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大坝安全监测施工技术措施
1、 工程概况
泗南江水电站采用跨流域、 混合式开发。枢纽工程主要建筑物有: 拦河坝、 右岸导流洞、 右岸溢洪洞、 左岸泄洪冲沙( 兼放空) 洞、 左岸电站进水口、 引水隧洞、 调压室、 压力管道、 主副厂房及开关站等。
泗南江水电站砼面板堆石坝坝顶高程905.00m, 最大坝高115m, 坝顶长369.94m, 顶宽8m, 上游坝面坡比为1:1.4, 下游坝面坡比为1:1.5(EL875以下)和1:1.6(EL875以上), 下游坝面综合坡比1:1.535。坝址上游有临时桥相连接左右岸。坝体防渗系统由趾板、 面板砼、 上游帷幕灌浆、 上游盖重保护组成。坝体填筑主要由主堆石料( 3B1) 、 开挖料( 3B2) 、 次堆石料( 3C) 、 过渡料( 3A) 、 垫层料( 2A) 、 特殊垫层料( 2B) 、 盖重料( 1B) 、 覆盖粘土料( 1A) 和下游坡面干砌石( 3D) 组成。垫层区水平厚3m, 过渡区水平厚4m, 下游坡面干砌石厚大于1.0m。坝体总填筑量297.082万m3, 大坝基础防渗采用上游固结灌浆和帷幕灌浆相结合。
拦河坝工程地质条件: 下坝址河流呈近EW流向, 河谷呈”V”型谷, 两岸地形基本对称, 坡度约35°～42°。河床冲积层厚3m～6m, 两岸覆盖层厚度多在3m～7m间, 但两坝肩和左岸坝轴线下游崩坡积厚度较大, 右坝肩厚达10m～16m, 左岸崩塌体厚达20m～34m。坝基主要由T3ya－1、 T3ya－2、 T3ya－3、 T3ya－4及T3yb－1等岩组构成; 岩石软硬相间、 硬质岩稍多。坝址为横向谷, 岩层走向与河床近垂直, 以60°～90°陡倾下游, 局部倒转。下坝址地质构造较复杂, 因右岸河边和左岸坝肩各存在一条近顺河向平移断层F13、 F14, 断层两侧岩性不连续。两岸2/3坝高( 高程865m) 以下至河床段, 无全风化层, 强风化岩体厚度普遍较小, 弱风化岩层下限的埋深: 在河床部位为10m～20m, 两岸坝顶高程为40m～45m。根据钻孔压水试验资料, 透水率q≤3Lu相对隔水层顶板埋深, 河床部分较浅, 为20m～30m, 向两岸渐变深, 至两岸坝顶高程为45m～50m, 在F14断层带附近较深形成一强透水带。主要工程量如下表1所示。
监测仪器设备主要工程量表 表1
序号
仪器名称
类型
单位
数 量
备注
1
经纬仪

台
1

2
测距仪
Ⅰ级
台
1

3
强制对中盘
通用型
套
61

4
水准标志

个
43

5
测斜仪
便携式
套
1

6
测斜管
ABS
M
45

7
多点位移计
差动电阻式或振弦式
套
3
4测点
8
二向应变计组
DI-10
组
5

9
三向应变计组
DI-10
组
3

10
四向应变计组
DI-10
组
4

11
单向测缝计
差阻式( CF-12)
支
22

12
三向测缝计
差阻式( TSJ)
套
9

13
渗压计
振弦式( SZ-8)
支
19

14
电测水位计

台
1

15
钻孔测压管
PVC管
M
800

16
水平位移计
引张线式
套
14
包括测读装置
17
水管式沉降仪
连通管式
套
25
包括测读装置
18
界面土压力计

支
15

19
土压力计
WL-30
支
6

20
钢筋计
KL-25
支
24

21
强震仪
EDSA(B)
台
2

22
拾震器

台
6

23
无应力计
配DI-10
支
12

24
温度计
DW
支
12

25
电平器
电解液式
支
36

26
电平器采集仪表及软件

套
1

27
脱空观测仪器
( TS位移计)
电位器式
支
20

28
锚索测力计
SDM
支
3

29
量水堰
不锈钢板
座
2
三角、 梯形
30
电缆
4芯屏蔽电缆
M
2470

5芯水工电缆
M
40000

31
集线箱
差阻式
台
8

32
集线箱
振弦式
台
3

33
弦式数据采集仪

台
1

34
比例电桥
数字式
台
2

2、 编制依据
1、 设计图纸
2、 招、 投标文件中相关技术部分;
3、 《水利水电工程岩石试验规程》SL264
4、 《土石坝安全监测技术规范》SL60－94
5、 《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178－
6、 《土石坝安全监测资料整编规程》SL169－96
7、 《水利水电工程施工测量规程》SL52－93
8、 《水利水电工程测量规范》SL197
9、 《国家一、 二等水准测量规范》GB12897－91
注: 以上所列标准、 规范, 在合同执行过程中如有新的版本时, 则按施工期新颁发的版本执行。

