地下结构试验与测试技术第五章仪器的安装与埋设方法

第五讲 仪器的安装与埋设方法 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 第二节 各类 仪器的安装埋设方法 第三节 观测电缆的走线与保护 第四节 仪器安装埋设后的工作 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 监测仪器安装埋设施工前应进行充分的准备 ， 准备工作的主要内 容有技术准备 、 设备准备 、 仪器检验率定 、 仪器与电缆连接 、 仪器编 号 、 土建施工等 。 (一 )技术准备 技术准备的目的是了解设计意图 、 布置和技术规程 ， 以便满足设计 要求 ， 达到设计目的 。 技术准备的主要内容有： (1) 阅读监测工程设计图纸 、 报告及各项技术规程 ， 熟知设计意图 和监测实施的技术方法与标准； (2) 设计交底与技术培训：通过设计交底使工作人员更加了解设计 意图，明确监测目的与意义；通过培训，使工作人员了解技术方法、 技术标准及施工注意事项，确保施工质量。 (3)考察现场条件，制定施工方案：监测工程的施工是与其他工程交 叉进行的，仪器安装埋设施工，既要达到设计要求，又要克服恶劣环 境的影响，避免干扰。因此，仪器安装埋设前，对现场条件要进行全 面的考察，提出具体措施与施工方案（包括进度计划），在施工过程 中还要根据条件变化随时进行调整。 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 (二 )材料设备准备 材料设备准备见表 51所列内容 。 (三 )仪器检验率定 安装前应按规程规范进行仪器率定检验 ， 合格后选用 。 (四 )仪器与电缆连接 仪器与电缆的连接是保证监测仪器能长期运行的重要环节之一 。 尽管仪器 经过各种测试而保证无任何质量问题 ， 可是 ， 加长电缆或连接头有问题 ， 仪器 也不能长期正常地工作 。 故电缆与仪器的连接在安装前必须引起足够重视 。 1 电缆质量的要求 以差动电阻式仪器对电缆的要求为例 ， 要求芯线电阻小 、 每芯差值小 、 防 水等 。 因此 ， 要求选购观测专用电缆 ， 其橡胶外套具耐酸 、 耐碱 、 防水 、 质地 柔软等特点 ， 芯线直径不小于 0.2mm。 铜丝镀锡 ， 100m单芯电阻小于 150。 电缆有两芯 、 三芯 、 四芯 、 五芯 。 用前作浸水检查 ， 检查时把电缆浸泡在水中 ， 线端露出水面 ， 不得受潮 。 浸泡 12小时 ， 线与水之间的绝缘值大于 50 200M为合格 。 若电缆埋在高水压下 ， 应在压力水中进行枪查 。 用万用表测 芯线有无折断 ， 外皮有无破损 (用打气简向外皮内打气是否出气泡 )。 如与要求 一致 ， 电缆质量方为合格 。 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 5 1 仪器安装埋设施工的主要材料设备表 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 2 电缆线的连接： 仪器的电缆线连接 ， 必须按要求进行： (1)电缆长度 。 按仪器至观测站实际长度 ， 加上松弛长度进行裁料 。 松弛长度 根据电缆所经过的路线要求确定 。 土坝中须按 “ S”型延伸 ， 松弛长度为实际长度 的 15%， 一般不得少于 5 ， 如有特殊要求 ， 另行考虑 。 (2)剪线头 。 将选好的线端橡胶包皮剪除 100mm， 按表 52和图 51所示 ， 把 芯线剪成长度不等的线段 。 另一线的一瑞按相同颜色的长度相应剪短 ， 各芯线连 接之后 ， 长度一致 ， 结点错开 。 切忌搭接处在一起 。 (3)接线 。 