监测监理工作细则

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监测监理工作细则

冶勒水电站工程安全监测监理工作细则二滩国际冶勒水电站工程监理部2002年3月23日目录36n概述4工程安全监测的目的意义4施工技术组织方案审查4现场安装埋设检查4施工期观测与成果报送4审查:5校对:5编写:51.工程概述52.工程安全监测的目的意义63.监测监理工作步骤63.1施工技术组织方案审查64.现场安装埋设与运行检查74.1监测仪器设备的采购、检查和率定74.1.1监测仪器设备的采购74.1.2运输和保管74.1.3到货检查74.1.4现场检查率定74.2仪器设备的安装埋设84.3施工期观测与成果报送94.3.1施工期观测9⑴现场仪器保护措施9⑵施工期观测9⑴一般要求9⑵观测频率9岩体内监测仪器埋设初期测次10各类监测项目观测频次表104.3.2施工期观测资料的分析和管理11⑴资料分析主要目的11⑵施工期资料分析主要功能11⑶数据管理114.3.2观测资料的提交11⑴发现紧急情况及时向监理工程师提交监测资料,内容包括:11⑵编制施工期监测简报上报监理工程师、其内容包括:12⑶ 提交时间:126.监测工程验收与移交12附件一:监测仪器率定检查121仪器设备的采购、率定与验收原则121.1采购和运输121.2现场检查与验收121.3监测仪器(传感器)的率定131.3.1监测仪器(传感器)率定的一般要求131.3.2力学性能率定13①率定条件和注意事项1336n②振弦式仪器的率定13分辨率:r=1/(fd-f0)×100%14ΔfL—平均校准曲线与工作直线偏差的最大值;14ΔfR—进程和回程重复校准时,各测点输出偏差的最大值;14③差动电阻式仪器的率定14式中:(Zu)I—上行第i档测点电阻比测值的平均值;14式中:△―取δi的最大值151.4大坝监测仪器的检验和率定151.5仪器系数和最小读数检验17⑴振弦式仪器的仪器系数17G=K1(M-M0)17⑵差阻式仪器的最小读数检验18式中:△L—相应于全量程的变形量(mm);18式中:fT—厂家给定值;181.6防水密封性能检验181.7温度性能检验19(1)目的19(2)主要设备19(3)检验方法19(4)振弦式仪器的限差19(5)差阻式仪器19①零度电阻率定19式中:—计算零度电阻;20T1—最大检验温度,可取T1=60℃20②温度常数率定20式中:—铜丝材料的电阻温度系数,取20式中:α—钢丝电阻温度系数,取α=2.89×10-3×℃-1201.8检验率定设备清单20附件2:监测仪器设备的安装埋设212.1监测孔钻孔与回填212.1.1监测孔钻孔技术要点212.1.2钻孔222.1.3回填222.1.4监测仪器的安装和埋设22⑴一般原则22⑵监测仪器设备的安装埋设方法23量水堰26测缝计27①测缝计埋设在坝缝上27②测缝计埋设混凝土与基岩接触面上27裂缝计27基岩变形计2836n位错计28多点位移计28锚索测力计28测斜仪导管29电缆敷设30电缆过缝302.2仪器保护方法及措施30附件三:施工期观测与成果提交311.施工期观测与维护311.1一般要求311.2观测频次311.3相关资料的收集321.4现场监测仪器的保护322.观测成果提交332.1计算基准的选定332.2观测资料整编332.3观测成果的整理分析332.4监测成果简报的编制352.5监测成果的提交362.6观测工程竣工验收与移交36附件四:监测仪器设备检查率定与安装埋设验收表3736n1.工程概述四川南桠河一期工程冶勒水电站位于四川省西部的冕宁县和石棉县境内,为南桠河的龙头水库,系引水式开发,电站装机容量2×120MW,由沥青混凝土心墙堆石坝、放空(兼导流)洞和泄洪洞、引水隧洞、双室式调压室、压力管道、地下厂房等组成。坝顶高程2654.50m,最大坝高121.50m,坝顶长411m。电站正常蓄水位2650.00m,死水位2600.00m,水库总库容2.98亿m3,调节库容2.76亿m3。大坝沥青混凝土心墙约3.33万m3,基础处理为混凝土防渗墙结合帷幕灌浆。泄洪洞洞长641.88m,衬砌断面6×8.5m或6×6m;放空洞长1117.6m,前段为圆形有压洞,衬砌断面4m,后段为无压洞,衬砌断面4.5×5.5m,引水隧洞长7118.8m,断面尺寸宽×高=4.9×4.76m;调压井上室全长144.6m,坚井直径4m,最大高度85m;压力管道长1796.927m,主管直径3.4m;地下厂房长×宽×高=101.8×21.7×36.21m。施工现场共分六个主体标段,其中大坝工程及右岸基础处理工程两个标段(合同编号:YL/CI&YL/CII)由葛洲坝集团公司为责任方,中国基础处理公司为联营方组成的联营体承建,放空(兼导流)洞和泄洪洞工程(合同编号:YL/CIII)和地下厂房工程(合同编号:YL/CVI)由水电十局承建,引水隧洞工程(合同编号:YL/CIV)由四川煤矿建设公司承建,调压室及压力管道工程(合同编号:YL/CV)由水电七局承建。施工现场六个标段全部由四川二滩国际咨询有限责任公司(简称二滩国际)承担监理工作。大坝工程(合同编号:YL/CI)合同于2000年12月20日签订,2001年4月26日发布开工令。右岸基础处理工程(合同编号:YL/CII)合同于2001年4月9日签订,2001年7月26日发布开工令。放空(兼导流)洞和泄洪洞工程(合同编号:YL/CIII)合同于2000年9月30日签订,2000年12月15日发布开工令。引水隧洞工程(合同编号:YL/CIV)合同于2001年5月15日签订,2001年7月18日发布开工令。调压室及压力管道工程(合同编号:YL/CV)合同于2001年5月15日签订,2001年7月18日发布开工令。地下厂房工程(合同编号:YL/CVI)合同于2001年6月11日签订,2001年8月18日发布开工令。2.工程安全监测的目的意义冶勒水电站六个土建施工标段都进行了工程安全监测设计布置,其主要目的意义如下:①施工期安全监测。用于监视洞室、边坡开挖、大坝基础开挖及大坝浇筑等施工期工程安全,对工程施工安全进行预测预报,做到防患于未然;②现场监测信息的快速反馈,可直接用于指导施工。如开挖支护方案的调整和最优作业时间的确定、大坝接缝灌浆的最优作业时间安排等;③通过工程施工过程中的监测信息反馈,验证优化设计参数,调整施工顺序,以使工程建设质量最优、经济最省;④工程运行期安全监测,用于时刻监视各工程部位的运行工作状态,确保工程运行安全;⑤通过工程安全监测资料的收集和总结分析,促进行业勘测设计和施工技术管理水平的提高。36n3.监测监理工作步骤3.1施工技术组织方案审查工程安全监测施工技术组织方案,是安全监测工作有效实施的根本保证,对其编制和审查必须引起施工、监理等有关各方的足够重视。其一般要求如下:⑴土建施工方正式进场,发布开工令后,就应着手工程安全监测施工技术组织方案的编制,并应尽快报监理工程师审查;⑵工程安全监测施工技术组织方案应在本标段第一支监测仪器安装埋设三个月前完成编制和审查;⑶工程安全监测施工技术方案应包括如下主要内容:  ① 本标段工程监测工作范围;  ② 监测施工布置及现场施工组织管理体系;  ③ 工程监测特性和施工难点分析以及拟采取的工程措施;  ④ 主要控制工期;⑤施工进度总体安排及进度保证措施;⑥针对本标段现场工作及环境条件,编制所有监测仪器的安装埋设方案及拟采取的现场仪器设备保护措施;⑦施工期观测频次、成果报送方式及分析的大致内容;⑧与其它施工方的协作配合,避免施工相互干扰的措施等;⑨阶段验收、竣工验收与工作移交的初步方案等;⑩施工质量控制的步骤和方法以及监测施工安全保证措施。⑷环境保护措施及文明施工措施;⑸施工设备及劳动力资源配置计划。4.现场安装埋设与运行检查4.1监测仪器设备的采购、检查和率定4.1.1监测仪器设备的采购要求承包商按土建工程进度,招标文件技术条款规定及监测规程规范要求,有计划分阶段向监理工程师报送监测仪器设备的选型建议与采购计划,经批准后采购仪器设备。