孔壁要沖洗干凈。.2安裝就位.2.1整體安裝法在大型地下洞室或露天施工場所安裝多點位移計時，可在現(xiàn)場尋找大于多點位

12、移計埋設(shè)最深測點深度的平整地面，將整套多點位移計裝配好，然后整體運至孔位處，慢慢將多點位移計送入鉆孔中就位(入孔弧度不要過小)，直至多點位移計安裝基座落入孔口并放置牢固。多點位移計就位后在基座旁引出排氣管和插入注漿管，固定好后用速干膨脹水泥將排氣管和注漿管和孔口封閉固結(jié)。.2.2分體安裝法如測桿太長或工作場地狹小可采用分體安裝法。先將最深測點的測桿及錨頭和護管及密封頭組裝兩節(jié)后，用繩子兜住錨頭放入孔中，然后逐級接長逐級下放，邊連接邊向鉆孔內(nèi)延伸推進。當最深測點的測桿和護管推進到第二深測點高程時，將第二測點的測桿和護管也順序放下，這時兩組測桿和護管捆扎在一起同時逐級接長逐級下放，在下放的同時每隔

13、2米左右將測桿相互之間用扎帶捆扎一次，其它各級測桿和護管照此依次放下，至到孔口高程。各點測桿和護管就位后裝上分配盤再與傳感器和安裝基座連接固定在孔口處。有時現(xiàn)場安裝采用先將測桿和護管安裝埋入鉆孔中灌漿固結(jié)，然后再安裝傳感器和固定安裝基座。采用此種方法安裝埋設(shè)時，應(yīng)注意當各測點的測桿和護管全部進入鉆孔后，尾部安裝分配盤，分配盤放置于擴孔底面。此時測桿和護管端頭要盡量平齊(各測點的測桿接頭應(yīng)旋上），高出擴孔底部100mm150mm，以方便下一步安裝傳感器和安裝基座。.2.3注意事項安裝就位全過程中要拽緊兜錨頭和測桿的繩子防止測桿和護管掉入鉆孔內(nèi)，兜錨頭的繩子也可用于調(diào)整孔口處測桿和護管的高低。兜錨

14、頭的繩子只有在多點位移計安裝完成，將要灌漿前才能取出。安裝測桿時，測桿與測桿之間的連接一定要牢靠不可松動，最好用膠固定。PVC護管接頭和測桿護管連接座涂抹PVC膠粘接測桿護管。.3灌漿多點位移計安裝就位后即可灌漿，以防孔中有破碎巖石掉塊或泥沙固結(jié)。灌漿過程中排氣管內(nèi)會不斷有空氣排出，當排氣管中開始回漿時表明灌漿已滿。此時，可拆除灌漿設(shè)備，堵住灌漿管和排氣管。由于多點位移計安裝有正裝和反裝之分，因此灌漿也分為孔口灌漿和孔底灌漿兩種方式。.3.1孔底灌漿灌漿設(shè)備將砂漿先從灌漿管內(nèi)注入鉆孔，灌漿要由下向上泛漿，使孔內(nèi)不會產(chǎn)生空隙，逐級灌漿逐級拔出灌漿管。排氣管在灌漿時排出孔內(nèi)的氣體，使沙漿順利上泛，

15、當排氣管內(nèi)排出砂漿后，說明灌漿到孔口了，即可將排氣管拔出。 .3.2孔口灌漿在安裝測桿時即將排氣管與測桿綁縛在一起，排氣管要比最長的錨頭長出一個固結(jié)空間。灌漿管從多點位移計安裝基座旁插入孔內(nèi)，灌漿時沙漿從孔口向孔底泛漿，孔中的空氣由于沙漿的壓迫從孔底排氣管中排出。當沙漿從排氣管中排出時，即為鉆孔中已注滿了沙漿。此方法灌漿要求灌漿壓力比較大，而且要求孔口密封性能好、強度高。待砂漿初凝后，才可拆下注漿管，剪去外露的排氣管。初始位置調(diào)整多點位移計安裝定位后，需設(shè)定傳感器的初始位置。先拆下護罩，松開緊固傳感器的螺栓，利用傳感器的連接線上下拉動傳感器，調(diào)整到初始設(shè)定位置后擰緊緊固傳感器的螺栓（一般情況下

16、，多點位移計向下安裝時，傳感器固定端往錨頭方向調(diào)整；向上安裝時，傳感器固定端往儀器方向調(diào)整)，用讀數(shù)儀測量和記錄初始讀數(shù)備案，以便于后面確定計算基值用，最后安裝好護罩。 多點位移計安裝埋設(shè)全部完成后應(yīng)及時進行觀測，根據(jù)儀器編號和設(shè)計編號記錄各時期每支傳感器的讀數(shù)變化，并保護好儀器的觀測電纜。3.3 電纜安裝 儀器電纜布置時不得與交流電纜一同敷設(shè)，電纜走線應(yīng)盡量避免受到移動設(shè)備、尖銳材料等的傷害。埋入壩體混凝土中的儀器電纜應(yīng)詳細記錄埋設(shè)部位，使灌漿鉆孔時避開纜線。 儀器電纜接長 振弦式多點位移計儀器電纜為4 芯屏蔽電纜，其中紅、黑色芯線接振弦式傳感器線圈芯線，采用專用水工四芯電纜將儀器電纜接長，

