第12章 原型观测施工方法说明.docx
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第12章原型观测施工方法说明
第12章原型观测施工方法说明书
12.1概述
四川嘉陵江沙溪航电枢纽右岸泄洪冲砂闸及厂房土建工程施工的原形贯测项目，包含坝基及闸底板扬压力、绕坝渗流、厂房流道应力、应变、上下游水位等观测仪器设备的采购、安装、埋设和施工期观测。
本标原型观测工程主要项目及观测仪器设备见表12-1。
表12-1原型观测主要项目及观测仪器设备表
项目编号
项目名称
单位
工程量
备注
1
原型观测工程
设备和设施的采购、安装、制作及施工期观测
2
测压管
m
190
含过滤材料等共14个孔，后期安装14支扬压力计。
配14个水龙头及相关配套的弯头、三通、钢帽、压力表等。
3
绕渗孔孔深
m
195
含钻孔、管材、过滤材料等共7孔。
4
电测水位计
台
2
5
自测水位计
台
2
监测水库水位
6
双向应变计
支
4
7
无应力计
支
4
8
钢筋计
支
20
9
渗压计
支
24
10
气温计
支
2
11
电缆
km
15
各种型号
12
电缆保护管
km
0.9
13
二次测读仪
台
2
含分线盒
14
水尺
副
5
搪瓷
15
观测房
座
1
16
基线箱
台
5
人工采集系统,并具有自动采集接口
12.2编制依据
12.2.1招标文件；
12.2.2《国家一、二等水准测量规范》G812897-91；
12.2.3《水位观测标准》（GBJ138-1993）；
12.2.4《混凝土坝监测仪器系列型谱》（DL/T948-2005）；
12.2.5《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）；
12.2.6《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）；
12.2.7《混凝土坝安全监测资料整编规范》（DL/T5209-2005）；
12.2.8《大坝安全监测自动化技术规范》（DL/T5211-2005）；
12.2.9《水位普通测量规范》（SL58-1993）；
12.2.10《地震监测管理条例》（国务院令第409号）。
12.3安装程序和方法
12.3.1监测仪器的采购
监测仪器采购选择合格生产厂家的产品，仪器到场后进行验收（仪器运至现场后会同监理对需要使用的仪器设备进行检查和验收，严格按检测程序进行全面测试、校正、率定）和保管，设备到场时供货方需一并提供检验合格证书及厂家率定资料，验收合格后方可入库。
督促生产厂家在仪器设备出厂前，检验全部仪器设备，并提供检验合格证和厂家的率定资料。
12.3.2监测仪器安装埋设的程序
12.3.2.1监测仪器安装埋设程序
监测仪器安装跟随土建开挖、砼及安装施工进度进行并受其制约，其安装埋设程序如下：
技术准备→材料设备准备→仪器检验率定→仪器与电缆连接→仪器及电缆编号→土建施工→安装→埋设→调试→检测。
12.3.2.2各项程序工作内容的具体要求
（1）技术准备：
①阅读监测工程设计图纸及各项技术规程，熟知设计意图和实施技术方法与标准；
②施工人员技术培训和交底；
③对现场条件进行全面的分析研究，提出具体措施。
（2）材料设备的准备：
材料设备的准备与说明见表12-2所示。
（3）仪器检验率定：
仪器埋设前应按规程规范的规定进行率定或组装率定检验，检验合格方可进行安装埋设。