仪器设备必须在安装前56天到达现场。4.1.2运输和保管责成承包商要求仪器设备供应商采取有效可靠的防护措施,保证仪器设备的安全运输。仪器应平稳放置,避免挤压、撞击或剧烈颠簸、振动。在工地现场建立专用仓库妥善存放监测仪器设备和电缆,库内保持清洁、干燥。4.1.3到货检查责成承包商根据规程、规范和技术条款要求,编制监测仪器设备到货检查、验收细则。建立监测仪器设备到货验收卡片,逐支、逐台详细登录验收内容。36n监测仪器到货后三天内完成检查、验收工作。检查、验收时通知监理工程师到场。检查合格由验收工程师和监理工程师填写到货检查表,双方签字确认。不合格的做好标记和登记并退回厂家更换。检查项目一般如下:①仪器设备的型号、规格、数量、量程等应与批准的采购订货清单一致。②仪器设备出厂技术资料必须齐全,包括出厂合格证、仪器使用说明书、仪器型号、规格和技术参数、仪器工作原理和物理量计算方法。③配套设备和零件须齐全。④对仪器设备作外观检查:仪器设备外部不许有损伤痕迹或锈斑;仪器设备必须是未经使用过的全新产品;传感器的引出电缆要完好无损,不可有损伤,检查时用万用表检测仪器的线路不可断线,也不可短路。⑤绝缘性检查:用兆欧表检查仪器的绝缘性能,要求绝缘电阻大于200兆欧。⑥用读数仪粗测一下传感器,要求读数正常。4.1.4现场检查率定责成承包商根据规程、规范和技术条款要求,编制监测仪器设备检查率定实施细则,报监理工程师审批。要求参比工作条件为:环境温度10~30℃,试验时环境温度保持基本稳定;环境相对湿度不大于80%。现场检查审查一般要求如下:① 检查率定操作步骤和设备简述;② 仪器系数和最小读数检验;③防水密封性能检验;④温度性能检验;⑤对于国家强制检验测量器具及承包商无条件检查率定的特殊监测仪器,应责成承包商按有关规定定期送国家计量部门或仪器生产厂商率定检验;⑥责成承包商在仪器设备安装前21天,将自检合格的传感器检查率定表报送监理工程师审查。4.2仪器设备的安装埋设责成监督承包商根据批准的监测施工技术组织方案及有关规程、规范、招标文件技术条款要求进行监测仪器设备的安装埋设,若遇方案调整变动,则必须报监理工程师审批后实施。其一般工作顺序如下:(1)在监理工程师和土建承包商的主持下,做好监测仪器安装和其它工程作业队间的协调,努力避免延误监测仪器的安装埋设和相互间的干扰。将监测仪器设备的埋设计划列入土建施工的进度计划中,以便土建作业队及时提供监测仪器安装埋设所需工作面和时间。(2)及时追踪工程各部位的施工进度情况,在监测仪器埋设前21天,提交一份监测仪器设备安装和埋设措施计划报监理工程师审批,内容包括埋设监测仪器设备的名称、安装时间及与土建施工队间的进度协调、施工期监测安排和设备维护措施等。(3)按照技术条款和施工图要求及监理工程师现场指令,根据所埋设仪器的特点及时向相关土建作业队提出钻孔和回填技术参数和要求。(4)所有安装埋设的仪器都经现场检验率定,并经监理工程师批准。36n(5)监测仪器设备安装埋设点严格按技术条款规定的允许误差放点控制。(6)仪器使用统一的编码系统,仪器设备、电缆、监测断面、控制坐标等进行统一编号。(7)仪器的电缆尽可能按没有接头的实际的最大长度裁用,尽量减少接头。(8)仪器设备及电缆在安装后立即进行测读检查和调试,在监理工程师检查验收后立即测读初始值,在获得初始数据后,将仪器电缆埋入混凝土中。(9)施工期间,用专用夹具在仪器电缆上加上至少3个耐久、防水的标签,标签距离不大于20m。(10)监测仪器设备的安装埋设工作,均在预先通知监理工程师后进行。(11)每支监测仪器建立施工档案卡,在仪器埋设安装埋设后7天内将安装埋设记录表提交监理工程师签字确认。内容包括:1)仪器的种类、型号、出厂编号、工程编号;2)图示仪器所在部位,注明高程、坐标、电缆敷设位置和路线,电缆接头的位置和仪器安装所用材料。3)仪器埋设的日期、时间及气候气温情况;4)仪器埋设时附近施工区作业情况;(12)现场建立监测仪器设备技术数据库,将每支仪器的进场验收卡,检验率定卡和施工档案卡全部存入数据库。4.3施工期观测与成果报送责成监督承包商根据批准的监测施工技术组织方案及有关规程、规范、招标文件技术条款要求,进行施工期监测和成果报送。4.3.1施工期观测⑴现场仪器保护措施现场监测仪器和电缆等设施,易受损坏,它们的保护是施工期观测质量的一个重要组成部分。①了解土建施工计划、施工方法和进度,与土建承包人充分协商,统一安排监测仪器安装埋设计划,努力避免土建施工给监测设施造成的影响和破坏。②对监测设施采取必要的保护措施,如在多点岩石变位计和锚索测力计等仪器的外露测头上安装保护钢罩等。③对地下洞室观测仪器的电缆分阶段连接,一次不宜接得太长,满足观测即可,在下一次爆破开挖后再行接长。必要时在电缆的外面套上胶管,防止电缆被飞石打断。④根据监测资料随时判断围岩的变位情况,及时调整岩石变位计的量程,以免在围岩发生大位移时将测杆拉断。⑤各种监测仪器准备有必要的备件,如由于施工或围岩发生大位移而遭损坏时,及时补埋。⑥监测设备和电缆附近设置明显的标志,必要时可设置路障或警示灯。⑦和土建施工队统一协调,加强现场巡视。⑧对土建施工人员加强安全监测教育,并订立严格的规章制度,防止监测仪器和观测电缆的人为破坏。⑵施工期观测36n⑴一般要求①在监测仪器安装埋设前,准备好适用于各种传感器的读数仪,并进行校验。②根据技术条款的规定向监理工程师提交施工期监测和施工期仪器接入系统的计划。③根据规范和技术条款规定的项目、内容、测次和时间进行监测,做到无缺测,无漏测、无不符合精度、无违时,必要时应根据实际情况和监理工程师指示,调整测次,以保证监测资料的精度和连续性。④各类仪器测读前准备好记录读数的现场观测记录表,记录数据后及时分析比较,如发现读数有异常,立即重测。⑤定期对观测区域进行巡视,收集相关环境资料;⑥人工观测时至少有两人操作:一人测读,一人记录,观测人员需在记录表格上签字。⑵观测频率观测频率与相关参量的变化速率和可能发生显著变化的时间间隔相适应,同时又要与测量仪器相适应,测次应满足资料分析,各物理量变化稳定性和建筑物性态判断的需要。对埋入混凝土、岩体内的砼应变计、无应力计、锚杆应力计等在埋设初期参照下表观测频次进行监测。岩体内监测仪器埋设初期测次仪器埋设后时段测次24h内或埋设部位进行开挖,灌浆作业时4次/1d1d~5d或邻近部位进行开挖、灌浆作业时1次/1d5d~15d1次/2d15d~临近部位开挖、灌浆作业完成1次/3d钢板计、钢筋计、测缝计等,在埋设后每4小时测一次,在测点达到最高温度后改为每天一次,维持14天。渗压计在埋设后每天观测一次,维持14天。埋设初期以后的施工期、蓄水期和运行期的观测频次可参照下表执行。若遇特殊情况,如大洪水、汛期、库水位骤降、强地震、大药量爆破或爆破失控、周围介质的运行环境或受力状况发生明显变化以及测值发生异常变化等情况,根据监理工程师的要求增加观测密度,同时加强巡视检查。如发现异常情况,及时找出原因,予以解决,及时口头上报,并在6小时内提交书面报告,同时按监理工程师的要求增加测次。对观测频次的调整应事先报请监理工程师同意后,方可执行。