监测仪器施工方案.docx

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监测仪器施工方案

监测仪器施工方案

1.工程概况

xx水电站引水发电洞进水塔结构有1个拦污栅门槽及一个检修闸门,以进水口中心线对称结构布置。

桩号从引0－016.00～引0－000.00，▽3220.00～▽3235.00高程段为胸墙及底板结构，此段为变截面结构；▽3235.00～▽3299.00高程段为进水塔塔体结构，此段为等截面结构；▽3299.00～▽3304.00高程段为牛腿及坝顶结构，此段为变截面结构。

为加快进水口施工进度，对等截面结构段（▽3235.00～▽3299.00）采用滑模施工。

左岸放空洞主洞全长531.927m，进口底板高程为3230.00m，出口底板高程为3180.00m，高差50.00m，主洞从有压段通过工作门房渐变为无压段，有压隧洞为4.0m洞径的圆形断面。

工作门房右侧接交通洞。

工作门房高度24.35m，高程为3219.30~3243.65m，最大宽度15.6m，上部为城门洞型，在高程3231.85m设有板梁结构，高程3225.60~3231.85m间设有交通楼梯。

2.监测仪器一览表

2.1进水塔部位仪器

仪器名称

仪器数量

钢筋计

2支

应变计

2支

无应力计

1支

2.2放空洞有压段部位仪器

仪器名称

仪器数量

钢筋计

8支

渗压计

3支

两向应变计

4组

小无应力计

2支

集线箱

1台

2.3工作门房部位仪器

仪器名称

仪器数量

多点位移计

3套

钢筋计

16支

渗压计

1支

两向应变计

8组

小无应力计

6支

动压管流速仪

1支

集线箱

2台

3.主要仪器的安装埋设方法

3.1渗压计的安装

（1）安装前需将仪器在水中浸泡2h以上，使其达到饱和状态，在测头上用水工布包裹，再装入装有干净的饱和细砂的沙袋内，使仪器进水口通畅，并防止泥浆进入渗压计内部。

在安装前应按厂家提供的方法建立仪器的初始读数，检查和标定仪器的参数，并作好记录。

在埋设层内，可采用风钻钻孔，孔深80-100cm，或按施工图纸要求和监理人指示执行，成孔后应清理。

安放渗压计前应填入15厘米左右细石，细石也需充分饱和，再填入25厘米左右细沙，细沙也需充分饱和。

放入装有渗压计的沙袋于孔上,再回填粘土和碎石并捣实,为防止仪器被压坏，在回填粘土和碎石上方用大石（垒）砌筑一个保护体。

仪器电缆建议用保护管保护，最后引向观测站。

记录首次读数，并及时填写埋设记录。

渗压计采用便携式数字式频率计读数仪进行测量。

仪器在被埋设前和刚被埋没时应立即进行观测，在具体埋设期间必须边埋设边用小仪表进行测量,以防止在埋设过程中损坏,以便及时补埋,从而确保仪器的埋设成功率。

3.2渗压计的安装

安装前需将仪器在水中浸泡2h以上，使其达到饱和状态，在测头上装有干净的饱和细砂的沙袋，使仪器进水口通畅，并防止水泥浆进入渗压计内部。

在安装前应按厂家提供的方法建立仪器的初始读数，检查和标定仪器的参数，并作好记录。

在埋设垫料层内，可采用挖坑法，坑深30-40cm，或按施工图纸要求和监理人指示执行，成坑后应清理。

安放孔隙水压力计前应填入15厘米细砂，细砂也需充分饱和。

放入渗压计,坑内回填干净砂和碎石至坑顶面并捣实,仪器电缆建议用PVC管保护，最后引向观测站。

埋设示意图如图所示。

记录首次读数，并及时填写埋设记录。

3.3两向应变计（组）及无应力计埋设

安装前按设计要求的安装位置，进行施工放样，确定应变计仪器的具体安装位置。

将应变计安装在设计部位，一支为顺坡向，一支为水平向。

应变计是埋设在混凝土中监测混凝土应力应变的仪器，本工程设置的应变计为两、三向布置。

埋设时确保设计要求的方向，在混凝土面板浇筑时，为避免仪器受到冲击，振捣器与仪器的距离应大于振动范围的半径不小于1.0m，且剔除应变计周围60CM内40mm以上的骨料。