把铜丝的氧化层用砂布擦去 ， 按同种颜色互相搭接 ， 铜丝相互叉入 ， 拧紧 ， 涂上松香粉 ， 放入已熔化好的锡锅内摆动几下取出 ， 使上锡处表面光滑无 毛刺 ， 如有应挫平 。 5 2 电缆连接时对接芯线应留长度表 单位： mm 芯线颜色 仪器电缆接头芯线长 接长电缆接头芯线长 黑 红 白 绿 25 4 5 65 ( 8 5 ) 6 5 ( 8 5 ) 4 5 ( 6 5 ) 2 5 ( 4 5 ) ( 2 5 ) 51 电缆连接工艺图 (单位 mm) 4)包扎 。 用黄腊绸小条裹好焊接部位 ， 再用高压绝缘胶带缠绕一层 ， 用木锉打毛电线端部橡皮 ， 长约 30mm， 用脱脂棉沾酒精洗净后 ， 涂以适量 的胶水 ， 将芯线并在一起裹上高压绝缘胶带 ， 或硅橡胶带 ， 或宽度 20mm的 生橡胶 。 裹时一圈一圈地依次进行 ， 并用力拉长胶带 ， 边拉边缠 ， 使粗细 一致 。 包扎体内不能留空气 ， 总长约 180mm， 直径 30mm， 比硫化器模于长 2mm， 外径也比硫化器大约 2mm为宜 。 为使胶带之间易胶合 ， 缠前宜在胶 带表面涂以汽油 。 (5)硫化 。 电缆接头硫化时 ， 在硫化器模内均匀地撒 上滑石粉 ， 将裹扎好的电缆接头放入模槽中 ， 合上模 ， 拧紧旋扭 ， 合上电 源加热 。 一边加热 一边拧紧压紧旋扭 ， 升温到 155160 ， 恒温 15分钟 ， 关闭电源 ， 自然降温 ， 冷却至 80 后方可脱模 。 电缆连接 ， 也可以采用热缩材料代替硫化 。 目前 热缩管 广泛应用于观 测电缆的连接 ， 操作简单 ， 有密封 、 绝缘 、 防潮 、 防蚀的效力 。 接线 时 ， 芯线采用 57mm的热缩套管 ， 加温热缩 ， 用 热塑枪 从中部向两 端均匀地加热 ， 使热缩管均匀地收缩 ， 管内不留空气 ， 热缩管紧密地 与芯线结合 。 缠好高压绝缘胶带后 ， 将预先套在电缆上的 18 20mm的热缩套管移至缠胶带处加温热缩 。 热缩前在热缩管与电缆外 皮搭接段涂上热熔胶 。 (6)检查 。 当接头扎好后测试一次 ， 硫化过程中和结束后各测一次 ， 如发现异常 ， 立即检查原因 ， 如断线应重新连接 。 电缆硫化器 电缆的连接 (1)仪器编号的意义 。 仪器编号是整个埋设过程中一项十分重要的工作 。 常常 由于编号不当 ， 难以分辨每支仪器的种类和埋设位置 ， 造成观测不使 ， 资 料整理麻烦 ， 甚至发生错乱 。 (2)仪器编号原则 。 仪器编号应能区分仪器种类 ， 埋设位置 ， 力求简单明了 ， 并与设计布置图一致 。 如某仪器编号为 M123， 它的含义是 “ M”为多 点位移计 ， “ 1”是第一个断面 , “2”是第二个孔 ， “ 3”是第三测点 。 只要知 道编号的含义 ， 一见编号就知道是什么仪器 ， 在第 几个断面以及孔号和测 点号 。 (3)编号应标的位置 。 编号应注在电缆端头与二次仪表连接处附近 。 为了防备 损坏和丢失 ， 宜同时标上两套编号标签备用 ， 传感器上无编号时 ， 也应标 注编号 。 (4)仪器编号标签 。 仪器编号比较简单的方法是在有不干胶的标签纸上写好编 号 ， 贴在应贴部位 ， 再用优质透明胶纸包扎加以保护 。 也可用电工铝质扎 头 ， 用钢码打上编号 ， 绑在电缆上 ， 用电缆打号机把编号打在电缆上更好 。 编号必须准确可靠 ， 长期保留 。 钢弦式仪器常是用多芯电缆 ， 如某四点式 位移计 ， 只需用一根 5芯电缆与 4支传感器相连 ， 这样除在电缆上注明仪器 编号外 各芯线也要编号 。 也可用芯线的颜色米区分 ， 最好按规律连接 ， 如红 、 黑 、 白 、 绿分别连接 1、 2、 3、 4各号仪器 。 (五 )仪器编号 第一节 监测仪器安装埋设前的准备 (六 )仪器安装埋设的土建施工 监测工程的土建施工包括：临时设施工程施工 、 仪器安装埋设 土建施工 、 电缆走线工程土建施工 、 观测站及保护设施土建施工 。 