各类监测项目观测频次表序号监测项目施工期首次蓄水期初蓄期运行期1水平位移1次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/天~1次/月1次/月2垂直位移1次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/天~1次/月1次/月36n3倾斜监测2次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/天~1次/月1次/月4裂缝监测2次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/天~1次/月1次/月5地下水位2次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/天~1次/月2次/月6渗流量2次/旬~1次/月1次/天2次/旬~1次/旬2次/月7渗透压力2次/旬~1次/月1次/天2次/旬~1次/旬8水质分析1次/季1次/月1次/季1次/年9应力应变2次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/旬~1次/月1次/月~1次/季10锚索和锚杆应力2次/旬~1次/月1次/天~1次/月1次/旬~1次/月1次/月~1次/季11深部变形2次/旬~1次/月1次/天2次/旬~1次/旬2次/月4.3.2施工期观测资料的分析和管理⑴资料分析主要目的①对已经埋设的各类仪器的工作状态及质量进行认识及判断,发现可能存在的问题,为发电及正常运行阶段的监测工作做准备;②对施工期监测物理量所反映出的结构性态及变化规律进行检查,对结构是否存在异常情况做出判断;③分析判断地下洞室围岩稳定状况、指导调整支护参数和施工作业工序。⑵施工期资料分析主要功能①输入及管理各类信息,包括仪器观测数据及各类检查(现场检查、定期检查等)的结果。②监测成果及资料的整理分析工作所需的各类图表。③对各类观测数据进行处理,包括误差处理。④建立各类监控模型及其它定量、定性对监测量进行及时检查。⑤形成各种综合信息,为工程分析、决策人员提供判断工程工作状态的依据。⑶数据管理①监测数据的管理建立监测数据管理系统,对各监测项目的实测数据进行管理。其主要功能:监测项目选择、数据输入,显示时段调整、过程线/分布图、回归分析、数据文件接口等。②环境量管理36n环境量管理主要为相关工程环境量的数据管理,进行相关分析。③特征值统计对各观测项目测值的特征值进行统计分析。其主要功能:统计时段调整、测点统计。④监测量报表打印输出系统内监测量的各种报表。其主要功能:环境量表格、监测量数据表格。⑤统计报表输出监测成果统计报表,其内容与操作见数据管理部分中的特征值统计模块。4.3.2观测资料的提交⑴发现紧急情况及时向监理工程师提交监测资料,内容包括:①所观测的仪器的编号和分布部位;②观测数据及其变化过程线;③观测时的土建施工形象面貌;④相关部位的施工活动情况;⑤气温、降雨等有关水文、气象和环境资料;⑥仪器设备运行状况;⑦观测过程中的异常情况及其处理记录。⑵编制施工期监测简报上报监理工程师、其内容包括:①监测资料整理计算成果;②各类物理量变化过程线和其它必要的图表;③各类物理量性态变化的分析;④气温、降雨、库水位等资料及其变化过程线。⑤仪器设备运行状况;⑥观测过程中的异常情况及其处理记录。⑶ 提交时间:月报:下个月10日前;季报:下一季度第一个月;年报:下一年第一季度。6.监测工程验收与移交在本标段土建工作完成前三个月,责成承包商编制监测工程竣工验收与移交工作细则,其内容大致如下:①对所有监测仪器的运行状况进行全面评价,对不能正常运行的仪器设备作出原因分析;②对所有监测仪器的现场保护情况进行说明,对下一步的保护提出建议;③对本标段监测工作进行总结,编写安装埋设竣工及成果分析报告;填制每支监测仪器移交记录表;⑤编制监测工作经费结算报表;⑥编制本标段下一步监测工作建议报告。附件一:监测仪器率定检查36n1仪器设备的采购、率定与验收原则1.1采购和运输监测承包商按土建施工进度和招标文件技术条款的规定,有计划分阶段向监理工程师报送仪器设备的采购计划,经批准后采购仪器设备。仪器设备必须在安装前28天到达现场。要求仪器设备生产厂家采取有效可靠的防护措施,保证仪器的安全运输,仪器平稳放置,避免挤压、撞击或剧烈颠簸、振动。在工地现场建立专用仓库妥善存放监测仪器设备和电缆,库内保持清洁、干燥。1.2现场检查与验收根据规程、规范和技术条款要求,编制监测仪器设备到货检查、验收制度,制订验收实施细则。建立监测仪器设备到货验收卡片,逐支、逐台详细登录验收内容。监测仪器到货后三天内完成检查、验收工作。检查、验收时通知监理工程师到场。检查合格由检收人和监理工程师签字验收,不合格的做好标记和登记并退回厂家更换。①仪器设备的型号、规格、数量、量程等应与设计、订货单一致。②仪器设备出厂技术资料必须齐全,包括出厂合格证、仪器使用说明书、仪器型号、规格和技术参数、仪器工作原理和计算方法。③配套设备和零件须齐全。④对仪器设备作外观检查:仪器设备外部不许有损伤痕迹或锈斑;仪器设备必须是未经使用过的全新产品;传感器的引出电缆要完好无损,不可有损伤,检查时用万用表检测仪器的线路不可断线,也不可短路。⑤绝缘性检查:用兆欧表检查仪器的绝缘性能,要求绝缘电阻大于200兆欧。⑥用读数仪粗测一下,要求读数正常。1.3监测仪器(传感器)的率定1.3.1监测仪器(传感器)率定的一般要求监测仪器大多在隐蔽的工作环境中长期运行,仪器一旦安装埋设之后,一般无法再进行检修和更换,因此,对将埋设的仪器,必须进行全面的检验(率定),以确保仪器性能的长期稳定。监测承包商应建立专供仪器设备检验率定的实验室,装备气压计、温度计、湿度计和相应的检验率定设备(详见检验率定设备清单)。设立专职检验员,负责仪器设备的率定工作。建立仪器设备检验技术卡片,记录各项率定指标,并将率定结果建立数据库,成为永久性技术档案。实验室距现场较近的,率定时应告知监理工程师。率定后21天内,由率定人向监理工程师提交率定报告,双方签字确认。率定不合格的产品作好标识和记录并退回厂家更换。1.3.2力学性能率定①率定条件和注意事项36n参比工作条件:环境温度10~30℃,试验时环境温度保持稳定;环境相对湿度不大于80%。率定前将仪器在参比工作条件下预先置放24小时以上。率定前,在量测范围上、下限值的1.2倍内预先拉压、循环三次以上,直至测值稳定。率定分档测量数为6~10点,根据仪器量程在决定。②振弦式仪器的率定振弦式仪器的力学性能率定项目有分辨率、非直线度、滞后、不重复度和综合误差等项,各项的计算方法如下:零点荷载输出频率:额定荷载输出频率:分辨率:r=1/(fd-f0)×100%非直线度:L=ΔfL/F×100%滞后:H=ΔfH/F×100%不重复度:R=ΔfR/F×100%综合误差:EC=ΔfC/F×100%以上各式中:m—率定循环次数foi—第i次加荷和退荷测量时,零荷载下的输出频率;fdi—第i次加荷至额定荷载时的输出频率;ΔfL—平均校准曲线与工作直线偏差的最大值;ΔfH—回程平均校正曲线与进程平均校正曲线,在负载相同测点输出偏差的最大值;ΔfR—进程和回程重复校准时,各测点输出偏差的最大值;Δfc—进程平均校准曲线和回程平均校准曲线二者与工作直线偏差的最大值;F—额定输出频率与零荷载输出频率的平方差。以上各项力学性能率定的误差(限差),其绝对值不得大于表6.3.1的规定。振弦式仪器力学性能检验限差表6.3.1项目RLHREC限差(%)0.20.5122.5③差动电阻式仪器的率定差动电阻式仪器力学性能率定包括端基线性度、回差、重复性误差和最小读数等项目。率定时先将仪器下行至下限值,量测电阻比后,逐档上行,每档测试,全量程共测得m个电阻比后向下行,逐档测试,同样测得m个电阻比。共作三次循环。36n各点总平均值:式中:(Zu)I—上行第i档测点电阻比测值的平均值;(Zd)I—下行第i档测点夹电阻比测值的平均值。各档测点的理论值:式中:△Z—量程上下限六次电阻测值的平均值之差。各测点电阻比测值的偏差:δi=(Za)i-(Zt)i仪器端基线性度误差:式中:△―取δi的最大值回差α2:式中:△2—每一循环中各测点上行及下行两个电阻比测值之间的差值,取最大值。重复性误差:式中:△3—三次循环中各测点上行及下行的各自三个电阻比测值之间的差值,取其最大值。力学性能率定的各项误差,其绝对值不得大于表6.3.2中的规定。差阻式仪器力学性能检验限差表6.3.2项目α1α2α3限差(%)210.51.4大坝监测仪器的检验和率定⑴双金属标和测温钢管标的金属管热膨胀系数双金属标和测温钢管标的金属管的热膨胀系数是垂直位移基准点或工作基点的重要参数,拟委托具备检验资格和能力的单位进行检验。