如图示两向应变计埋设示意图。

在测点部位的砂浆垫层表面插筋，按设计图要求埋设方向固定支杆，支杆伸缩量应大于0.5mm。

预先埋好支架，待滑模移开后，在刚浇筑完的面板混凝土上挖坑，露出预先安装好的支座，安装应变计，再人工回填并捣实混凝土。

电缆应留有一定余量，将电缆捆在钢筋上（或用保护管保护），沿钢筋引至坝顶观测站。

应变计（无应力计）具体埋设期间必需边埋设边用仪表进行测量,以防止在埋设过程中损坏,以便及时补埋,从而确保仪器的埋设成功率。

观测频次按相关技术规范进行。

无应力计埋设：

按设计要求的安装位置，进行施工放样，确定仪器的具体安装位置。

无应力计是与应变计配套布置的，安装时应先将应变计用细铅丝悬置于无应力计筒中心，无应力计筒大口朝上，待仓内混凝土浇到仪器高程时，用人工将混凝土（去掉大于4cm的骨料）细心填入无应力计筒内，并用插钎轻轻捣实，在其上部覆盖混凝土时不得在振动半径范围内强力振捣。

图3-1-2为无应力计埋设示意图无应力计根据面板结构型式采用下列方法埋设：

埋设在面板下游处垫层内的无应力计：

先将无应力计筒内涂层沥青，按设计图纸要求在埋设坡面上挖一个直径70cm，深为70cm的坑，用砂浆铺平坑底，将装好应变计的无应力计筒口朝上置入坑内。

浇混凝土时，筒内外同时填入与面板相同混凝土，注意筒内应变计周围应除去8cm以上大骨料。

电缆沿钢筋引至坝顶观测站。

直接埋设在砼面板中的无应力计：

将无应力计筒直接埋设在混凝土中，在筒内填入与周围相同混凝土。

混凝土入仓要远离仪器，振捣器应距仪器1m以上，电缆沿钢筋引至坝顶观测站。

3.4钢筋计埋设

钢筋计是安装在大坝混凝土面板内受力钢筋上监测钢筋应力的仪器，钢筋计的安装方法为钢筋计的一端应与钢筋对焊或进行帮条焊接，如果施工现场进行对焊有困难时可以采用帮条焊接方法，但帮条焊接部分应涂上沥青，以便与混凝土脱开。

按设计要求的安装位置，进行施工放样，确定仪器的具体安装位置。

找到钢筋计焊接的钢筋部位。

钢筋计的安装要求和安装埋设方法如下：

1）、按钢筋直径选配相同规格的钢筋计。

钢筋计与钢筋接头采用对焊连接或帮条焊接方法。

2）、安装、绑扎带钢筋计的钢筋，将电缆引出点朝下。

3）、混凝土入仓应远离仪器，振捣时振捣器至少应距离钢筋计1.0m，振捣器不可直接插在带钢筋计的钢筋上。

4）、具体埋设期间必需边埋设边测量,控制温度,以防止在埋设过程中损坏,以便及时补埋,从而确保仪器的埋设成功率。

5）、电缆沿钢筋（建议用保护管保护）引至观测站。

6）、仪器在被混凝土埋没前和刚被埋没时应立即进行观测，测次标准按照相关规范进行。

3.5测缝计埋设

测缝计是测量混凝土建筑物的伸缩缝开合度的，必须垂直缝面安装。

所有待安装的测缝计均应经率定，已按设计要求接长电缆，并打上设计编号。

安装方法如下：

（1）在先浇混凝土块上预埋测缝计套筒，在套筒中填上泡沫，并加盖保护，防止水泥浆进入；

（2）当后浇块混凝土浇到高于仪器埋设位置20cm时，振捣密实后挖去混凝土到套筒处，打开套筒盖，取出填充物，安装测缝计，回填混凝土，并用插钎在其周围轻轻捣实，不允许用振捣器振捣；