3、 监测仪器埋设程序和埋设方案
3.1施工程序
大坝原形监测仪器埋设程序如下框图所示。
研读工程图纸
报送仪器采购计划
开箱检查
编制月报年报
仪器率定
接线与预装
现场埋设
观 测
弄懂设计意图
牢记设计要求
外观、 自由状态下通电和厂家资料检查
力学性能、 温度性能, 与厂家资料对比, 需符合工程技术标准与规定要求
按规范接线并做记录
按图放线定点, 记录天气, 开挖浇筑情况, 现场值班
按规定测次观测和巡视检查, 记录准确、 规范, 并及时存档
整理数据, 分析总结, 提出建议
月报、 年报
单元工程质量评定表
埋设考证表
开工申请表
附送率定表

3.2 监测仪器埋设方案
3.2.1表面变形监测点埋设
( 1) 表面变形监测点表墩为现浇钢筋混凝土墩, 表面变形监测点标墩高出地面1.0m~1.2m, 墩基置于基岩或原状土层, 埋深1.0m~1.5m。
( 2) 标墩顶部设置强制对中盘, 对中精度不低于0.1mm。
( 3) 埋设时, 强制对中盘应调整水平, 倾斜度不大于4′。
3.2.2电平器安装埋设
( 1) 面板混凝土浇筑一个月混凝土达到设计强度后安装电平器, 经测量放线在各测点处用砂浆浇筑一个小平台, 在小平台上用电锤钻孔安装基座, 并以膨胀螺丝固定, 然后在基座上安装电平器并调整初始状态, 使电平器基本处于水平, 旋紧固定螺丝固定电平器。
( 2) 用一厚度约3mm的金属外罩盖住电平器, 外罩上浇筑混凝土保护墩封闭保护。
( 3) 仪器电缆沿顺坡敷设的电缆槽汇集并牵引至分期浇筑面板顶部, 最终进入坝顶或下游坡观测房。
( 4) 测读到的某测线数据输入计算机进行处理, 可得两条曲线的参数和图形。
3.2.3三向测缝计安装埋设
( 1) 按设计图测量放点。清理测点周边面板与趾板表面, 用M15砂浆抹平凹面作为基面。
( 2) 现场组装仪器。在面板和趾板上圈定仪器地脚螺栓孔位后钻孔, 组装仪器就位, 调整各支仪器的预拉压范围, 以膨胀螺栓固定。在仪器就位、 调整的过程中用二次以表测读各支仪器以监视其工作状态。
( 3) 在面板上游填土范围安装的三向测缝计在回填土时采取措施保护仪器。采用浇筑钢筋混凝土保护墩进行保护, 保护墩在周边缝上分缝断开, 确保周边缝的变形不受保护墩的约束。保护墩与面板、 趾板之间用插筋连接。
( 4) 保护墩混凝土达到设计强度的70%后安装三向测缝计, 安装时以柔性材料充填保护墩周边缝上部的分缝空隙, 并在保护墩内部空隙中充填无粘结的细砂, 最后在顶部安装刚性盖板。
( 5) 仪器电缆在面板浇筑时预先埋设在面板内, 埋设时在电缆两端分别对应编号, 并对电缆头进行保护。
( 6) 记载安装的工作过程。测记各位移计的起始读数, 量测安装后仪器所在边长的准确距离, 供以后计算周边开合度。
( 7) 三向测缝计的安装调整到下列位置:
垂直测缝计量程的50%;
水平测缝计量程的50%;
正交测缝计量程的50%。
3.2.4单向测缝计安装埋设
( 1) 按设计图测量放点。
( 2) 在分块浇筑的面板混凝土中埋设测缝计, 首先在先浇的混凝土上预埋测缝计座并用套筒保护, 当后浇混凝土上升到仪器埋设高度后, 将测缝计旋紧于测缝计座上用套筒保护, 且保证混凝土浆液不进入波纹管部分, 埋设后, 检测仪器读数是否正常。
( 3) 安装过程中, 测缝计调整到它的量程的20%, 调整过程中用二次仪表监视仪器工作状态。最后用钢板罩保护。
3.2.5水平位移计安装埋设
( 1) 当坝体填筑至仪器安装高程以下约2m时, 沿水位位移计中心线由上游过渡层至下游观测房用粒径小于5mm的无锋利棱角的河滩料铺筑一条宽约5.2m的仪器基床。
( 2) 各层水平位移计埋设前完成同层的下游坝坡观测房全部土建工程, 确保铟钢丝、 电缆引入观测房加以保护和观测数据的连续。
( 3) 当仪器基床带厚度达到3.5m时, 沿基床带挖一条深2m, 底宽2.2m, 两侧坡度约1: 0.75的沟。检除沟底面大于5mm的粗骨料, 碾压沟底, 以三等水准测量沟底, 使沟底保持在同一水平面。
( 4) 沿沟底放出保护管中心线和各个测头的位置, 铺设保护管, 穿铟钢丝, 连接活动接头, 直至测头端固定铟钢丝, 注意保护伸缩头与保护管之间缝隙, 保证其灵活滑动, 安装测头, 立模浇筑砼。
( 5) 同一断面同一高程上各测点共用一根ф100mm保护钢管穿铟钢丝。钢管道管断之间用伸缩头连接。每各测点的铟钢丝做到无接头, 无损伤。
( 6) 安装埋设完毕后, 沟内管路周围用反滤料回填, 人工压实, 回填超过仪器顶面以上1.8m后方可正常碾压施工。
3.2.6水管式沉降仪安装埋设
( 1) 水管沉降仪与水平位移计安装埋设于同一埋设沟内, 平行布置。