这些土建施工项日 ， 分别在有关的项目中 根据具体要求提出施工 方法和标准 。 仪器安装埋设的土建施工 ， 在各类工程监测中也有具 体的方法和标难 。 这类土建施工工艺和技术标准比一般工程为高 ， 而且细 ， 这是仪器性能和观测精度的需要 。 所以仪器安装埋设前应 做好土建施工 ， 经验收合格后 ， 才能安装埋设仪器 。 第二节 各类仪器的安装埋设方法 仪器的安装埋设工作是监测的重要环节 。 这一工作若没做好 ， 监测系统就不能正常使用 。 大多数已埋设仪器是无法返工或重新安 装埋设的 ， 因此仪器的安装埋设应事前做好各种施工准备 ， 埋设仪 器时应尽量减少对其他施工的干扰 ， 确保埋设质量 。 下面按仪器种 类分别叙述安装埋设的要求 。 (一 )应变计安装埋设 应变计的应用范围比较广 ， 在岩土 工程中 主要用在混凝土和岩 体内的应变观测 ， 也用于其他结构物和介质的应变观测 。 第二节 仪器的安装埋设方法 1 混凝土应变计安装埋设 根据设计要求 ， 确定应变计的埋设位置 。 埋设仪器的角度误差 应不超过 1 ， 位置误差应不超过 2cm。 埋设仪器周围的混凝上回填 时 ， 要小心填筑 ， 剔除混凝土中 8cm以上的大骨料 ， 人工分层振捣 密实 。 填料时应距仪器 1.5m以上 ， 振捣时振捣器与仪器距离大于振 动半径 ， 不小于 1m。 埋设时 ， 应保持仪器的正确位置和方位 ， 及时 检测 ， 发现问题要及时处理或更换仪器 。 埋设后 ， 应作好标记 ， 以 防人为损坏 ， 要专人守护： (1)单向应变计 。 可在混凝土振捣后 ， 及时在埋设部位造孔 (槽 )埋设 。 (2)双向应变计 。 两应变计应保持相互垂直 ， 相距 810cm。 两应变计 的中心与混凝土结构表面距离应相同 。 第二节 仪器安装埋设方法 (3)应变计组 。 应将应变计固定在支座及支杆等附加装置上 ， 以保证 在浇注混凝土过程中仪器有正确的相互装配位置和定位方向 ， 并使 其保持不变 。 根据应变计组在混凝土内的位置 ， 分别采用预埋锚杆 或带锚杆的预制混凝上块固定支座位置和方向 。 埋设时 ， 应设置无 底保护木箱 ， 并随混凝土的升高而逐渐提升 ， 直至取出 。 (4)无应力计 。 埋设时 ， 将无应力计筒的大口向上固定在埋设位置 ， 然后在筒内填满相应应变计附近的混凝土 ， 人工捣实 。 第二节 仪器安装埋设 52 应变计组 1应变计； 2支座（支杆）； 3 预埋锚杆； 4保护箱； 5混凝土 2. 岩体应变计安装埋没 岩体应变计用以观测岩体在 埋入应变计之后的内部变形，即 由于岩体的应力变化引起的变形 相对变化率。 无 应 力 计 的 安 装 埋 设 第二节 仪器安装埋设 应变计在岩体内不应跨越结构面 ， 在节理发育的岩体内 ， 应变计 标距应加长 ， 一般为 12m。 在埋设位置应设置孔 (槽 )， 其横截面的尺 寸在满足埋设要求的基础上尽可能要小 。 孔 (槽 )内应冲洗干净 ， 不允 许沾油污 。 埋设时应用膨胀性稳定的微膨胀水泥砂浆填充密实 。 仪器轴向方 位误差应小于 1 。 埋设前后应及时检测 。 为了防止砂浆影响仪器变 形 ， 使应变计与岩体同步变形 ， 应变计中间应嵌一层隔离材料 ， 见图 53。 应变计组应固定在支杆 、 支架或连接杆上 ， 或埋设在各个方向 的钻孔内 。 单向应变计组可固定在连接杆上埋入钻孔内的不同深度 。 第二节 仪器安装埋设 53 基岩内埋设应变计示意图 1基岩应变计； 2隔层； 3水泥砂浆； 4岩石 3 钢结构应变计安装埋设 在钢结构表面安装应变计 ， 采用如图 5-4所示的模具定位 。 采用焊接固定模具时 ， 应冷却至常温后安装应变计 。 埋入混凝土内 的钢应变计应加保护罩 。 54 钢应变计设示意图 (单位： mm) 1应变计； 2钢管； 3保护盖； 4M8螺钉； 5上卡环； 6下卡环 第二节 仪器安装埋设 (二 )钢筋计安装埋设 在岩土工程中 ， 钢筋计主要用于观测钢筋混凝土中的钢筋应力和 岩土体中的锚杆应力 。 