（3）为避免电缆受损，必须将接缝处的电缆长约40cm左右范围内包上布条加以保护；

（4）若测缝计埋设在混凝土与基岩接触面时，可在基岩面上打孔埋设套筒，孔径应大于90mm。

在混凝土浇筑时预留一个坑，当该层混凝土浇筑完毕并达到拆模要求后，安装测缝计并在坑内回填混凝土。

在仪器埋设前坑的所有表面应按照混凝土施工缝的要求进行处理，回填的混凝土应仔细振捣密实。

（5）表面测缝计的埋设相对简单，首先加工制作好用支架，在安装缝表面两边挖抗（长宽深20cm左右），将安装有仪器的支架安装在在抗内，浇混凝土固定支架，安装完成，测量正确后安装防护罩。

（6）仪器在被混凝土埋没前和刚被埋没时应立即进行观测，初期测次标准按照相关规范进行。

3.6多点位移计

本工程中多点式变位计有多3个锚头，灌浆后各锚头于被测点结合在一起，多根带保护管的传递杆一端分别与多个测点锚头相连，另一端穿过封孔锚头同外面的传感器相连。

测点锚头因嵌固于混凝土中，故测点锚头与传感器底板间混凝土的变形可通过测杆传递到传感器上，从而测得该处多个测点围岩的位移。

本标多点变位计主要布置在放空洞内，安装要求及方法如下：

首先在施工部位搭设脚手架至安装位置，进行造孔，造孔完成后进行仪器安装。

（1）钻孔的终孔直径应不小于Ø76mm，钻孔应通畅，要求钻孔扩孔段与钻孔同心，安装前用水清洗钻孔；

（2）画出锚头布置图，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）将多点变位计测杆放入孔中，在固定支座与预埋管的连接处涂抹环氧粘剂，将多点变位计测杆支撑在该位置，直到环氧固化为止；

（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，将位移计电缆从保护罩的电缆孔中引出，安装保护罩。

4.电缆的连接、埋设和保护

电缆是传送信号的载体，仪器经埋设后无法或很难检查及再进行处理，保护电缆不受损坏，联接好电缆是仪器观测中重要一环。

4.1电缆的连接

本工程大部分采用振弦式仪器及差阻式仪器,其它仪器较少。

仪器类型不同,使用的电缆不相同，其接头连接的方法和要求也不同。

振弦式仪器屏蔽电缆四芯、，首先将电缆头护层剥开50～60mm，然后按照绝缘颜色错落依次剥开绝缘层，将绝缘颜色相同的导体分别叉接并绕接好，用电工绝缘布包扎，接好屏蔽和地线，最后将接好电缆用电工绝缘胶布整体缠绕起来，对接头做密封处理。

差动电阻式（压阻式）仪器采用型五芯水工电缆。

电缆在联接前，先逐段检查外套橡皮有否破裂，同时揉动电缆线借以检查芯线铜丝是否存在接触不良或断丝现象。

在联接前必须测量仪器电阻比、电阻值、总电阻值以及仪器绝缘电阻，并把厂家各种数据、率定值及以上测值全部记录在一张永久性埋设记录表上。

此外还应记录好芯线电阻，供仪器灵敏度修正用。

然后才能进行电缆接线工作。

4.2电缆的埋设和保护

厂家出厂的仪器附带1米左右电缆，埋设安装前根据埋设部位到观测站的距离加长电缆。

电缆接长按设计图牵引路线进行计算，应根据现场施工条件适当加长10%～20%安全系数，自下向上应长些，自上而下应短些，电缆经检查后，必须测出每根芯线电阻及当时温度，以备今后观测资料计算中使用。