( 2) 沿水平位移计保护钢管一侧, 在沟底挖沟敷设水管式沉降仪的塑料管路, 分别在三个埋设层面以1.97%、 1.35%、 1%倾向下游观测房, 用水准仪校测管路基床坡度, 敷设管路, 保持其流向观测房.
( 3) 安装测头。校平测头, 立模浇筑砼, 测头立摸浇筑大于测头外径10cm的C25混凝土立方体块包裹测头, 拆模后以水准测量各测头混凝土块高程, 计入考证表。管路周围以反滤料回填, 人工压实。回填至测头顶面1.8m后方可按正常碾压施工。
3.2.7 TS位移计与面板脱空安装埋设
( 1) 混凝土面板的脱空观测采用由两支TS位移计和一块固定底座构成的等边三角形进行测量, 主要观测混凝土面板与过渡料间垂直面板向的变形和平行面板向的变形。
( 2) 垫层料填筑并经坡面振动碾压检验合格后, 按设计图纸位置测量放点。
( 3) 在坡面测点处挖一个宽约1.0m, 深约1.5m的坑, 坑底按设计尺寸浇一个混凝土墩, 墩底部用锚筋与周边料连接。墩侧面预埋与两支TS位移计连杆相交点铰接的铰座。
( 4) 经过预安装, 仪器组就位在坑内。竖立等边三角形使固定底座平行于面板坡向, 待面板混凝土浇筑时固定于面板底部, 两支TS位移计连杆交点与坑内混凝土墩侧面的铰座铰接。仪器坑内用原开挖出的坝料以薄层人工回填夯实, 恢复到原坡面。仪器周围回填时须小心操作, 以免损坏或移动仪器。
( 5) 在仪器安装就位和回填土过程中用二次仪表连续测读, 以监视仪器工作状态, 如发现异常, 查明原因及时补救。
( 6) 面板混凝土浇筑到仪器埋设点时由专人负责监护已安装仪器, 振捣器不得直接触及固定底座, 同时用二次仪表随时检查。
3.2.8量水堰安装埋设
( 1) 按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板。
( 2) 堰槽采用矩形断面, 其长度大于7倍堰上水头, 且总长不小于2m, 即堰板上游的堰槽长度不小于1.5m, 堰板下游的堰槽长度不小于0.5m。
( 3) 在堰槽的预留位置安装堰板, 堰顶至排水沟沟底的高度大于5倍堰上水头, 堰板应直立且与水流方向垂直, 并使顶缘水平。
( 4) 在施工期采用人工观测, 当堰上水头小于5cm时采用容积法观测, 当堰上水头大于5cm时用水位测针进行观测。
3.2.9绕坝渗流观测孔安装埋设
( 1) 钻孔采用金刚石或合金钻, 用清水钻进, 严禁泥浆护壁, 终孔孔径ф110mm。钻孔结束后用清水冲洗, 要达到水清砂净无沉淀, 并测读地下水位。
( 2) 内管用PVC塑料管加工, 包括花管和导管两部分, 内径ф50mm。花管段长不小于2m, 透水孔孔径ф4～6mm, 面积开孔率18%～20%, 排列均匀。
( 3) 进水段可能产生塌孔或管涌时, 花管段外应有反滤设施。
( 4) 在进水花管段底部充填粒径为10～30mm的砂砾石垫层, 厚度不小于30cm。将进水花管和导管依次连接放入孔内, 花管段底部位于砂砾石垫层上。
( 5) 在进水花管周围填入粒径为10～20mm的砂砾石, 再填入100cm厚的细砂, 细砂上部注入水泥浆或膨润土球, 余下的孔段全部用水泥砂浆灌满。
( 6) 按照施工图纸所示或监理工程师指示浇筑孔口混凝土保护墩和安装孔口保护盖板。
3.2.10渗压计安装埋设
3.2.10.1基岩面渗压计安装埋设
( 1) 清理好渗压计埋设点处的基础面后, 开挖埋设坑。坑底尺寸为15×40cm, 深度40cm。
( 2) 取下仪器端部的透水石, 在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈, 但要避免堵孔。
( 3) 安装前需将仪器在水中浸泡2h以上, 使其达到饱和状态, 在测头上包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。
( 4) 将包有沙袋的仪器埋入预先完成的坑内, 周围回填砾石, 上部用干硬水泥砂浆覆盖。
3.2.10.2钻孔渗压计安装埋设
( 1) 渗压计安装前, 先将渗压计的透水石卸下浸水使其饱和, 在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈。
( 2) 在渗压计的前盖空腔内灌满无气水, 然后装上透水石。在测头上包上装有干净的饱和细砂的沙袋, 放入水内浸水使其饱和。
( 3) 在孔底先倒入细砂( 厚度约5cm) , 再倒入细粒卵石或粗砂( 厚度约5cm) 。
( 4) 将包有砂袋的仪器放入孔内, 周围回填砾石或粗砂, 填筑厚度约20cm, 再向孔内灌水使反滤料饱和。
( 5) 上部注入水泥浆或水泥膨润土球, 并采用水泥砂浆回填钻孔。
渗压计埋设程序程序框图
定 位
钻 孔
清洗验收
填中砂
置入渗压计
回填中砂
封堵孔口
测试投入运行