安装埋设时 ， 将钢筋或锚杆按要求的尺寸裁截 ， 然后将钢筋计对接或对焊在钢筋或锚杆上 ， 并保证钢筋计与钢筋或锚 杆在同一轴线上 。 对接时 ， 采用预先焊在钢筋上的钢接头连接 ， 钢接 头是根据钢筋计端头的螺纹配制的 。 焊接时 ， 可采用对焊 、 坡口焊或 熔糟焊 ， 焊接时仪器应浇水冷却 ， 使仪器温度不超过 60 。 1 混凝土钢筋计安装埋没 钢筋计对接埋设时 ， 与仪器两端连接带螺纹的钢接头应焊接在钢 筋上 。 钢筋计与焊有接头的钢筋对按拧紧后 ， 代替被测钢筋绑扎在观 测部位 (绑扎长度比有关规范要求略长些 )。 对焊的钢筋计安装时 ， 将 观测部位的钢筋按照钢筋计对焊长度裁开 ， 然后将与钢筋计两端连接 的钢筋 (长度应大于 1m)对焊在相应位置的钢筋上 ， 经现场监理检测合 格后 ， 方可浇注混凝土 。 仪器周围的混凝土应人工振捣密实 。 混凝土固化后测基推值 。 2 岩土体锚杆应力计安装埋设 钢筋计用于测锚杆应力时 ， 称为锚杆应力计 。 装上锚杆应力计的锚杆称 为观测锚杆 。 观测锚杆的安装埋设 ， 应根据观测设计的安装时机进行埋设 。 (1)根据设计的要求造孔 。 钻孔直径应大于锚杆应力计最大直径 。 钻孔方位应符合 设计要求 ， 孔弯应小于钻孔半径 。 钻孔应冲洗干净 ， 并严防孔壁沾油污 。 (2)按照观测设计的要求裁截锚杆长度 。 选用螺纹连接的锚杆应力计 ， 需要在裁截 后的锚杆上先焊接螺纹接头 ， 然后再与锚杆应力计用螺纹连接 ， 接头与锚杆 应保持同轴 。 (3)观测锚杆的组装 。 将锚杆应力计按设计深度与裁截的锚杆对接 ， 同时装好排气 管 。 需要对焊的锚杆应力计 ， 应在水冷却下进行对焊 ， 锚杆应力计与锚杆应 保持同轴 。 (4)经组装检测合格后 ， 将组装的观测锚杆缓慢地送入钻孔内 。 安 装时 ， 应确保锚杆应力计不产生弯曲 ， 电缆和排气管不受损坏 ， 锚杆根部应 与孔口平齐 。 (5)锚杆应力计入孔后 ， 引出电缆和排气管 ， 装好灌浆管 ， 用水泥砂浆封闭孔口 。 (6)安装检测合格后 ， 进行灌浆埋设 。 一般水泥砂浆配合比宜为 :灰砂比为 1:11:2， 水灰比为 0.380.40。 灌浆时 应在设计规定的压力下进行 ， 灌至孔内停止吸 浆时 ， 持续 10分钟 ， 即可结束 。 砂浆固化后 ， 测其初始值 。 第二节 仪器安装埋设 (三 )测缝计安装埋设 在岩土工程中 ， 测缝计主要用于观测混凝土分缝和裂缝开度变化 、 混凝土 与岩体接触缝的开度变化 、 岩体裂隙的开度变化 。 测缝计安装埋设时 ， 应确 保仪器波纹管能自由伸缩 。 1 混凝土测缝计埋设 (1) 在先浇的混凝土块上预埋测缝计套简 ， 见图 55。 当电缆需从先浇块 引出时 ， 应在模板上设置储藏箱 ， 用以储藏仪器和电缆 。 为了避免电缆受损 ， 接缝处的电缆用布条包上 。 55测缝计埋设 1铅丝； 2测缝计套筒； 3测 缝计； 4电缆； 5储藏箱； 6模板 (2) 当后浇的混凝土至高出 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 ， 安装测缝计 ， 再回填混凝土 。 第二节 仪器安装埋设 2 混凝土与岩体接触缝测缝计埋设 (1) 在岩体中钻孔 ， 孔径应大于 90mm， 深度 0.5m， 岩体有节理存 在时应加深孔深 ， 一般应大于 1.0m。 56 接触缝测缝计埋设 (单位： cm) 1测缝计套筒； 2测缝计； 3电缆； 4钻孔； 5砂浆； 6支撑三脚架； 7预拉电板； 8加长杆 (2) 在孔内填满水泥砂桨 ， 砂浆应有微膨胀性 ， 将套简 或带有加长杆的套简挤入孔 中 ， 筒口与孔口平齐 。 