（4）仪器与电缆连接：
仪器与电缆的连接是保证检测仪器能长期运行的重要环节，要求电缆接头必须可靠耐久。
并能够达到规程规范规定的耐压和绝缘要求。
（5）仪器编号：
编号应固定在电缆端头与二次仪表连接处，方法是用电缆打号机把编号打在电缆上或采用其它方便可行的方式进行。
（6）土建施工：
施工内容包括仪器安装埋设、电缆走线、观测站、观测墩及保护设施的施工，这是一项比一般土建要求更高更细的施工内容，一般土建项目施工时应着重保护监测仪器设备。
表12-2材料设备准备内容与说明
项目
内容
说明
1.土建设备
1钻孔和清基开挖机具
2灌浆机具与混凝土施工机具
3材料设备运输机具
在岩土体内部安装埋设仪器时，需要钻孔、凿石、切槽和灌浆回填，机具的型号根据实际需要结合土建现状确定
2.仪器安装设备、工具
1仪器组装工具
2工作人员登高设备及安全装置
3仪器起吊及运输机具
4零配件加工：
如传感器安装架及保护装置
安装仪器要使用一些附件，根据设计要求和现场情况自行设计加工
3.材料
1电缆及电缆连接与保护材料
2灌浆回填材料
3电缆走线及脚手架材料
4观测墩浇筑用材料
5观测房修建及装修用材料
4.办公系统
1各种仪器专用记录表
2文具、纸张等
3电脑、打印机等
记录表应使用专用标准表格
5.测试系统
1有关的二次仪表
2仪器检验率定设备、仪表
3仪器维修工具
4数据自动化采集系统
12.4监测仪器安装埋设施工方法
12.4.1一般要求
12.4.1.1按施工图纸和生产厂家使用说明书的要求，进行仪器设备的安装和埋设。
12.4.1.2按招标文件技术条款规定的内容和时限，提交监测仪器设备安装和埋设措施计划、仪器设备埋设布置图和保护措施报送监理人审批。
12.4.1.3在监理人的主持下协调好监测仪器设备安装、埋设与建筑物施工的相互干扰，并将监测仪器设备的埋设计划列入建筑物施工的进度计划中，以便及时提供监测仪器设备安装和埋设所必需的工作面及工作时间。
12.4.1.4所有仪器和设备应进行检验，并经监理人批准后方可进行安装和埋设。
12.4.1.5严格按批准的安装和埋设措施及厂家使用说明书规定的程序和方法进行仪器设备的安装和埋设。
12.4.1.6如运输、保管、安装过程中不慎造成任何监测仪器设备的损坏，及时修复或更换，造成仪器移位应立即校正，直至监理人认可，并作好详细记录。
12.4.1.7监测仪器设备安装和埋设以及有关的所有工作在事先通知监理工程师的情况下进行。
12.4.1.8仪器电缆敷设应根据现场情况尽可能减少接头，拼接和联接应按设计和规程规范要求进行。
12.4.1.9从仪器设备安装和埋设地到观测站之间的电缆埋设的走向和电缆沟、电缆保护管的布置应根据施工图纸和监理人的指示进行。
12.4.1.10仪器设备及电缆在安装和埋设之后应进行检查和校正，并提交现场校准签证单。
经监理人检查验收后应立即测读初始值。
12.4.1.11施工期间，施工单位应在所有仪器的电缆上，用电缆打字机打上或采用其它方式标识耐久的、防水的标签，以保证识别不同仪器所使用的电缆和仪器的编号。
12.4.1.12在施工过程中，所有仪器设备（包括电缆）和设施应予保护，监理人要求保护的部位应提供保护罩、标志和路障。
所有未完成的管道和套管的开口端应加盖，管道和套管应保证没有异物进入。
12.4.1.13施工单位应根据施工图纸要求和监理人的指示对观测站安装避雷针等设施。