渗压计埋设示意图

3.2.11混凝土应力计组安装埋设
( 1) 按设计要求, 先测量放样, 确定应变计的埋设位置。根据应变计组位置, 采用预埋锚杆固定支座位置和方向。在支座上安装支杆, 调准支杆的方向, 再将应变计固定在支杆上。所有应变计严格控制埋设方向, 并做好记录, 埋设仪器的角度误差不超过1°。
( 2) 仪器周围的混凝土回填过程中, 要小心填筑。剔除混凝土中40mm以上的大骨料, 人工振捣密实。下料时应距仪器1.5m以上, 振捣器与仪器距离大于振捣半径, 不小于1m。且应设置无底保护木箱。埋设时应保持仪器的正确位置和方向, 及时检查, 发现问题及时处理或更换仪器。
( 3) 仪器埋设过程中及混凝土振捣密实后进行观测, 检查读数是否正常, 发现问题及时处理。
( 4) 仪器埋设过程中进行现场维护, 非工作人员不得进入埋设点5m半径范围内。仪器埋设好后, 其部位应做明显标记, 并留人看护。
3.2.12无应力计安装埋设
( 1) 按图加工或按尺寸要求购置双层锥体镀锌白铁皮无应力计筒, 内外筒之间的缝隙充填木屑或橡皮。
( 2) 用16#铅丝将一支已连接电缆的应变计固定于筒内正中。
( 3) 在离应变计组约1.5~2.0m的垫层料内挖一个约50×50×50cm的坑, 坑底填入正在浇筑的面板混凝土, 把无应力计筒大口向上埋入坑内。
( 4) 把剔除大于40mm粒径骨料的正在浇筑的面板混凝土填入无应力计筒, 人工小心捣实, 不得损伤筒内仪器和电缆, 水泥浆不能渗入无应力计筒的内外层间隙。
( 5) 滑模浇筑面板混凝土, 距离无应力计筒1m范围内不得使用振捣器, 需人工小心捣实。面板混凝土浇筑时段, 无应力计于紧邻的应变计组同时测读。
( 6) 无应力计埋设后, 在仪器旁插上标记, 继续浇筑混凝土时必须对仪器加以保护, 防止振坏或移位, 但振捣不能太远, 以免造成仪器附近积水, 影响埋设质量及观测成果。
3.2.13温度计安装埋设
( 1) 按设计图纸所示位置在混凝土面板内埋温度计。
( 2) 用16#铅丝将温度计固定在钢筋网格上, 仪器轴线应平行面板。
( 3) 为减少振动和冲击, 在温度计外壳包裹一层布, 并缠上胶布。
( 4) 温度计的埋设位置应作明显标记, 混凝土浇筑前应用蓬布遮盖保护, 待仪器周围50cm范围内混凝土浇筑完毕后, 守护人员方可离开。
3.2.14钢筋计安装埋设
( 1) 按钢筋直径选配相应规格的钢筋计, 将仪器两端的连接杆分别与钢筋焊接在一起, 焊接可采用对焊机或手工熔槽对焊, 要求焊接强度不低于钢筋强度。焊接时为防止钢筋计温度过高, 应在焊接点与应力计之间缠上湿毛巾并不断浇水, 保证钢筋计的温度不超过70°C。焊接完成待仪器冷却后, 用电桥检查应力计是否正常。
( 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
( 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0.5m, 振捣器不可直接插在带钢筋计的钢筋上。
钢筋计埋设示意图

3.2.15土压力计安装埋设
3.2.15.1界面土压力计安装埋设
( 1) 在埋设前浇筑用于仪器埋设的混凝土底座, 其尺寸为长90cm, 宽50㎝, 厚15㎝, 底座板配有ф8钢筋网, 混凝土标号为C25。底座的上部留有一个长75㎝, 宽32㎝, 深5㎝的槽。在仪器埋设前一个星期, 用M15砂浆填平底座上部的槽, 把界面式土压力计压入砂浆, 使承压盒面与底座上表面齐平。须待砂浆凝固具有70%以上强度后方可埋设。