⑵精密量具36n根据招标文件,采用10mm,20mm,50mm,的铟瓦带尺来量度,按精密工程测量规范(GB/T15314-94)之三级测量来满足精度,即要求边长测距中误差为±1.00m,具体检验委托有专业检定证的部门根据规范的要求进行。⑶伸缩仪、竖直传高设备、引张线伸缩仪、竖直传高设备、引张线在安装后要求达到规定的测量精度,所以在安装以后要进行调试和标定,具体方法见这些仪器设备的安装说明。⑷垂线坐标仪,送国家计量部门检验。⑸静力水准仪,送国家计量部门检验。⑹应变计、无应力计和钢板应力计主要设备:大小校正仪各一台,零级千分数一只(最小刻度为1u),数字式电桥一台。率定方法:率定前测量自由状态下的频率读数、温度,记入记录表格。将传感器装入校正仪的夹头中,保持中心受力状态。(应变计用大校正仪,钢板应力计用小校正仪)千分表顶住凸缘盘平面,千分表预压400~500u后固定,调整表盘至零位。对传感器预拉150u,退回零位,再预压250u,退回零位,每一停顿都测量记录频率,重复三次循环,要求频率稳定不变,再进行分档检验。分档以50u一档。检验完毕,取下传感器,测量自由状态下频率和温度。⑺钢筋计主要设备;60吨万能材料试验机一台(精度1%),数字式电桥一台。率定方法:检查万能试验机性能,开车升降几次活动夹头,加上所需拉力吨位的平衡法码,调整读数盘指针指零。所需拉力吨位和分档,按不同钢筋直径由表6.3.3选择。钢筋计检验拉力和分档表6.3.3钢筋直径(mm)16182022252830323640最大拉力(吨)4568101214162025分档拉力(吨)111.52233.5445将钢筋计上端夹在活动夹头上,再将下端夹在下部固定夹头上。先进行预拉三次,每次停顿记录频率和温度,再进行分档检验。检验结束后,卸下钢筋计,测量自由状态下的频率和温度。⑻多点位移计36n主要设备:大校正器一台,特制夹具,零级百分表,游标卡尺,频率读数仪一台。率定方法:将传感器固定在校正器的固定夹具上,安装好百分表,摇动手柄至传感器满量程,再退回零点,重复3个循环。率定分级:在50mm量程范围内分5级,每级10mm,检验时摇动手柄,拉伸传感器至每级规定位置,稳定15秒钟后测读频率(或频率模数)。达到满量程后,反方向逐级读数。退回零点后,保持3分钟,测取零点读数,然后重复上述步骤进行下一循环检验,其进行三次拉、压循环。⑼测缝计、裂缝计和位错计主要设备和率定方法与多点位移计率定相同,分10级,每级2mm,在测读时除电阻比外,还要测读温度电阻。⑽渗压计主要设备:活塞式压力校检器,0.2级精密压力表,频率读数仪,大气压力表。率定方法:传感器在参比工作条件下预先放置2小时以上。将传感器装入校验设备中,按额定压力值预压3次,每次间隔3分钟。按量测范围取校验分10档,每挡4mm,逐级加荷至额定压力值,每级压力上保持15秒再读取频率(或频率模数)和温度。到额定压力后,逐级退荷至零点,每级读取有关测值。退回零点后保持3分钟,读取零点测值,再进行下一循环检验,共进行3次。率定前后都要读取大气压力。⑾移动式测斜仪移动式测斜仪到仪器生产厂家或国家认定的计量检验部门或机构进行检验。⑿锚索测力计主要设备:与测力计量程相应的标准压力机,频率读数仪或数字式电桥。检验分级:根据测力计量程分5级,进行检验。检验方法:测力计放置在压力机上,逐级加荷,每级稳定30秒钟后测读频率(或频率模数)。满量程后逐级卸载检验。退回零荷载后,保持3分钟,测零点读数,进行下一循环检验,共进行三次循环。测力器抽样在压力机上水平转动90°、180°、270°进行检验,各次检验差值应小于1%F.S,否则要进行允许偏心距离和允许偏斜角的测定。1.5仪器系数和最小读数检验⑴振弦式仪器的仪器系数振弦式传感器所测物理量(应力、应变、缝隙开合度、压力、渗透压力、位移等)与输出频率的平方成正比:36nG=K(f2-f02)式中:G代表物理量,K为仪器系数。有的厂家,如美国GEOKON的读数仪可直接读到频率模数M(M=f2/1000),计算公式为:G=K1(M-M0)以上两式中:G—物理量;K、K1—仪器系数;M、M0;f、f0—实测频率模数和零点频率模数;实测频率和零点频率。利用力学性能率定的资料可以检验仪器系数。以检验时的实测频率平方差x=f2-f20(或x=M-M0)作变量,以检验时的物理、应变量(可由施加的荷载推导)作最小二乘一元线性回归,可得直线方程:y=a+bx回归系数b即为率定的仪器系数,它与厂家给定的系数k之差应满足:⑵差阻式仪器的最小读数检验利用力学性能检验中上下限电阻比平均值之差△Z计算下列各种仪器的最小读数。①应变计和钢板应力计式中:△L—相应于全量程的变形量(mm);L—仪器标距(mm)。②钢筋计式中:P—检验时的最大拉力(N);Ae—钢筋计钢套截面积(cm)。③测缝计、裂缝计和位错计式中:△L—相应于全量程的变形量(mm)。限差:36n式中:fT—厂家给定值;f—现场率定计算值。1.6防水密封性能检验(1)目的检验仪器在高压水作用下的防水密封性能和绝缘电阻。(2)主要设备能施加2MPa水压力的水压力计一台;高压容器筒一台,可承受3MPa水压力,筒身备有进水管,筒盖上有排气管和压力表安装接头,备有可密封的电缆引出管;二级压力表一只,量程2MPa;兆欧表一只。(3)检验方法接通水压机和高压容器,在高压容器和水压机中灌满水。将仪器放入高压容器中,引出电缆,加以密封。排去空气,关闭排气管,将压力增至0.5Mpa,恒压30分钟后打开排气阀,取出仪器。测量仪器与外壳之间的绝缘电阻,要求绝缘大于200兆欧。1.7温度性能检验(1)目的多数监测仪器需要监测测点的温度,以便对计算物理量进行温度修正。振弦式仪器内中装有一支热敏电阻,从读数仪上可直接读得温度值;差阻式仪器是测其总电阻,再计算温度。温度检验的目的是检验温度测值的准确性或温度系数的可靠性,并检验仪器在各种温度下的绝缘性能。(2)主要设备双层保温桶一只;可调节温度的恒温水槽一台(带搅拌器);二级标准水银温度计一支;兆欧表一只;频率读数仪和数字式电桥各一台。(3)检验方法先在双层保温筒中放入碎冰块,加入洁净自来水,(水与冰的比例为1:2)放入仪器,在0℃情况下恒温2小时,测值稳定时测读温度。再将仪器放入恒温槽内,在水温为20℃、40℃、60℃时进行检验。水温在每个检验温度上保持15分钟,仪器的读数稳定后同时测读标准温度计和监测仪器的温度值或电阻。36n每个检验温度稳定时,测定绝缘电阻。(4)振弦式仪器的限差读数仪量测温度与标准温度计读数之差≤0.5℃.绝缘电阻≥200兆欧。(5)差阻式仪器①零度电阻率定温度计:测量零度时的电阻。差动电阻式仪器:在测量零度时的仪器电阻后,均应按下式计算出计算零度电阻:式中:—计算零度电阻;R0—实测零度电阻;β—钢丝电阻温度二次系数,取β=2.2×10-6×℃-2T1—最大检验温度,可取T1=60℃②温度常数率定温度计的温度常数按下式计算:式中:—铜丝材料的电阻温度系数,取=42.5×10-4×℃-1差动电阻式仪器的零上和零下的温度常数按下式计算:零上温度常数:式中:α—钢丝电阻温度系数,取α=2.89×10-3×℃-1零下温度系数α″=1.09α′温度性能检验限差见表6.3.4。差动式仪器温度检验限差表6.3.4项目R0′(Ω)R0′α′(℃)T(℃)绝缘电阻(MΩ)限差≤0.03≤0.3≤0.5≥20036n1.8检验率定设备清单检验率定设备清单见表6.3.5。检验率定设备清单表6.3.5设备名称规格型号数量来源备注大校正仪1台承包人自备小校正仪1台承包人自备千分表零级1支承包人自备百分表零级1支承包人自备材料试验机600kN1台承包人送检压力机2000kN1台承包人送检恒温水槽1台承包人自备双层保温桶1只承包人自备活塞式压力校验器1只承包人自备压力表0.2级1只承包人自备压力表二级承包人自备数字式电桥SQ1台承包人自备气压表1台承包人自备兆欧表1只承包人自备频率读数仪VW403C1台承包人自备附件2:监测仪器设备的安装埋设36n2.1监测孔钻孔与回填2.1.1监测孔钻孔技术要点①倒垂孔:倒垂线孔的放样误差小于±2cm,造孔孔晶不小于Φ168mm,在保护管埋设后,其有效管径一般不小于100mm。