然后 将螺纹口涂上机油 ， 筒内填 满棉纱 ， 旋上筒盖 。 (3) 混凝土浇至高出仪器 埋设位置 20cm时 ， 挖去捣实 的混凝上 ， 打开套筒盖 ， 取 出填塞物 ， 旋上测缝计 ， 回 填混凝土 。 3 混凝土或岩体裂缝测缝计埋设 测缝计作为裂缝计观测混凝土和岩体接触缝或已有裂缝的开度及 其变化时 ， 主要有以下埋设方法： (1) 混凝土内预计裂缝观测 。 将测缝计除加长杆弯钩和测缝计凸 缘外 ， 全部用塑料布缠上并包封 。 在埋设位置上将捣实的混凝土挖出 深约 20cm的槽 ， 放入测缝计 ， 回填混凝土 ， 见图 57。 (2) 岩体内部裂缝观测 。 在岩体内钻孔 ， 使钻孔跨越待测裂缝 ， 将测缝计埋入孔内跨越裂缝 ， 加长杆长度应根据岩体结构确定 。 57 裂缝计埋设图 (单位 :cm) 1测逢计； 2裂缝； 3加长杆直径 32mm钢筋； 4包塑料布涂沥青 第二节 仪器安装埋设 测缝计的安装埋设 沿滑面的两个方向埋设 的测缝计 (3)混凝土和岩体表面裂缝 观测 。 可采用如图 54所示的 模具 ， 将测缝计垂直横跨在裂 缝上进行观测 。 第二节 仪器安装埋设 (四 )压力计安装埋设 在岩土工程中 ， 压力计用于观测混凝土和岩土体内部压力 、 岩土体 与混凝土或结构物接触面上的压力 。 在介质中钻孔 、 切槽埋设压力计 ， 不是测总压力值 ， 而是测埋设压力计时起的总压变化值 。 因此 ， 压力 计的安装埋设 ， 可分为：混凝土浇筑中的压力计埋设 、 土体填筑过程 中压力计的埋设和在岩土体或混凝土中钻孔或切槽的安装埋设 。 压力计有不同的类型 ， 常用压力计的压力传递方式基本相同 ， 埋 设时 ， 应特别注意受压板或压力枕与介质完全接触密合 。 压力计可以观测各种不同方向的压力 ， 可以单只理设 ， 也可以成 组安装理设 。 1 混凝土浇筑过程中的压力计安装埋设 观测水平压力时 ， 可在尚未硬化的混凝土内进行埋设；观测垂直和斜 方向压力时 ， 压力计应在混凝土硬化后进行埋设 。 因为在混凝土未硬化前 埋设 ， 混凝土内的水份使应力计与混凝土不能完全接触 。 因此 ， 埋设垂直 和倾斜压力计时 ， 应在混凝土表面预留或控一个深为 0.5m的坑 ， 底面应平 整 。 垂直压力计的埋设方法 ， 见图 58。 埋设位置的混凝土面应冲洗凿毛 ， 底面应水平 。 在底面铺 6mm厚强度高于混凝上的水泥砂浆 ， 水灰比为 0.4。 待砂浆初凝后 将稠水泥砂浆铺在垫层上 ， 压力计放在砂浆上 ， 边扭动边 挤压以排除气泡和多余水泥砂桨 ， 随时用水平仪校正 ， 置放三角架和约 10kg压重 。 12小时后 ， 浇筑混凝土 ， 捣实后取出三角架 ， 注意不得碰动仪 器 。 安装埋设前后应对仪器检测 。 水平方向或倾斜方向埋设压力计 。 混凝土浇注到埋设位置以上 0.5m时 ， 在混凝土初凝前 ， 挖深 0.5M， 将压力计放入定位后 ， 回填剔除 8cm以上骨 料的混凝上轻轻捣实 ， 使混凝土与仪器受压面密切结合 ， 同时应保证仪器 的正确位置和方向 。 58 压力计埋设示意图 1应力计； 2砂浆垫层； 3三脚架； 4加重块； 5混凝土 2 土石填筑过程中的压力计埋设 在土石填筑过程中埋设压力计可采用坑埋和非坑埋两种方式，并根据工程和施工 现场情况决定采用哪种方式。一般采用非坑埋，特别是在堆石体中埋设 最适宜。 (1)非坑埋。 在填方高程即将达到埋设高程时在填筑面上测点位置制备仪器基面。基面 必须平整、均匀、密实，并符合规定的埋设方向。在堆石体内，仪器基面应分层填 筑先以较大的砾石或碎石填充堆石表面孔隙，再以较小粒径砂砾、砂铺平，压实。 然后按设计观测方位安装压力计，掩埋保护层，铺平、压实。仪器周围安全覆盖厚度 以内的填方，应采用薄层铺料、专门压实方法，确保仪器安全，并尽量使仪器周围材 料的级配、含水量、密度等与邻近填方接近。为了不损坏受压板，与其接触的材料一 般宜采用中细砂。 (2)坑埋时 ， 根据填方材料的不同 ， 在填方高程超过埋设高程约 1.21.5m时 ， 在埋设位置 挖坑至埋设高程 ， 坑底面积约 1m 。 在坑底制备基面 ， 仪器就位后 ， 将开挖的土石料 (筛除粒径大于 5mm的碎石 )分层回填压实 。 对于水平方问和倾斜方向埋设的压力计 ， 按要求方向在坑底挖槽埋设 ， 槽宽为 23倍仪器厚度 ， 槽深为仪器半径 。 回填方法同 上 。 如在堆石中埋设时 ， 同样挖坑 ， 按上述要求制备基面 。 (3)压力计组的埋设 可采用分散埋设 ， 但间距应不大于 lm。 (4)压力计埋设后的安全覆盖厚度 ， 一般在粘性土填方中应小于 1.2m， 在堆石填方中应 不小于 1.5m。 第二节 仪器安装埋设 (五 )锚索测力计安装 锚索测力计用于观测预应力锚杆的荷载与变化 。 当前预应力锚 杆 （ 锚索 ） 广泛应用于岩土工程的锚固结构中 ， 通过安装测力计观 测锚杆 ， 可以了解锚固力的形成与变化 ， 从而保证锚固工程的质量 与安全 。 测力计的安装包括安装测力计和观测锚杆 （ 锚索 ） 的张拉 锁定 ， 即测力计安装后加载的过程 。 具体步骤如下： (1)观测锚杆张拉前 ， 将测力计安装在孔口垫板上 。 带专用传力板的 测力计 ， 先将传力板装在孔口垫板上 ， 使测力计或传力板匀孔轴垂 直 ， 偏斜应小于 0.5 ， 偏心应不大于 5mm。 (2)安装张拉机具和钳具 ， 同时对测力计的位置进行校验 ， 合格后 ， 开始预紧和张拉 。 (5) 测力计安装就位后 ， 加荷张拉前 ， 应准确测得初始仪和环境温度 。 反复测读 ， 三次读数差小于 1 (FS)， 取其平均值作为观测基准值 。 (6) 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 ， 连续二次读数差小于 1 (Fs)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 。 (7)长期观测锚杆测力计及电缆线路应设保护装置 。 (五 )锚索测力计安装 (3) 只作施工监测的测力计 ， 应安装在外锚板的上部 。 (4) 观测锚杆应在与其有影响 的其他工作锚杆张拉之前进行 张拉加荷 。 张拉程序应与工作 锚杆的张拉程序相同 。 有特殊 需要时 ， 可另行设计张拉程序 。 第二节 仪器安装埋设 (六 ) 渗压计的安装埋设 在岩土工程个 ， 渗压计用于观测岩体 、 土体和混凝土内的渗透水压力 。 安装埋设前 ， 应做好以下准备： (1) 取下透水石 ， 在钢膜片上涂 层防锈油 。 按需要长度接好电缆 。 (2)将渗压计放入水中浸泡 2小时以上 ， 使其允分饱和 ， 排除透水石中的气泡 。 (3)用饱和细砂袋将测头包好 ， 确保进水口通畅 ， 并继续浸入水中 。 1 混凝土浇筑时渗压计的埋设 在混凝土内埋设渗压计 ， 其细砂包体积府为 1000cm将准备好的渗压计固定 在设计位置上 ， 走好电缆 ， 浇筑混凝土 ， 应勿使水泥浆渗入渗压计内部 。 在施工缝上埋设渗压计 ， 应在浇筑下层混凝上时 ， 靠 缝面预留一个深 30cm、 直径 20cm、 的孔 ， 在预留孔内 锦一层细砂 ， 将渗压计放在砂垫层上 ， 再用细砂将仪 器埋好 ， 孔口放一盖板 ， 即可浇筑混凝土 ， 见图 59。 1渗压计； 2电缆； 3细砂； 4盖板； 5预留孔 第二节 仪器安装埋设 2土料填筑过程中埋设渗压计 土料填筑超过仪器埋设高程 0.5m 后，暂停填筑。测量并放出仪器位置， 以仪器点为中心人工挖出长 宽 深 为 1m 0.8M 0.5m的坑，在坑底 用与渗压计直径相同的前端呈锥形的 铁棒打入土层小，深度与仪器长度一 样，拔山铁棒后，测读初读数，然后 将仪器迅速插入孔内。将仪器全部压 入孔中，再引电缆。分层填土夯实。 