( 2) 在堆石体沉降和水平位移测线基床带预埋仪器电缆。电缆一头在下游坝坡观测房内, 另一头留在上游垫层料, 电缆预留一定长度并加电缆套小心保护。
( 3) 面板混凝土浇筑前, 在经测量定位的土压力计埋设点的垫层料坡面上挖一个坑, 坑顺坡长100㎝, 宽70㎝, 深20㎝。用筛除去粒径大于5㎝粗料的河滩料作置换, 分两层铺填夯实, 并整平置换料表面使之与垫层料坡面齐平。
( 4) 把制备的混凝土底座连同仪器( 电缆) 小心运到埋设现场, 须防止混凝土底座拆裂。把底座上表面( 土压力计承压盒面) 紧贴在经置换的河滩料坑表面, 使两者接触面紧贴不留间隙。把垫层料预埋的电缆与土压力计连接。混凝土底座底面预埋的插筋与面板钢筋网用铁丝系紧。
( 5) 面把混凝土浇筑到仪器埋设区域时, 振捣器不能直接触及预埋的仪器底座, 以免损坏或移动就位仪器。同时在测站连续测读仪器, 如出现读数异常及时查找原因并排除。在本块面板混凝土浇筑期间每4h测读1次。
3.2.15.2土中土压力计安装埋设
( 1) 坝轴线部位土压力计埋设
1) 一支土压力计水平地就位在下游侧坑底, 电缆端朝向下游坝坡观测房, 另一支竖直紧贴靠上游侧的垫床面。两支土压力计的电缆汇入堆石体沉降和水平位移测线的基床带引入下游坝坡观测房。
2) 用筛除去大于5㎜粒径颗粒的河滩料按10㎝～15㎝一层回填夯实仪器埋设坑, 使之与测线基床带持平。在堆石体沉降与水平位移测线基床带回填时, 仪器埋设坑上部须小心地人工夯实。
3) 在仪器埋设坑回填夯实时连续测读各支仪器, 如出现读数异常及时查找原因并排除。在堆石体沉降与水平位移测线基床带回填时每4h测读一次, 直到测线基床带回填完毕。
( 2) 过渡层( 细堆石料区) 土压力计埋设
1) 四支土压力计就位在仪器埋设坑内四个仪器垫床面, 使仪器承压盒面与垫床面紧贴不留空隙。仪器电缆集中到该高程堆石体沉降和水平位移测线基床带, 牵引入下游坝坡观测房。
2) 用筛除去大于5㎜粒径颗粒的河滩料按10㎝～15㎝一层回填夯实仪器埋设坑, 使之恢复到过渡层填筑坝面高程。在其上面的三层过度料填筑时须静压, 以防因振动而损坏仪器或变动仪器埋设方向。
3) 在仪器埋设坑回填夯实时连续测读各支仪器, 如出现读数异常及时查找原因并排除。在堆石体沉降与水平位移测线基床带回填时每4h测读一次。
3.2.16多点位移计安装埋设
( 1) 按设计要求的孔径、 孔向和孔深钻孔, 做好钻孔记录。钻孔结束后应冲洗干净, 检查钻孔通畅情况, 用钻孔电视仪探明孔内的地质情况, 测量钻孔深度、 方位、 倾角, 做好钻孔描述。
( 2) 按设计的锚头位置计算测杆长度, 准备好相应的测杆和灌浆管。
( 3) 仪器安装从最深的锚头开始, 先将一测杆的阳螺纹一端拧紧到锚头端的螺孔中。把一根带阴螺纹的护管套入测杆, 并旋于锚头上, 将测杆与灌浆管并列并扎紧, 要求灌浆管的长度应接近孔底或至少长出最远锚头1m。在扎紧前, 根据灌浆管的长度按每1.5m一个计算出所需固定支架, 然后一起套在灌浆管上。支架两侧用塑料胶带将护管及灌浆管缠紧以便成束向孔中推进并保证相对位置不变。将整束送入孔中之后再接下一节测杆, 套上护管并把护管粘接牢固, 依次向孔内送进。
多点位移计埋设程序框图
定孔位
钻孔
组装仪器
检验
将仪器置入钻孔
封堵孔口、 灌浆
检验性测读