②双金属标孔:放样误差小于±2cm,造孔孔径不小于Φ273mm,全孔孔斜不大于0.5º。③测温钢管标孔:造孔孔径不小于Φ168mm,全孔孔径不大于0.5º。⑤正垂和竖直传高预留孔:正垂和竖直传高预留孔放样误差小于±2cm。预埋管采用标准混凝土预制管,规格为500mm×55mm×4000mm承插式钢筋混凝土压力管。预埋管的有效孔径不小于30cm。2.1.2钻孔①钻机安装平整牢固,按监理工程师指示埋设孔口管,并确定钻孔方向。②造孔过程中与其他施工作业妥善协商、安排,尽量避免相互干扰。③钻孔过程中每钻进1m,检测一次孔斜,并做好记录。如发现钻孔偏斜超过规定时,及时纠偏。④倒垂孔的钻孔岩芯获取率为90%,双金属标和钢管标的钻孔岩芯获取率为85%。岩芯按规定编号存放,并由地质人员描绘,绘制钻孔柱状图。测压管的钻孔岩芯获取率为80%。⑤钻孔达到设计终孔高程后,报请监理工程师和设计人员鉴定,根据监理工程师和设计人员的指示,决定十分终孔还是继续加深钻孔。⑥钻孔结束后,监测仪器埋设之前,土建承包人负责风水清洗。仪器埋设开始前,向钻孔内送压缩空气,排除孔内积水。2.1.3回填①仪器埋设完毕,根据施工图纸要求负责回填作业。②采用水泥浆回填的钻孔,其水灰比为0.5~ 1.0。根据需要报请监理工程师批准掺入一定数量外加剂,28天龄期强度高于1MPa。③回填前作“注浆密实性试验”,决定注浆工艺,以保证钻孔回填的密实性。2.1.4监测仪器的安装和埋设⑴一般原则①在监理工程师的主持下,做好监测仪器安装和其它承包人承担的建筑物施工间的协调,努力避免延误监测仪器的安装埋设和相互间的干扰。将监测仪器设备的安装埋设计划列入土建施工的进度计划中,以便土建承包商及时提供监测仪器安装和埋设所需工作面。②及时追踪本标各部位的施工进度情况,在监测仪器安装埋设前28天,提交一份监测仪器设备安装和埋设措施计划送监理工程师审批,内容包括安装埋设监测仪器设备的项目、数量、安装方法、安装时间和结构施工进度协调、施工期监测安排和设备维护措施等。同时提交有关仪器的性能参数。③36n在仪器安装设备埋设前48小时,将安装埋设仪器设备的意向通知监理工程师。将安装仪器设备的位置、钻孔及待装仪器设备和材料,报请监理工程师验收。④所有安装埋设的仪器都在安装埋设前60天以内经现场检验率定,并经监理工程师批准。⑤监测仪器设备安装埋设严格按监理工程师批准的设计图纸、通知及要求进行,并接受监理工程师的检查。在安装埋设过程中损坏的仪器立即补上或按监理工程师的要求采取必要的补救措施。⑥仪器设备埋设安装后及时向监理工程师提供其编号、坐标和方向、电缆走向、埋设时间及埋设前后的观测资料等。⑦密切配合监理工程师的工作,及时向监理工程师报告安装过程中发现的问题,提供必要的检查记录。⑧仪器使用统一的编码系统,仪器设备、电缆、监测断面、控制坐标等进行统一编号。⑨仪器设备在安装后立即检查和校正,提交现场校准报告,在监理工程师检查验收后立即测读初始值。⑩监测仪器设备的安装埋设全部工作均在监理工程师在场情况下进行。每台监测仪器设备建立施工档案卡,在仪器埋设安装后14天内提交监理工程师。内容包括:1)仪器设备的种类、型号、出厂编号、工程编号;2)图示仪器所在部位,注明高程、桩号。3)仪器安装的日期、时间及气候气温情况;4)仪器安装时附近施工区作业情况;5)安装安装照片;6)初始读数;7)承包人和监理工程师双方签字。⑵监测仪器设备的安装埋设方法倒垂线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,全面冲洗钻孔,清出孔内残留岩粉。各段钢管接头处进行精细加工,保证各段钢管连接后整条保护管的平直度;各段钢管连接处加密封物,以防漏水和漏浆。③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),满足要求后方可进行灌浆。③倒垂线采用固定锚块,用高强度水泥浆水泥沙浆固定在钻孔保护管底部。调整好锚块安装位置,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小于3cm。⑤在锚块充分固定后(一般不少于7天)进行垂线与浮体连接安装工作。安装恒力浮体时,使整个浮子淹没于液体中,浮子位于浮筒中央,且处于自由状态。⑥先安装垂线,再安装坐标仪对中基盘,并使仪器导轨平行或垂直于坝轴线方向,其方向偏差应小于±1°。基盘距垂线的距离以3~4cm为宜。基盘的对中精度应不低于0.1mm,安装时用水平仪调整水平。36n正垂线(1)正垂线安装前,先对正垂孔进行检查,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,安装后使垂线位于有效孔径的中央,垂线距孔壁的最小距离不小于10cm。(3)使重锤全部没入油液中,并位于阻尼箱的中央。并使垂线及重锤处于自由状态。阻尼箱配装防尘保护盖。(4)观测墩及强制对中基盘的安装跟倒垂线的相同。引张线(1)引张线测点箱及保护管支架预埋件、引张线预留窗(槽)的放样误差不大于2cm,浇筑误差不大于3cm。(2)端点墩、测点支架与廊道混凝土牢固联结,使其成为一个整体。(3)端点处定位卡的V形槽槽底保持水平,方向与测线一致。滑轮槽的方向及高度与定位卡的V形槽一致。(4)各测点读数尺“0”方向保持一致;读数尺面保持水平,其分划线与测线平行;将尺面高度调整到恰当的位置,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视差。(5)所有引张线测点均采用引张线读数仪(显微镜)进行观测,读数仪底盘保持水平,底盘中心线与测线垂直,与读数尺平行;读数仪十字丝与测线平行和垂直。(6)水箱的高度适当,确保水面和引张线的高度面有足够的调节余地。(7)引张线用保护管进行保护,并保证钢丝与管壁的距离不小于2cm。(8)安装完成后,测定各测点与两端点之间距,测距相对中误差不应大于1/1000;测定各钢尺尺面高程,测量误差不大于±2mm。静力水准仪(1)静力水准仪器预留窗放样误差不大于2cm,浇筑误差不大于3cm。(2)按设计图纸要求将观测墩及标定墩浇筑在预定位置,并与坝体牢固结合;其墩面高程的相对中误差不大于±2.5mm。(3)静力水准的钵体、浮子以及连通管和三通等用自来水清洗,并用75%纯度酒精彻底消毒。(4)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。(5)静力水准管线托架除测点处需加密外,其余间距均为2m。在管线敷设通过廊道交叉部位处,管线从廊道底板通过处,埋设钢管保护。(6)在各测点安装目视测微器基座时,调整至目视标志水平读数到清晰为止。(7)各测点安装不锈钢制作的保护箱。(8)按仪器使用说明书作好仪器安装前的准备工作、安装、调试和标定。双金属标及测温钢管标(1)钻孔完成后,及时埋设保护管和标心管。双金属标保护管采用Φ273d8无缝钢管,标心管分别采用Φ89d7无缝钢管和铝管。钢管标保护管采用ф168d7无缝钢管,标心管采用ф89d736n无缝钢管。同一坐标所采用的钢、铝标心管分别选用同炉产品,以保持其热膨胀系数的一致性。(2)委托有关单位精确测定钢、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。(3)保护管安装前,全面冲洗钻孔,清出孔内残留岩粉。安装时先吊装保护管,后吊装标心管。各段钢管接头处精细加工,保证连接后整个保护管的平直度;各段钢管连接时加密封物,防止漏水和漏浆。保护管外壁与钻孔间的缝隙要进行灌浆。(4)标头由铜制作,安装时在标头和标心管的丝口上涂环氧树脂使之固结。标头安装后,钢标心管应比铝标心管高25~35mm。(5)根据仪器说明书,双金属标仪及钢管标仪的安装与静力水准测量系统的安装同时进行。竖直传高仪(1)安装前,对预留孔进行检查,清理孔内可能存在的杂物及水泥浆结块。必要时,复测预留孔的有效孔径。(2)安装时,按设计尺寸实施,放样误差不大于1cm。