17、接長電纜的黑、藍兩根芯線與儀器電纜的黑芯線焊接在一起，接長電纜的綠、白芯線與儀器電纜的白芯線焊接在一起，接長電纜的紅芯線與儀器電纜的紅芯線焊接在一起，電纜接頭可采用熱縮管密封電纜接頭技術(shù)。 電纜的接長 振弦式多點位移計采用專用水工四芯電纜按照相同顏色芯線將電纜接長，電纜接頭可采用熱縮管密封電纜接頭技術(shù)，其步驟如下 先將儀器電纜頭每根芯線套上 Ø5.0mm（長度 34cm可自定）細熱縮管，然后與電纜每根芯線一一進行對聯(lián)接。各聯(lián)接芯線再用電烙鐵焊錫焊牢，焊錫后將細熱縮管復(fù)蓋住焊錫頭，由中間向兩邊反復(fù)轉(zhuǎn)動，用酒精燈或加熱器對熱縮管進行加熱。如果是二根芯線與一根芯線焊接后則用稍大一些的 &#

18、216;6.0mm中熱縮套管套上（長度 34cm可自定） 。 各芯線聯(lián)接熱縮好后，用 J-20 電工自粘絕緣膠帶分別纏緊，長度要求復(fù)蓋住每根芯線。然后用 J-20電工自粘絕緣膠帶總扎緊，要求纏均勻，長度以復(fù)蓋住所有芯線為宜。 先在焊錫前套上 Ø18.0mm二層大熱縮管，長度分別為 1416cm、1618cm。然后將電纜 1，及電纜 2 再用銼刀銼一下，在電纜銼的位置處纏上 1cm寬的紅色密封膠一圈多，操作時先將密封膠一頭稍加熱一下，立即卷粘在銼好電纜 1 及電纜2 上一圈多，再將熱縮管內(nèi)層管套上進行反復(fù)轉(zhuǎn)動加熱，由中間向兩邊將氣泡趕出，在密封膠位置處多多轉(zhuǎn)動加熱，然后再進行第二次上密

19、封膠，操作方法同上，將熱縮管外層管套上進行反復(fù)轉(zhuǎn)動加熱。 注意所有細、中、粗熱縮套管都要事先在焊錫前套好，勿忘！另外，紅色密封膠分成三根用，約 1cm寬左右。 4、數(shù)據(jù)處理振弦式多點位移計可采用人工測讀和自動化采集兩種方式進行量測。振弦式多點位移計測量時按每根單位移計分別測量。4.1 人工測量與計算人工方式量測時，振弦式多點位移計可采用 PSM-V型振弦式儀器檢測儀進行測量。 儀器與差阻式儀器檢測儀的連接 振弦式多點位移計儀器電纜為四芯水工電纜，分別與接入指示儀的連接電纜對應(yīng)顏色的分線電纜用電纜夾相連。 數(shù)據(jù)讀取與計算按照 PSM-V型差阻式儀器檢測儀使用說明書，讀取頻率模數(shù)F。結(jié)果計算公式的

20、推導(dǎo)過程如下：振弦式儀器的量測量采用頻率模數(shù)F 來度量，其定義為：F =f2/1000式中f 為振弦式儀器中鋼絲的自振頻率。（1）當外界溫度恒定，測縫計僅受到軸向變形時，其變形量J與輸出的頻率模數(shù)F具有如下線性關(guān)系：J = k × FF = F F0式中： 測縫計的最小讀數(shù) ，單位為mm/kHz2；由廠家所附卡片給出。F 實時測量的測縫計輸出值相對于基準值的變化量，單位為kHz2；F 實時測量的測縫計輸出值，單位為kHz2；F0 測縫計的基準值，單位為kHz2。（2）當測縫計不受外力作用時儀器前后兩安裝座的標距不變，若溫度增加T 時，測縫計有一個輸出量J，這個輸出量僅僅是由溫度變化而

21、造成的，因此在計算時應(yīng)給以扣除。通過實驗可知：F與T 具有下列線性關(guān)系：k ×F = b ×TT = T T0式中： 測縫計的溫度修正系數(shù)，單位為mm/；由廠家所附卡片給出；T 溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為；T 溫度的實時測量值，單位為；T0 溫度的基準值，單位為。（3）埋設(shè)在混凝土建筑物內(nèi)或其它結(jié)構(gòu)物上的測縫計，受到的是變形和溫度的雙重作用，因此測縫計一般計算公式為：J = k ×(F F0 ) + (b ) ×(T T0 )式中：J 被測結(jié)構(gòu)物的變形量，單位為mm； 被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為mm；儀器的線性膨脹系數(shù)大致在11.0&

22、#215;10-6mm/C°左右，非常接近混凝土的線性膨脹系數(shù)，因此溫度修正幾乎可以忽略。由于溫度修正系數(shù)0，測縫計一般計算公式為：J = k × F4.2 自動測量 多點位移計安裝埋設(shè)完畢，可接入“智能分布式安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”進行測量，該系統(tǒng)能實現(xiàn)自動定時監(jiān)測，自動存儲數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理，并能實現(xiàn)遠距離監(jiān)控和管理。具體使用方法請參閱相關(guān)資料。 4.2.1 自動測量的計算 多點位移計接入 “智能分布式安全監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”后，儀器的測量、計算存儲均自動完成，無須人工干預(yù)。 5、注意事項多點位移計安裝定位后應(yīng)及時測量儀器初值，根據(jù)儀器編號和設(shè)計編號作好記錄并保存，嚴格保護好儀器的引出電纜。 6、安全與環(huán)保6.1安全施工1 作業(yè)人員的安全技術(shù)培訓(xùn)教育對作業(yè)人員施工前進行安全知識培訓(xùn)，班長對施工過程的安全問題進行講解與