12.4.1.14经监理人批准用于本合同所有仪器和设备在第一次使用前应进行检验和校正，现场观测的二次测读仪表在使用过程中应按有关要求进行定期标定，确保仪表在有效期内使用。
12.4.2主要观测仪器的安装埋设
12.4.2.1测压管
（1）埋设在坝底基岩面的单管式测压管
在设计点位上下游方向50cm的范围内，选择基岩节理较发育的岩石处作为埋设的位置。
记录点并描述地质情况。
在确定的位置手风钻打孔，孔径为150mm，孔深离建基面不大于1m。
将Φ75mm的镀锌管，按照第一层混凝土浇筑高度架立，架立方法采用预埋插筋，焊接拉筋固定。
每层管长不宜过高，根据现场施工机械、施工方法而定，在浇筑过程中继续上接安装埋设。
测压管在安装、埋设上接过程中，应保证管子垂直，管口应加盖保护。
对于从廊道中打孔补埋的测压管，必须严格控制深度和垂直度，如有孔斜，应测出其斜度，以便准确计算底部高程。
（2）深孔单管式测压管
在设计定位处钻孔，孔径110～150mm，孔深依据设计的要求而定。
在钻孔底部灌注15cm厚的水泥砂浆或水泥膨润土浆。
把内径60mm的塑料管（下部管应钻小孔）放入孔内。
先填入10～20mm砾石约40cm，再填入20cm厚的细砂。
上部全部灌注水泥砂浆或膨润土浆。
管顶加盖保护。
测压管的安装埋设见图12-1。
图12-1测压管安装埋设示意图
12.4.2.2绕坝渗流观测孔
本标绕渗孔钻孔为390m。
采用地质回转钻机造孔，钻孔孔径110～130mm。
在软弱夹层或破碎带处下管保护，防止坍孔。
钻孔时应控制好孔斜，钻孔完成后应及时组织验收，并加盖保护。
绕渗孔结构见插图12-2。
图12-2绕渗孔结构示意图
12.4.2.3双向应变计
双向应变计的埋设，无论是在现浇混凝土内，还是在老混凝土面（基岩面）上埋设，均预埋角钢或钢筋，按设计方向固定支座、支杆、装上应变计。
埋设仪器的角度误差不超过1º，位置误差不超过2cm。
双向应变计的应变计保持相互垂直，仪器的电缆沿混凝土内部钢筋引入永久观测房。
在混凝土浇筑时，仪器周边的混凝土采用一级配，人工振捣密实，并用Φ100×60cm厚1.0mm的白铁皮圆筒保护仪器，圆筒边浇筑，边提升。
其埋设方法见图12-3。
图12-3双向应变计埋设示意图
12.4.2.4无应力计
无应力计埋设，先将无应力计的大口向上，按设计位置固定，然后在筒内填满与埋设部位相同的混凝土，人工振捣密实。
埋设时尽量使无应力计筒的轴线与等温面垂直。
仪器埋设完成后做好标记，防止人为破坏，妥善保护。
埋设方法见图12-4。
图12-4无应力计埋设示意图
12.4.2.5钢筋计
钢筋计是焊接在与其直径相同的钢筋上。
钢筋计与受力钢筋焊在同一轴线上，焊接强度不低于原钢筋强度。
焊接工作事先在“对焊机”上进行，然后运送至现场绑扎至钢筋网上。
焊接时仪器内部温度不超过70℃。
焊接完成后检验仪器工作状态，确信正常后按规定和要求牵引、绑扎电缆，埋设时避免在仪器埋设位置直接下料，以防仪器损坏。
埋设方法见插图12-5。
图12-5钢筋计埋设示意图
12.4.2.6渗压计
（1）安装埋设前，做好以下准备工作
①仪器室内处理，仪器检验合格后，取出透水石，钢膜片上涂一层防锈油，按需要长度接好电缆。
②将渗压计放入水中浸泡2h以上，使其完全饱和，排除透水石中气泡。
③用饱和细砂袋将测头包好，确保渗压计进水口通畅，并继续浸入水中。
（2）在基岩面上埋设渗压计
先在预定位置钻一集水孔，孔径为150mm，孔深不大于1m，再将装入砂袋内的渗压计放到集水孔上，砂袋用砂浆糊住，砂浆终凝后再浇砼。