24小时后
调试仪器
引线
48小时后
测读初值
投入运行
清洗钻孔、 验收

( 4) 送到下一锚头位置时, 按上述方法装上锚头、 测杆和护管, 依次送入孔内。
( 5) 全部锚头和测杆送入孔内后, 再安装测头, 将测杆从相应的测头导向孔内穿出, 旋在相应的传感器上, 扭紧锁定螺丝, 用水泥砂浆封孔。
( 6) 待水泥砂浆凝固后, 进行封孔灌浆, 灌浆材料为0.5水灰比的纯水泥浆, 灌浆压力不大于0.5MPa。由于灌浆管的内径为直径Ф16mm的柔性管, 必须一次性灌满, 浆体一定要过筛, 以防水泥块及其它杂物堵塞灌浆管。
( 7) 浆液终凝24小时后打开孔口装置, 经检测合格, 将电缆引出, 然后安装保护罩和孔口保护盖。
3.2.17锚索测力计安装埋设
( 1) 待锚索内锚固段与承压垫座混凝土的承载强度达到设计要求后, 在锚索张拉前, 先将锚索测力计安装在孔口垫板上, 并将测力计专用的传力板安装在孔口垫板上, 要求垫板与锚板平整光滑, 并与测力计上下面紧密接触, 测力计或传力板与孔轴线垂直, 其倾斜度应小于0.5°,偏心不大于5mm。
( 2) 安装锚具和张拉机具, 并对测力计的位置进行检验, 检验合格后进行预紧。
( 3) 测力计安装就位预紧后, 加荷张拉前, 应准确测量其初始值和环境温度, 连续测三次, 当三次读数的最大值与最小值之差小于1%F.S时, 取其平均值作为观测的基准值。
( 4) 锚索施工时, 观测锚索应在对其有影响的周围其它锚索张拉之前进行张拉加荷。
( 5) 基准值确定后应按设计技术要求分级加荷张拉, 逐级进行张拉观测: 一般每级荷载应测读一次, 最后一级荷载应进行稳定观测。每5分钟测读一次, 连续测读三次, 最大值与最小值之差小于1%F.S时则认为稳定。
( 6) 张拉荷载稳定后, 应及时测读锁定荷载, 张拉结束后应根据荷载变化速率确定观测时间间隔, 最后进行锁定后的稳定观测。
( 7) 锚索测力计及其电缆应设置保护装置。
3.2.18钻孔测斜管安装埋设
(1)测斜管钻孔孔位、 孔深和倾角符合设计要求, 钻孔直径为Φ130mm, 并对岩芯进行描述。
(2)检查钻孔是否通畅, 核实钻孔深度和倾斜度。
(3)测斜管在安装前逐根进行检查, 不合格的严禁使用, 测斜管的连接使导槽对齐, 防止扭偏, 必须保证装配好的测斜管导槽的扭转角每3m不超过1°, 全长范围不超过5°。在下管前要确定施测主方向。用环氧树脂和铆钉固定各导管接头, 测斜管的底部, 加密封端盖。
(4)测斜管全部放入孔内后, 调整导槽方向与施测方向一致; 检查导槽是否通畅。
(5)测斜管安装完毕后, 用纯水泥砂浆进行全孔灌浆, 灌浆的同时在管内注满清水, 以平衡内外的压力。灌浆采用425#普通硅酸盐水泥, 水灰比为0.5: 1。待水泥凝固后安装孔口装置。
(6)按照施工图纸或监理工程师要求浇筑孔口混凝土保护墩, 安装孔口保护盖板。
3.2.19观测站房屋建筑与装修
( 1) 观测站除招标文件考虑的3个观测房以外, 考虑到面板上埋设的仪器设备电缆引线, 在坝顶增加一个观测房, 共设4个观测房。
( 2) 墙体M7.5水泥砂浆厚24cm。内墙面顶棚石灰浆刷两遍; 外墙贴面砖, 门窗为铝合金蓝玻。
( 3) 观测站房屋的施工应按GB50209、 GB50207、 JGJ73等有关规范执行。
仪器在安装埋设的全过程中, 做好监测施工与土建施工进行协调, 以免土建施工和仪器设备埋设间的相互干扰, 土建施工将观测仪器设备的埋设计划列入施工总的进度计划中, 并及时提供工作面, 创造条件, 保证仪器设备埋设工作的顺利进行。
仪器设备安装埋设前, 我方将向业主和监理工程师报送仪器设备安装埋设的施工技术措施和具体的埋设时间, 以便监理工程师现场监督。我方将严格按照有关规程规范和标准进行仪器设备的安装埋设, 保证按招标檔规定的时间和设计要求安装完毕, 并能正常使用。