在每支仪器电缆上用电缆打字机打上至少3个耐久的、防水的，间隔为10米左右的标签，以保证识别不同仪器所使用的电缆。

沿电缆牵引线路挖槽形成电缆沟，电缆埋设于电缆沟中,并建议用保护管穿管保护，周围回填石渣等。

观测仪器电缆进入监测站墙体或地板时也应采用镀锌电缆钢套管保护，对一时不能引入观测站的电缆，可采用预埋电缆储藏箱作为临时测战。

电缆在仪器引线安放和连接后，回填或埋入混凝土中之前，应立即对观测仪器及电缆进行测试。

外露坝外电揽，建议用镀锌钢管保护。

电缆保护最好利用已有或在建的电缆沟进行铺设，施工时具体敷设形式视现场情况而定。

如下图示。

混凝土面板堆石坝典型监测段面内，仪器电缆走线需加保护管保护，保护管每过10-20米需进行止水处理，防止因电缆走线形成渗水通道。

地下厂房及引水系统典型监测段面内，仪器电缆走线需加管保护，或在混凝土内直接引线。

再引至各观测站。

4.3通讯光缆敷设

光缆敷设时根据光缆敷设的要求，利用已有或在建的电缆沟进行铺设。

主要敷设方法有架空和地埋式两种方式，施工时具体敷设形式视现场情况而定。

5.监测资料的整编

根据现场的数据采集及分析，对整编的监测资料进行分析，采用定性的常规分析方法、定量的数值计算方法，分析各监测物理量的变化规律和发展趋势，各种原因量和效应量的相关关系和相关程度。

根据分析成果对工程的工作状态及安全性作出评价，并预测变化趋势，提出处理意见和建议。

发现异常及时上报监理人，以便采取处理措施。

6.质量控制体系

监测工作质量控制包括下列内容：

（1）收集各类反映质量的信息和监测数据，制定每项监测工作和仪器设备的质量标准及控制方法的规定；

（2）对监测工作实施的每一个环节进行质量检验；

（3）根据观测值分析判断反馈监测工作和仪器运行状况；

（4）根据质量标准作出评价和处理。

6.1质量控制保证

对项目的每一环节：

安装、埋设，观测和记录，资料整理与分析，信息反馈与预报等制定保证达到质量水平的控制标准；

根据监测仪器规范和实施技术要求规定的可靠指标，制定质量控制内容、步骤和方法；

规定监测仪器设备的运用条件和维护要求，提出正常运用的标准并进行现场标定和检查，当仪器设备的运行条件与设计预定的条件不符时，应进行检查，针对具体情况，采取有力的保护措施，一旦发现损坏，应立即查明原因，进行更换。

6.2质量控制的步骤和方法

（1）施工控制

在仪器安装埋设的全过程中必须对仪器，传感元件、材料、设备工艺，防爆措施等进行连续性的校验，以确保仪器质量的稳定性，并做好如下安装记录：

1）仪器的种类：

型号、编号和说明；

2）仪器的位置、坐标和高程；

3）仪器的安装日期和时间；

4）气候、温度、湿度等环境量；

5）安装期间周围施工情况；

6）钻孔（挖槽）及其岩芯记录，地下水观测、混凝土入仓温度以及任何例外观测的描述；

7）安装记录，如安装方法、材料和任何例外观测的描述；

8）绘制平面和剖面埋设图：

标示仪器埋设位置、电缆及其走向的准确位置，电缆接头部位和仪器安装所用的材料及防震措施；

9）安装时的彩色照片，包括仪器埋设前的特写镜头；

10）安装期间的调试和测试数据；

11）初始读数的选取；

（2）监测控制

监测控制包括施工期的数据采集记录、数据处理与反馈，仪器维护与标定，根据规定的读数频次，足系统性和时间上的连续性要求，以仪器精度和准确程度为标准，检验或判定数据的偏差是否正常。

现场对二次仪表定期进行标定，以检查仪器的工作状态并及时维修和校正。

（3）合格控制

合格控制分为仪器安装合格验收和工程交付使用前的合格验收，这是控制工程合格质量水平的一个重要环节，即控制仪器性能的均质及其标准差，满足规范规定。