勿使水泥浆渗入渗压计内部。
（3）在施工缝上埋设渗压计
在浇筑下层混凝土时靠缝面预留一个深30cm，直径20cm的孔，在预留孔内铺一层细砂，将渗压计放在砂垫层上，再将仪器埋好，孔口放一盖板，即可浇筑砼。
（4）在深孔内埋设渗压计
在深孔内埋设渗压计时，深孔直径应满足要求，埋设前测量好孔深，先将仪器放入能放入孔内的砂包中，包中装细砂，向孔内倒入40cm深的砾石，其粒径为10～20mm，然后将装有仪器的砂包吊入孔底。
如孔太深，砂包及电缆自重超过电缆强度时，可用钢丝吊住砂包，并把电缆绑在钢丝上进行吊装，以免电缆损坏。
再在上面填入40cm细砂，然后填20cm粒径10～20mm的砾石，再在余孔段灌入水泥膨润土浆或水泥浆。
渗压计埋设见图12-6。
图12-7渗压计埋设示意图
12.4.2.7温度计的埋设
温度计安装在闸墩的迎水面侧，且距坝面5～10cm，用于观测水库水温，通常在混凝土浇筑时先将温度计电缆固定在钢筋上，待砼浇注结束后，人工挖坑埋入温度计，然后回填混凝土后人工捣实；在浇筑层底部或中部埋设温度计时，也可挖坑埋人，然后回填混凝土，振捣时振动器距离温度计不小于0.6m。
检查安装位置是否与图示一致，仪器读数是否正常。
灌浆前、后各测读一次；引线至临时接线箱并检查仪器标识。
48小时测初读数，填写安装记录，浇筑砼前，要有专人保护仪器。
温度计埋设见图12-7。
图12-7温度计埋设安装示意图
12.4.3水工电缆连接
12.4.3.1橡胶电缆的连接
橡胶电缆的连接采用硫化接头方式，具体要求如下：
（1）根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。
（2）按照规范的要求剥制电缆头，去除芯线铜丝氧化物。
（3）连接时应保持各芯线长度一致，并使各芯线接头错开，采用锡和松香焊接。
（4）芯线搭接部位用黄蜡绸、电工绝缘胶布和橡胶带包裹，电缆外套与橡胶带连接处应锉毛并涂补胎胶水，外层用橡胶带包扎，外径比硫化器钢模槽大2mm。
（5）接头硫化时必须严格控制温度，硫化器预热至100℃后放入接头，升温到155℃～160℃，保持5分钟后，关闭电源，自然冷却到80℃后脱模。
（6）将1.5个大气压的空气通入电缆，历时15分钟接头应不漏气，在1.0Mpa压力水中的绝缘电阻应大于50MΩ。
（7）接头硫化前后应测量、记录电缆芯线电阻、仪器电阻比和电阻。
（8）电缆测量端芯线应进行搪锡，并用石蜡封。
12.4.3.2塑料电缆的连接
塑料电缆的连接根据要求采用常温密封接头方式，常温密封接头具体要求如下：
（1）根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。
（2）将电缆头护层剥开50～60mm，不要破坏屏蔽层，然后按照绝缘的颜色错落（台阶式）依次剥开绝缘层，剥绝缘层时应避免将导体碰伤。
（3）电缆连接前将密封电缆胶模具预先套入电缆的两端头，模具头、管套入一头，盖套入另一头。
（4）将绝缘颜色相同的导体分别叉接并绕接好。
用电工绝缘胶布包扎使导体不裸露，并使导体间、导体与屏蔽间得到良好绝缘。
（5）接好屏蔽（可以互相压按在一起）和地线，将已接好的电缆用电工绝缘胶布螺旋整体缠绕在一起。
（6）将电缆竖起（可以用简单得方法固定），用电工绝缘胶布将底部的托头及管缠绕几圈，托头底部距接好的电缆接头根部30mm。
（7）将厂家提供的胶混合搅匀后，从模口上部均匀地倒入，待满后将模口上部盖上盖子。