3.2.20电缆的连接和保护
本工程观测仪器电缆主要使用的是专用水工电缆和屏蔽电缆。水工电缆是橡胶电缆, 屏蔽电缆是塑料电缆。
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15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内, 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。
2、 塑料电缆的连接
塑料电缆的连接根据监理工程师的要求采用热塑接头或常温密封接头方式, 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的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( 能够互相压按在一起) 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( 能够用简单的方法固定) , 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。
3、 电缆的保护
( 1) 电缆连接后, 在电缆接头处涂环氧树脂或浸入蜡, 以防潮气渗入。
( 2) 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。
( 3) 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。
( 4) 电缆牵引时尽可能埋入混凝土中, 或挖槽埋设, 混凝土保护层厚度不小于10cm, 否则应穿管保护, 保护管采用镀锌管( φ102mm, 厚6mm) , 管子要固定在洞壁上。
( 5) 视需要并经监理工程师批准, 可钻孔( 孔径150mm) 敷设电缆以缩短电缆牵引长度。
( 6) 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。
( 7) 电缆跨施工缝或结构缝时, 采用穿管过缝的保护措施, 防止由于缝面张开而拉断电缆。
3.2.21施工期观测及成果提交
3.2.21.1一般要求
1、 根据技术条款的规定向监理工程师提交施工期观测规程和施工期仪器接入系统的计划。
2、 根据规范和技术条款规定的项目、 内容、 测次和时间进行观测, 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, 以保证观测数据的精度和连续性。
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。
3.2.21.2初始值确定
各种观测仪器的计算均为相对计算, 因此每台仪器必须有个计算基准值。基准值也就是仪器安装埋设后, 开始工作前的观测值。基准值的确定有三种情况: ①以初始值为基准值; ②取首次测值为基准值; ③以某次测值为基准值。基准值确定适当与否直接影响以后数据分析的正确性, 由于确定不当会引起很大的误差。因此基准值的确定必须考虑仪器安装埋设的位置、 所测介质的特性、 仪器的性能及环境因素等, 然后从初期数次观测及考虑以后一系列变化或情况稳定之后, 才能确定基准值。
1、 位移计基准值。位移计安装埋设后, 待灌注的水泥砂浆初凝( 24h以上) 后, 观测确定基准值, 连续观测三次读数, 其差小于1%F.S时, 取其平均值作为基准值。
2、 渗压计基准值。渗压计的基准值以在安装埋设前在水中浸泡时当水头为零时的测值为准。