传高仪基板面安置水平,上、下接测标志中心位于同一铅垂线上。(3)委托有关单位精确测定不锈钢丝和因瓦丝在常温下的热膨胀系数,测定精度不低于±0.1×10-6。(4)传高仪安装参见仪器使用说明书。伸缩仪安装条件1)端点墩的放样误差小于1cm,浇筑误差小于2cm。2)端点墩建造时,新旧混凝土接触面上进行打毛,以保证端点墩与坝体连接牢固。3)相邻测点间的距离以标杆头为准,其距离误差不大于3cm。4)伸缩仪钢丝用UPVC管(廊道交叉处为钢管)加以保护,钢丝位于保护管的中心,不能有碰擦管壁的现象。5)精确测定测点间标杆头的高差,其误差不大于1mm。6)伸缩仪安装见仪器使用说明书。安装调整1)在墩面上绘制仪器底板位置的中心线。2)在仪器上打仪器底板的安装孔,埋射不锈钢膨胀螺丝。将仪器固定在仪器墩上。3)安装因瓦丝和保护管,调整仪器底板,使两端底板基本水平。两底板中心线的延长线基本重合,因瓦丝不碰到标尺。4)将因瓦丝的张力增加到25公斤左右,预拉24~48小时,拉直因瓦丝。5)恢复因瓦丝正常张力10公斤,调整固定端的微调机构,使重锤的中心点离底板为70mm,此为仪器正常工作的零位。6)安装传感器和位移变送器。校准36n1)目视读数不需要校准,自动检测部分需进行现场校准。2)调节固定端的手轮5圈,带动因瓦丝位移10mm,相应读取位移变送器输出信号。返回起始点,进行第二组读数操作。共进行5组读数操作,然后计算仪器格值(mm/0.1mV).3)标准的仪器格值为0.01mm/0.1mV。实际格值与标准格值有差异,测调节位移变送器后面板灵敏度调节孔内的电位器,使格值与标准格值之间的相对误差小于1%为止。遥测垂线坐标仪、采集控制器(MCU)的安装(1)数据采集控制器选用Geomation2380/80MCU,遥测垂线坐标仪选用瑞士HUGGENBERGERVDD2E(三维为VDD3E)或加拿大RxTxCCD的垂线坐标仪。(2)采购项目除仪器本身以外,还包括仪器的基座、连接杆、供电电源电缆、信号传输电缆、接头、接口、转接器以及这些电缆及其配件的保护装置(线槽、线管、保护盒)。(3)仪器设备及电缆应具有防雷、防水、防尘等功能。全部电缆采用耐酸、耐碱、防水的专用电缆,其绝缘电阻不小于50MΩ。(4)除硬件外,应提供至少两套可以多机安装的采集和处理软件。采集软件必须提供RS-232或RS-485通讯方式。(5)要求生产商自设备采购后三年内免费提供升级的采集软件,以满足计算机系统及自动化系统运行的基本要求。(6)要求仪器生产商对仪器设备终身保修。其中仪器的免费保修期为3年。遥测垂线坐标仪、采集控制器(MCU)的安装(1)仪器设备的安装安排具有丰富安装调试与维护经验的专业人员承担。(2)安装仪器设备时,做好防雷、防水、防尘和防高温等现场保护工作。做好仪器和电缆接头的密封工作。(3)仪器设备的安装与调试,严格按照仪器的安装说明和设计图纸、要求进行。测压管1)测压管在基础防渗帷幕及测压管两侧的基础排水孔施工完毕,并检查合格后施工。2)测压管钻孔按设计要求进行,孔位偏差不超过5cm,孔深达到设计深度,超、欠深一般不大于10cm,孔偏斜不大于0.02m/m。3)基础处的测压管,其透水段用导管材料加工,长0.5m,面积开孔率为10%~20%。进水孔直径Φ5mm,梅花型均匀排列,内壁无毛刺,外部包裹两层土工布。管底封闭,不留沉淀管段。4)测压管钻孔岩芯的获得率达80%以上,岩芯作素描。测压管钻孔达到设计深度后,进行灵敏度检查。灵敏度检查的水压力为0.1~0.2MPa.如果漏水量极微或不漏水,及时通知监理工程师,以决定加深或重新钻孔。如果有涌水,不再进行压水检查,测定涌水量和涌水压力。4)钻孔时如发现集中漏水、掉钻、掉块、塌孔等情况时,做详细记录,必要时通知监理工程师采取处理措施。5)导管的安装:在钻孔底部填入20cm~30cm厚,粒径为5mm~10mm的砾石垫层;将导管依次连接放入孔内。下管过程中,必须连接严密,吊系牢固,保持管身顺直;在管壁与孔壁间先填入φ10~20mm砾石1m,再填20cm细砂,上面填2m36n用膨润土,余下全部用水泥沙浆灌满。孔口加盖保护,严防异物掉入管内。建议导管采用φ50mm的PVC管。量水堰(1)量水堰用于观测地下水渗流量,通常设在排水沟的直线段上。量水堰的类型要根据渗流量的大小而定。直角三角堰:流量在1~70L/s、堰上水头50~300mm时用。2)梯形堰:流量在10~300L/s时用,常用边坡为1:0.25,底边宽应小于3倍堰上水头。3)矩形堰:流量大于50L/s时用,堰口宽应为2~5倍堰上水头,在0.25~2m范围之内。4)流量小于1L/s时,用容积法测量,可设立孔口堰。(2)量水堰堰板为平面,局部不平处不大于±3mm,堰口局部不平处不大于±1mm;堰板顶部水平,两侧高差不大于堰宽的1/500,直角三角堰的直角误差不得大于30”;堰板与侧墙应保持铅直,倾斜度小于1/200,侧墙局部不平整小于±5mm,堰板与侧墙互相垂直,误差小于30”,两侧墙间局部距离误差小于±10mm;堰板采用不锈钢板,过水堰口下游边缘制成450角。(3)堰上水头用水尺进行测读,其零点与堰口高程差应小于1mm。(4)水质分析应在规定的孔中取样,在坝体混凝土中或基岩中有析出物出现时,则应对水样进行全分析,检查是否有化学管涌或机械管涌发生;一般情况仅对水样进行简分析。全分析或简分析项目按《混凝土大坝安全监测技术规范》进行。测缝计①测缝计埋设在坝缝上首先在先浇块的模板上定出埋设位置,做上记号。在套筒内的螺纹上涂机油,塞满布条以防水泥浆堵塞,将套筒旋紧在套筒盖上,在用铁丝固定在模板上。注意跨缝处的电缆长约40cm范围内缠布条三、四层,以免坝缝张开时损坏电缆。当后浇筑块浇筑到高于仪器埋设位置20cm时,振捣密实后挖去混凝土,露出套筒,打开套筒盖,取出填塞物,然后将测缝计旋紧,再回填混凝土并捣实。测缝计安装前后都应进行测试,检查安装是否正常。②测缝计埋设混凝土与基岩接触面上在岸坡的基岩和混凝土接触处,埋设测缝计监测混凝土与基岩的连接情况,其埋设方法与上述方法基本相同。在基岩中钻孔,孔径大于9cm。拆去套筒的固定杆,在孔内填大半沙浆,将套筒挤入孔中,要求筒口与基岩平,固定良好。如筒口尚有部分露出基岩,应用布包裹,外涂沥青,以免混凝土粘固外面的部分。混凝土浇筑至埋设位置以上15cm后停止浇筑,挖去表面混凝土,找到套筒埋设位置,打开套筒盖,旋上测缝计,回填混凝土,振捣密实,引出电缆,测试仪器是否正常。测缝计的安装简图见附图。裂缝计36n裂缝计的结构主要是在测缝计上加一根带锚固端的加长杆。加长杆是直径为32mm的钢筋,长150~200mm,一端弯曲成钩。埋设前加长杆上和仪器凸缘盘用多层塑料布包裹。埋设时,在埋设位置上将混凝土深挖约20cm,将裂缝计轻轻放入,回填混凝土,捣实,测试仪器是否正常。基岩变形计基岩变形计由测风计加加长杆改装而成,。埋设前在基岩上钻孔,钻孔直径为Φ110mm,孔深根据设计而定。钻孔取岩芯,进行地质描述。加长杆长度和孔深相同,加长杆上用塑料布包裹。孔底灌入膨胀水泥沙浆,将加长杆端部插入膨胀水泥沙浆锚固。考虑到基岩可能产生压缩变形,孔口的传感器要预拉仪器量程的三分之二。位错计位错计由测缝计改装而成,安装在可能发生错动的缝面上。其锚固秆一端固定在先浇块上,另一端固定在后浇快上。仪器的轴线方向与预计可能错动的方向平行。多点位移计多点位移计主要用于监测岩土体、坝基等结构物内部,沿钻孔轴线方向,不同深度位置的变形。①首先按照设计位置进行孔口放点,按设计进行钻孔,要求孔口扩孔段与内部安装段同轴线。钻孔完毕,检查表筒段及测杆段是否冲洗干净、同心情况、钻孔深度等,检验合格后,根据钻孔岩芯揭示的地层地质情况提出孔内各测点埋设深度调整建议,报监理工程师批准后进行安装。安装前用水清洗钻孔,安装完成,进行回填灌浆,灌浆水灰比0.5,压力不大于0.5MPa。因地下洞室顶拱孔回填灌浆不易灌满、孔内各测点拟采用液压机锚定,灌浆两用型,以确保安装质量。②画出锚位布置图,依据孔深标出灌浆管的位置。③将预埋安装管用膨胀螺栓固定在孔口,调整预埋管的位置,使预埋管与钻孔同轴,然后用水泥砂浆固定。