3 在基岩面上埋设渗压计 在设计位置钻一集水孔 ， 孔径 50mm， 孔深不大于 1m， 将准备好的 渗压计放入集水孔中 ， 砂袋用砂浆糊 住 ， 砂浆凝固后 ， 即可浇筑混凝土或 土石填料 。 在土石填筑体的基岩面上埋设渗 压计，也可以采用坑埋方法。当土石 料填筑已高于仪器埋设处 0.5m至 lm时， 暂停填筑，测出仪器埋设位置。挖去 周围 50cm的填土，露出基岩，在底部 铺上 2030cm厚的砂，把浸泡在水中 的仪器取出放入砂中，仪器电缆线向 外引出，再盖上 2030cm厚的砂，浇 水使砂饱和，在上面填土，分层夯实。 电缆线之间相互平行排列，呈 S型向 前引。而后分层填土夯实。 1渗压计； 2电缆； 3砂浆； 4麻袋； 5细砂； 6钻孔； 7砾石 4 水平浅孔内埋设渗压计 在地下洞室围岩内或边坡 基岩表面浅层埋设渗压计， 需要用水平浅孔埋设和集水。 钻孔的深度为 0.5m，直径 150200mm，如果孔无透水 裂隙，可根据需要的深度， 在孔底套钻一个 30mm左 右的孔，孔内填入砾石，在 大孔内填细砂，将渗压计埋 在细砂中，并将孔口用盖板 封上，然后用水泥砂浆封住。 砂浆终凝后即可填筑混凝土 或土石料。 5.深孔内埋设渗压计 在坝基深部 、 边坡 、 建筑物内 渗压监测时 ， 需要在深孔内埋设 渗压计 。 根据需要的深度钻孔 ， 孔径由渗压计尺寸确定 ， 一般不 小于 150mm。 岩体钻孔应做压 水试验 ， 钻孔位置应根据 地质条 件和压水试验结果确定 。 1孔口； 2钻孔； 3电缆； 4渗压计； 5细砂； 6盖板； 7砂浆 将渗压计装入能埋入孔内的细砂包中 ， 先向孔内填 入 40cm中租砂至渗压计埋设高程 ， 然后放入渗压计至埋 设位置 ， 经检测合格后 ， 在渗压计观测段内填入中粗砂 ， 并使观测段饱和 ， 再填入 20cm细砂 ， 最后在剩余孔段灌 注水泥浆或水泥膨润土浆 。 分层测渗透压力时 ， 可在一个钻孔内埋设多支渗压 计 。 应注意做好相邻渗压计之间的封闭隔离 。 观测点压力时 ， 应将渗压计封闭在不大于 0.5m的钻 孔渗水段内 。 钻孔岩体渗透系数很小时 ， 渗压计应埋 在体积较小的集水孔段内 。 5.深孔内埋设渗压计 6 测压管的安装埋设 在介质渗透系数较大的部位宜采用测压管观测渗透水压力 ， 在重要的观测地段常同 时布置渗压计和测压管进行复测 。 测压管的安装类型与方法 ， 一般如下： (1)在设计孔位处造孔 ， 孔径为 110150mm， 孔深根据设计要求确定 ， 钻孔应取岩心 ， 并分 段进行压水试验 。 (2)根据钻孔柱状图 、 压水试验以及观测要求 ， 确定测压管进水管段的位置和长度 ， 用于点 压力观测的进水管长度应小于 0.5m。 进水管下端应预留 0.5m长的沉淀管段 。 (3)在钻孔底部填入 2030cm厚 、 粒径为 510mm的砾石垫层 。 (4)将测压管的进水管和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 。 (5)在钻孔的进水管段填入粒径为 1025mm的砾石 ， 其上填入 20cm厚的细砂 ， 上部全部填入 水泥砂浆或水泥膨润土浆 。 (6) 进水管段应保证渗水能顺利进入管内 ， 钻孔有可能塌孔或产生管涌时加设反滤装置 。 (7)在较完整的岩体中安装测压管时 ， 可不安装进水管和导管 ， 只安装管口装置 。 (8)分层测渗透压力时 ， 可采用一孔多管式测压管 。 其孔径应由埋入的测压管根数决定 ， 注 意做好各层进水管之间的封闭隔离 。 第二节 仪器安装埋设 (七 )位移计安装埋设 钻孔位移计 ， 用于观测沿钻孔轴向的位移 。 钻孔位移计有单点位移计和多点位移计 。 其孔内测点 (锚头 )的固定方式 ， 有机械式和粘结式两种 。 测点与传感器的连接方式 ， 有传递杆连接和钢丝连接 ， 其外部均用 PVC管封闭保护 。 