3.2.21.3观测频率
针对工程情况和规范、 监理工程师的要求适时调整监测频次。
各监测项目测次表 表2
监测项目
监测仪器埋设后的时段
频次
变形监测
24小时内
2次/天
1天~5天
1次/3天
5天后
1次/2天
应力应变及温度监测
24小时内
4次/天
1天~5天
1次/天
5天~15天
1次/天~1次/3天
15天后
1次/5天
渗流监测
24小时内
2次/天
1天~5天
1次/天
5天后
1次/3天
若遇特殊情况, 如大洪水、 汛期、 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24内提交书面报告, 同时按监理工程师的要求增加测次。
3.2.21.4观测读数及质量控制
各种仪器的读数应严格按照仪器说明书及规程要求进行测读, 观测数据用专用表格记录。每次观测应有2人以上互相校对, 读数值应是稳定值, 必须同前次
观测值对照检查, 并仔细观察周边环境和相关特征。在观测中发现异常时, 要及时复测并分析原因, 详细记录说明。
对观测误差的控制要消除以下产生误差的原因:
1、 二次仪器仪表要定期标定及检修, 修正其误差;
2、 修正由于温度、 受潮、 腐蚀、 震动等因素造成的基准点移动和漂移;
3、 定操作技术规程, 进行观测人员培训, 掌握正确的观测方法;
4、 保持观测人员和设备的稳定, 避免人为误差。
在现场进行观测时, 常见的判断读数误差方法包括:
1、 本次读数与前次读数比较, 在原因参量没有较大变化时, 读数值不会变化很大, 如有异常变化时应复测并分析原因;
2、 读数超出仪器量程;
3、 读数值不稳定;
4、 弦式仪器可根据仪器量程频率范围来判断读数的可信度。
3.2.21.5巡视检查
巡视检查的内容主要包括:
1、 施工范围内和仪器埋设周围环境及施工变化情况;
2、 有无地下水渗出;
3、 安全监测设施有无损坏。
每次巡视检查都应有记录, 记录内容包括: 检查时间、 参加检查人员、 检查的目的和内容、 检查中发现的情况。记录方式采取文字、 照相、 摄像、 素描等。使用的工具包括皮尺、 放大镜、 笔记本、 照相机、 摄像机、 望远镜等。
现场记录必须及时整理, 还应将本次巡视检查的结果与以往结果进行比较分析, 如发现异常现象应立即进行复查, 保证记录的准确性。日常巡视检查中发现问题应立即采取应急措施, 上报上级主管部门, 同时抄送发包人、 监理和设代。
年度巡视检查和特别巡视检查结束后, 提出巡视简报, 对发现的问题及异常情况及时报送有关部门。
各种巡视检查的记录、 图件和报告等均应整理归档。

4、 主要施工机械设备、 施工人员计划
4.1 主要施工机械设备计划表
大坝监测主要施工机械设备计划参见下表3。
主要设备配置计划表 表3
序 号
设备名称
型号及
规 格
单 位
数量
备注
1
地质钻机
KQJ-100B
台
1

2
便携式钻机
YN30A
台
1

3
注浆机

台
1

4
便携式电焊机

台
1

5
点焊机

台
1

6
大校正仪

台
1

7
小校正仪

台
1

8
电缆硫化器
LH-1
台
3

9
大量程百分表

块
1

10
数字电桥
SQ-2
台
1

11
振弦式读数仪
VW-403C
台
1

12
计算机

台
1

13
打印机

台
1

14
对讲机
摩托罗拉
台
3

15
冲击钻
喜利来
台
1

16
数码摄像机

台
1

17
试验压力容器

套
1

18
老虎钳

台
1

19
台钻

台
1

20
管钳

把
6

21
兆欧表

台
1

22
万用表

台
1

23
常见工具

套
1套

4.2 主要施工人员配置计划表
大坝监测主要施工人员配置计划参见下表4。主要观测人员履