（8）不小于10m长的电缆，在2.0Mpa压力水中的绝缘电阻应大于500MΩ。
（9）24h后用万用表通电检测，若接线良好，即可埋设电缆。
12.4.3.3仪器编号
每支仪器连接好电缆后应立即编号，编号应使用经过批准的编码系统，仪器编号应能区别各种仪器设备、电缆、监测断面、控制坐标等，每支仪器须建立档案卡，并将仪器资料按发包人规定的格式录入仪器档案库中。
在所有仪器的电缆上，用电缆打字机打上至少3个耐久的、防水的、间距为10m的标签，以保证识别不同仪器所使用的电缆。
12.4.3.4电缆走线保护
从设计阶段到施工阶段均重视电缆的走线保护工作。
（1）设计阶段，应充分考虑电缆的走线，做好电缆走线图。
（2）连接电缆在敷设时必须留有余度，并禁止相互交绕。
敷设余度依据敷设的介质材料、位置、高程而定，一般约为敷设长度的5%～10%。
（3）观测仪器至监测站的电缆尽可能少用接头。
在电缆接头处涂环氧树脂或侵入蜡，以防潮气渗入。
（4）应严格防止各种油类玷污腐蚀电缆，经常保持电缆的干燥和清洁。
（5）电缆在牵引过程中，要严防开挖爆破、施工机械损坏电缆，以及焊接时焊渣烧坏电缆。
（6）沿电缆牵引线路挖槽形成电缆沟，电缆应埋设于电缆沟中，并穿管保护，保护管采用PVC管，周围回填石渣。
（7）电缆一时不能引入观测站时，要设临时测站，可采用预埋电缆储藏箱作为临时测站。
（8）电缆跨施工缝或结构缝时，应留有足够的长度，并采用穿管过缝的保护措施，防止由于缝面张开而拉断电缆。
（9）在电缆走线的线路上，应设置警告标志。
尤其是暗埋线时，应对准确的暗线位置和范围设置明显的标志。
设专人对观测电缆进行日常维护。
（10）在电缆敷设过程中，要保护好电缆头和编号标志，应随时监测电缆和仪器的状态及绝缘情况，并记录和说明。
（11）埋设的电缆应作好记录和布线图。
12.5施工期观测及观测资料的整编
12.5.1施工期观测
施工期观测包括巡视检查和仪器观测,巡视检查和仪器观测的频次按设计或《混凝土坝安全监测技术规范》（DL/T5178-2003）执行。
巡视检查依靠目视、耳听、手摸并辅以简单工具进行。
观测仪器埋设安装后，及时进行观测取得初始读数，即确定观测基准。
测读时，应认真仔细，以确保观测系统相应的最高精度和观测资料的可靠性。
在开始测一组新读数之前，应对观测仪表进行校核，以确保其良好的功能。
仪器读数应记录在专用表格中，与以前的读数应随时比较，检验数据的变化或由于仪器的失灵和错误引起的异常。
12.5.2观测资料的整编
每次巡视检查和仪器观测后都要做好记录，并对原始数据加以检查和整理，并应及时作出初步分析，绘制测值变化过程线，编制监测报告。
观测报表、监测报告及时报送监理单位和有关单位。
在监测中发现不正常和确认的异常，应立即向主管人员报告。
12.6质量检查和验收
质量检查实行过程控制和竣工验收，对观测仪器设备的采购、安装和埋设各环节进行质量检查验收。
每次观测仪器设备安装埋设完毕后，会同监理单位立即对仪器设备的安装埋设进行质量检查和验收，经检查确认其质量合格后，再继续进行施工。
在交付验收前，向监理提交以下资料：
（1）仪器设备编号和仪器设备说明书；
（2）仪器的率定和检验记录；
（3）仪器安装埋设施工记录；
（4）仪器设备安装埋设完工图；
（5）隐蔽部位的验收记录；
（6）施工期的观测原始资料以及观测成果分析报告。
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