④将多点位移计测杆放入孔中,在固定支座与预埋管的连接处涂抹环氧粘剂,将多点位移计测杆支撑在该位置,直至环氧固化为止。⑤灌浆管随最深的锚头一起送到孔内,深入长度比最深的锚头加深0.5m。⑥为确保注浆饱满,应根据不同的孔深、倾角以及部位,选择适当的注浆压力灌入水泥砂浆,当排气管中开始回浆即表明已灌满,即可停止灌浆,堵住灌浆管和排气管。⑦钻孔内水泥砂浆凝固后,剪去外露的灌浆管和排气管,将传感器固定到孔口的环形锚头上。⑧依次将各传感器连接到连接杆座上。⑨将传感器与电缆连接好并做好记录,采用读数仪进行检测。⑩安装完毕后,将变位计电缆从保护罩的电缆孔中引出,安装保护罩。多点位移计的安装简图见附图。锚索测力计36n锚索测力计用于测量岩土体等结构物支护锚索轴向荷载。锚索测力计的安装不另外增加土建施工中的锚索支护工作量。待需观测的锚索埋入孔内,锚固段锚固后,张拉前,先将测力计安装在孔口垫板上。带专用传力板的测力计,要先将传力板装在孔口垫板上,偏斜应小于0.5°,偏心应不大于5mm。安装张拉机具和锚具,同时对测力计的位置进行校验,合格后,开始预紧和张拉。张拉程序一般应与工作锚索的张拉程序相同。测力计安装就位后,加荷张拉前,应准确测得初始值和环境温度。反复测读,三次读数差小于1%(F·S)取其平均值作为观测基准值。基准值确定后,分级加荷张拉,逐级进行张拉观测。一般每级荷载测读一次,最后一级荷载进行稳定观测,以5分钟测一次,连续三次读数差小于1%(F·S)为稳定。张拉荷载稳定后,应及时测读锁定荷载。张拉结束之后,根据荷载变化速率确定观测时间间隔,进行锁定后的稳定观测。测斜仪导管测斜仪导管为倾斜仪专用导管,造孔钻机选用300型地质钻机,采用硬质合金或金刚石钻头(参见DL5013-92《水利水电工程钻探规程》)。在廊道施工完后施钻,并按设计要求取芯钻进。终孔孔径不小于φ110mm,钻孔深度大于设计深度1.5m。钻孔结束后需进行孔斜测试,绘制钻孔地质柱状图。深厚覆盖层或岩石破碎时采用ABS植物胶配制优质泥浆护壁钻进,必要时采用跟管护壁钻进。准备工作:测斜仪导管规格尺寸Φ70×5mm,其内径公差±0.5mm,椭圆度小于0.15mm,弯曲度小于1mm/1m。检查测斜管导槽内壁和表面是否平直光滑,两端是否平整。将测斜管一端套上管接头,用手电钻在管接头连接测斜管一端的每两导槽的中间位置钻孔,用铆钉加以固定,将安装于孔底的第一节导管进行封底和安挂承重钢丝绳加固处理。完成室内准备工作后便可将测斜管运往工地,在运输、装卸时要防止测斜管的碰撞损坏。现场安装:首先用φ3.5mm承重钢丝绳(长度为2倍孔深另加30m)从埋于孔底的第一节测斜导管底部穿过并固定,用地质钻机吊装,将第一节测斜管吊入孔内。用一专用安装链钳将测斜导管紧固在孔口,并要控制测斜管其中一组导槽方向与坡体预计位移方向相近,然后逐根连接测斜导管。导管接头采用φ4×4.0m的铆钉铆固,然后再用粘胶剂和密封胶带进行密封。如孔内有水,可在测斜仪导管内注入清水,这样可防止测斜仪导管浮起。测斜仪导管全部下入孔内后,采用地质罗盘测定调整一组导槽方向与预计的位移方向相近,最后用模拟测头沿导槽下入测斜仪导管内上下滑动一遍,以检查两组导槽畅通无阻。回填灌浆:测斜仪导管下入钻孔以后,通常用水泥浆回填测斜仪导管与钻孔的间隙,要求浆液凝固后的弹性模量与测孔周围岩体的弹性模量相近,浆液材料一般为水泥、粉煤灰、细砂、膨润土等,具体的灌浆程序如下。借助钻机卷扬或三角架,将灌浆管吊起,边连接边顺着测斜管的外测下入孔内,一直下到距孔底约2m处。在下灌浆管时速度不要太快,以防止碰坏测斜管接头。按照要求的浆液配合比进行灌浆,为防止灌浆时测斜管浮起,可预先在测斜仪导管内注入清水。在孔深较大时,为防止灌浆管起拔困难,可采用边灌边拔的办法,但不能扰动测斜仪导管,以保证灌浆质量。灌浆完毕拔管后,要用清水将测斜仪导管内壁清洗干净,做好孔口保护。待回填浆液凝固,测斜仪导管稳定后,即可进行测斜仪导管的导槽方位、孔口坐标及高程测量,并可投入正常监测。36n电缆连接①剥制电缆头,去除芯线铜丝氧化物。②保持各芯线长度一致,并使各芯线接头错开,涂锡和松香焊接,焊接后检查芯线的连接质量。③芯线搭接部位用黄腊绸,电工绝缘胶布和橡胶带包裹。电缆外套与橡胶带连接处锉毛,并涂补胶水,外层用橡胶带包扎,直径大于硫化器钢模槽2mm。④硫化器预热至100℃后放入接头,升温至155~160℃,保持15分钟,断电后自然冷至80℃脱模。⑤接头硫化前后测量,并记录电缆芯线电阻,仪器电阻比和电阻。⑥电缆测量端芯线进行搪锡,蜡封。⑦钢弦式仪器的电缆用热缩套管连接。电缆敷设按设计图要求的方向牵引电缆,尽可能减少电缆接头。电缆牵引路线与上、下游坝面距离不小于1.5m。靠近上游面的电缆分散牵引,必要时采取止水措施。电缆牵引线路以监理工程师批准的设计线路为准,其误差控制在±30cm以内。及时提供已埋仪器电缆的走线图。在电缆埋设和牵引过程中,对电缆接头进行密封防潮处理,不允许将电缆头裸露或浸泡在水中,电缆穿过仓缝或暴露在外时要进行保护,电缆过缝将采取过缝措施。电缆过缝①电缆跨缝保护管直径为电缆束直径的1.5-2倍,使电缆在管内可以松驰放置。②用布条包扎电缆,包扎长度延伸至保护管外,管中用涂有黄油的棉纱封口。③跨缝管段有伸缩管,以免因保护管伸缩而造成局部混凝土开裂。④电缆从先浇块引至后浇块而过缝时,预埋电缆储存盒,盒内电缆段用布条包扎并松弛放置,同时防止水泥浆流入盒内。2.2仪器保护方法及措施监测仪器和电缆等设施,易受破坏,它们的保护是施工质量的一个重要组成部分。(1)详细了解土建施工计划、施工方法和进度,跟土建施工承包人充分协商,统一安排监测仪器安装埋设计划,努力避免因土建施工给监测设施造成的影响和破坏。(2)对监测设施采取必要的保护措施,如在多点岩石变位计和锚索测力器等仪器的外露测头上安装保护钢罩等。(3)各种监测仪器准备有必要的备件,如由于施工或其他因素而遭损坏时,及时补埋。(4)监测设备和电缆附近设置明显的标志,必要时可设置路障或警示灯。(5)和土建施工方统一协调,加强现场巡视。(6)对施工人员加强教育并订立严格的规章制度,防止监测设备和电缆的人为破坏。(7)对于埋入式仪器主要问题是电缆易遭破坏或盗窃,因此仪器36n的电缆要分阶段连接,一次不宜接得太长,满足观测即可,随施工进程再行接长。在实施敷设、牵引和埋设等工序时要有专人负责,确保电缆的完好。现场加强巡视,必要时实行24小时值班。(8)廊道内穿行的电缆架在专门设置在廊道壁上的支架上,作好保护。(9)根据以往经验,混凝土浇筑后,在坝体上实施钻孔作业时(如检查混凝土质量、检查接缝灌浆质量、埋设钻孔仪器等)可能将已埋仪器或电缆钻断,因此必须详细绘制仪器埋设的位置和电缆的走向,并会同监理工程师,要求各施工部门在坝体上实施钻孔作业前,必须提出报告,说明钻孔的位置、深度和方向,由监理工程师批准后方可钻孔。(10)对于垂线、静力水准仪、引张线和竖直传高装置等地面上的监测设施,应在安装地土建施工结束,具备封闭条件后施工,设备安装后立即封闭。附件三:施工期观测与成果提交1.施工期观测与维护1.1一般要求(1)在监测仪器安装埋设前,准备好适用于各种传感器的读数仪,并进行校验。(2)根据规范和技术条款规定的项目、内容、测次和时间进行监测,做到无缺测,无漏测、无不符合精度、无违时,必要时应根据实际情况和监理工程师指示,调整测次,以保证监测资料的精度和连续性。(3)各类仪器测读前准备好记录读数的专用表格,记录数据后及时分析比较,如发现读数有异常,立即重测。(4)人工观测时至少有两人操作:一人测读,一人记录,观测人员需在记录表格上签字。1.2观测频次36n观测频次与相关参量的变化速率和可能发生显著变化的时间间隔相适应,同时又要与测量仪器相适应,测次应满足资料分析,各物理量变化稳定性和建筑物性态判断的需要,针对岩土工程施工特点,每一个台阶开挖放炮后为变化速率最大值,应加密观测频率,炮前需测读,炮后测读一次,直至二次读数(位移观测)差小於1.00mm,再改为每天一次至每周或每月一次。遇特殊情况,如大洪水、汛期、库水位骤降、强地震、大药量爆破或爆破失控、周围介质的运行环境或受力状况发生明显变化以及测值发生异常变化等情况,根据监理工程师的要求增加观测密度,同时加强巡视检查。如发现异常情况,及时找出原因,予以解决,及时口头上报,并在6小时内提交书面报告,同时按监理工程师的要求增加测次。1.3相关资料的收集现场观测时注意巡视检查传感器、观测电缆、编号及保护箱是否受损,发现异常及时修复,平时注意对周围其他施工人员进行监测仪器保护的宣传教育。观测数据用专门的表格记录。现场观测要系统、连续地进行。每次观测读数时,应同前次测值对照检查,读数值应是稳定值。在观侧中若发现异常,要及时进行复测,分析原因,记录说明。每次观测还应收集记录监测仪器埋设位置临近部位施工情况,河水位和天气等,以便日后综合分析观测部位的稳定情况。1.4现场监测仪器的保护根据以上分析,地下隧洞室及进出口边坡监测仪器和电缆等设施,易受破坏,它们的保护是施工质量的一个重要组成部分。(1)了解土建施工计划、施工方法和进度,跟隧洞及进出口边坡作业班组充分协商,统一安排监测仪器安装埋设计划,努力避免爆破给监测设施造成的影响和破坏。(2)对监测设施采取必要的保护措施,如在多点多点位移计和锚索测力器等仪器的外露测头上安装保护钢罩等。(3)洞室仪器观测电缆应分阶段连接,一次不宜接得太长,满足观测即可。必要时在电缆外加PVC管,防止电缆被飞石打断。(4)根据监测资料随时判断围岩的变位情况,及时调整多点位移计的量程,以免在围岩发生大位移时测不到数或将测杆拉断。(5)各种监测仪器应配置必要的备件,如由于施工或围岩发生大位移而遭损坏时,及时补埋。(6)监测设备和电缆附近设置明显的标志,必要时可设置路障或警示灯。(7)和土建作业班组统一协调,加强现场巡视。(8)对土建施工人员加强安全监测教育,订立严格的规章制度,防止监测设备和电缆的人为破坏。36n2.观测成果提交2.1计算基准的选定绝大多数监测仪器的观测成果计算,皆为相对计算,所以每支仪器必须有基准值。基准值确定的适当与否直接影响以后观测资料分析的正确性,因此,基准值不能随意确定,必须考虑仪器特性、安装埋设的位置、所测介质和外部环境等因素,然后从初期数次观测及考虑以后一系列变化或稳定之后,才能确定基准值。2.2观测资料整编观测资料整编时首先要对各类检测资料进行检验和审查:一要审核资料的完整性;二要审核资料的正确性和可靠性,审核资料的内容是否合理;是否符合实际情况;从不同资料得到的结果是否存在矛盾,同时还要检查在图表和文字中所引用的数据是否有错误和疏漏。对审核所发现的问题要查明原因,区别不同情况加以处理。所做的修改要有复核和记录。在记录上要注明修改前后的情况,对修改负责的人员要签字。定期检查监测设施和二次仪表是否正常,保证观测成果的准确性。年底对监测设施和二次仪表全面检查,并向监理工程师报告检查情况。建立安全监测数据库,及时整理分析资料。2.3观测成果的整理分析⑴观测成果的整编1)监测资料的收集和整理是反馈分析的基础,其主要内容包括:监测及有关资料的收集和表示。原始观测数据的检验、误差分析。监测物理量的计算。填表和绘图。监测数据的平差、光滑和拟合等处理。初步分析和异常值判识。2)在监测资料的整理过程中,必须坚持的原则是:除当日在现场遇有特殊情况重测,并履行必要手续的修正外,对原始观测数据或数据库任何人不得进行修改。监测资料整理中的数据检验和处理是在原始观测数据或数据库的复制件上进行的。为了以后分析和反馈的需要,有时仍需对整理整编的数据进行必要的处理,但也需在整编数据的复制件中进行。36n⑵观测物理量的计算观测的原始数据一般均需要转换成欲测物理量的计算。不同的仪器,其物理量的计算方法也不同。下面列出本工程监测仪器(水力学观测仪器除外)物理量的计算方法。应变计(无应力计)的应变计算一般通过成组埋设应变计和无应力计来获取混凝土的应力。而计算混凝土应力的过程比较复杂,现将计算步骤简述如下。应变计观测得到的应变为混凝土的总应变,混凝土总应变包含多种因素的影响,如温度、湿度、水化热、蠕变等。混凝土总应变的计算公式如下:ε=G(R1-R0)+K(T1-T0)(1)式中ε:缝的开合度,με;G:应变计率定系数,με/Digit;K:混凝土热膨胀系数,με/℃;由公式(1)中算出的混凝土总应变中包含了荷载应变和混凝土自生体积变形。后者是混凝土在水化过程中产生的变形,应予扣除。荷载应变:式中:根据广义虎克定律,在三维连续体内,各向应变受与其垂直方向上应力的影响,即泊松比(μ)的影响,因此,在求各向应变后,应计算各向单轴应变。混凝土材料是弹性徐变体,应变计测得的应变不仅与受荷大小有关,而且还与荷载作用的时间历程有关,所以在进行应力计算应考虑材料的徐变特性,计算徐变应力。根据《混凝土大坝安全监测技术规范》SDJ336-89,计算混凝土应力的方法有变形法和松弛法两种。36n钢筋计(锚杆应力计、锚索测力计)的支护荷载计算F=G(R1-R0)+K(T1-T0)式中F:钢筋计荷载,KN;G:钢筋计率定系数,KN/Digit;K:钢筋计温度补偿系数,KN/℃;测缝计开合度计算J=G(R1-R0)+K(T1-T0)式中J:缝隙的开合度,mm;G:测缝计率定系数,mm/Digit;K:钢筋计温度补偿系数,mm/℃;渗压计渗透压力计算P=G(R1-R0)+K(T1-T0)式中P:渗透压力,MPa;G:渗压计率定系数,MPa/Digit;K:渗压计温度补偿系数,MPa/℃;多点位移计变形计算L=G(R1-R0)+K(T1-T0)式中L:围岩变形,mm;G:位移计率定系数,mm/Digit;K:位移计温度补偿系数,mm/℃;2.4监测成果简报的编制⑴监测成果图表的绘制根据各种不同的观测项目,使用不同的观测仪器所测仪器的结果及反应的物理量的变化大小和规律,绘出各种曲线、相关图。主要的曲线图有:1)物理量随时间变化的过程曲线图;2)物理量分布图,如物理量沿建筑物轴线分布图、断面分布图、平面分布图等;3)物理量相关关系图,如物理量与空间变化关系图、物理量之间的相关关系图、原因参量和效应参量相关关系图;4)物理量比较图。⑵监测简报的编制监测阶段成果简报和施工期成果报告,都是把观测所得的成果用文字、图表系统地展示出来,让有关人员对工程的现状有较清楚的认识,两者的监测时间长短不同,在报告中的内容就有区别,一般地说,监测时间越长,掌握的资料越多,对工程安全度的论述就越充分,一般应有以下内容:1)工程概况。包括工程位置、地形地质条件、工程规模、复杂性和重要性。2)36n监测仪器布置。除有监测仪布置图外,还应说明各种仪器布置的位置和设置原则、应达到的目的等。2)监测仪器的安装埋设。应将各种监测仪器在各部位的具体安装、埋设方法用图文进行说明。3)监测资料分析的主要内容①根据各物理量的变化过程线,说明该监测结果的变化规律、判断分析其发展变化趋势是否会向不利于工程稳定的方向发展。②将观测资料,特别是变化过程线,与理论值或其他同类物理量的变化比较,看有无异常。③根据观测资料对工程运行工况及存在的问题和性质进行评价,分析其发展变化趋势,提出工程安全运行、维护、维修的意见和措施建议。提出加强观测和对工程险情预测预报的建议。2.5监测成果的提交1)每支仪器安装埋设前,提交仪器、设备采购计划,生产厂家和施工方到货检查、率定资料,报监理工程师审查;2)工程施工期,自有监测仪器安装埋设完成并投入正常运行起,一般每月提交一期监测简报,遇特殊异常情况提交监测快报;该监测工程完工移交时,提交监测工程竣工及施工期成果分析报告;3)大坝蓄水前提供竣工及施工期监测成果分析总报告,其质量要满足大坝安全鉴定要求。4)2.6观测工程竣工验收与移交该工程所有监测仪器安装埋设完成、完成施工期监测,并经检查验收合格,随大坝主体土建工程一并移交给建设单位。36n附件四:监测仪器设备检查率定与安装埋设验收表由承包商报送,监理工程师审批。36
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