传感器均安装在孔口 ， 孔内最深的测点应位于不动层中 。 1 造孔 (1) 在预定部位 ， 按设计要求的孔径 、 孔向和孔深钻孔 。 钻孔轴线弯曲度应不大于钻 孔半径 ， 以避免传递杆 (丝 )过度弯曲 ， 影响传递效果 。 孔向偏差应小于 3 ， 孔深应比最 深测点多 1.0m左右 ， 孔口保持稳定平整 。 (2)钻孔结束后应冲洗干净 ， 并检查钻孔通畅情况 。 (3)距离开挖工作面近的孔口 ， 应顶留安装保护设施的孔 。 2 仪器组装 (1)按照设计的测点深度 ， 将锚头 、 位移传递杆和护管与传感器严格按厂家使用说明书 进行组装 。 合格后 ， 运往埋设孔 ， 调好传感器工作点 (一般调在全量程的 70%左右 )。 全程 灌浆式位移计 ， 其传递系统的杆件护管应胶接密封 。 (2)孔周边安装牢固的隔离架确保安装和注浆的安全 ， 并将传递杆捆扎在一起 。 机械式 锚头应安装锚定装置 ， 全孔灌浆式的位移计 ， 水平孔和上仰孔应同时捆孔好灌浆排气管 (管口至孔底 )。 垂直孔应安装灌浆管 (管口至孔底 1m)。 3 仪器安装 (1) 在现场组装的位移计 ， 经检测合 格后 ， 送入孔内 ， 安装运输时 ， 支撑点间距应不小于 2m， 曲率半 径不得小于 5m， 入孔速度应缓慢 。 (2) 位移计入孔后 ， 固定传感器装 置 ， 并使其与孔口平齐 ， 引出电 缆和排气管 。 水平和上仰孔孔口 ， 插入孔口灌浆管之后 ， 用水泥砂 浆密封孔口 。 多点位移计的安装埋设 (3) 孔口水泥砂浆固化后 ， 若检测正常 ， 开始封孔灌浆 。 浆液灰砂比为 1： 1， 水灰比为 0.380.4。 上仰孔灌至不进浆后 ， 继续灌 10分钟后闭浆 ， 确保最 深测点锚头处浆液饱满 。 灌浆结束 ， 应进行检测 。 (4) 浆液固化约 24小时后 ， 打开传感器装置盖 ， 用手顶拉一下传递杆 ， 再 确认一次工作点 ， 即可观测初始值 。 做好孔口保护和电缆走线 。 512 多点位移计安装图 1一传感器装置； 2带护管的传 递杆； 3测点锚头； 4排气 管； 5电缆； 6水泥砂浆； 7溜浆管； 8混凝土衬砌 多点位移计的安装埋设 第二节 仪器的安装埋设 (八 ) 测斜仪安装埋设 以铅直钻孔埋设为主介绍埋设步骤和要点 。 (1) 选择安装地点时 ， 应考虑地形和地下不同深度可能发生的位移量 。 土 石坝中的测斜管应伸入基岩下 1.52.0m。 为了减少费用 ， 测斜管的安装与钻探 试验和取样等同时进行 。 (2) 接长测斜管可以一次接成 ， 或事先接成几段 ， 也可在孔口逐节接成所 需长度 。 接长时应注意导向槽的对正 ， 不许偏扭 。 逐段接长时 ， 在管的下端口 装上管座 ， 并系上两根安全绳索 ， 将管绑扎在绳上 。 为防止泥沙从接管处进入 管内 ， 可用无纺土工布和胶带封口 。 (3) 将接装好的测斜管用人力或机械拉住两根安全绳索 ， 对正施测方向 ， 慢 慢沉放入孔底 。 沉放过程中导向槽要保持准直 ， 并尽可能接近最后的对准位置 ， 然后将管上端用夹具央持固定在钻孔中心 。 此时要注意使一对导向槽与可能发 生的位移方向一致 。 (4) 根据测斜管周围的土壤 、 岩石 、 地下水情况和钻孔与测斜管外壁之间的空 间来选择回填材料 。 如砂 、 砾石或灌浆 ， 一般用灌浆 。 基岩与测斜管之间可用 150#200#水泥砂浆回填 。 在粗粒料中可用粗砂灌水回填 。 为了克服测斜管在 充满水和泥浆的钻孔中的浮力 ， 要在管内灌满水 。 (5) 为了防止杂物进入 ， 测斜管的顶部要加盖 。 多数情况下 ， 在测斜管顶部 周围 设钢管保护管 ， 并加盖加锁以防人为破坏 。 (6) 测斜管安装过程中 ， 随时用测斜仪模拟探头进行检验 。 (7)试放模拟探头 。 在正式测试前 ， 用一个模拟探头试着从上往下放一次 ， 如上 下自如则安装成功 。 待水泥砂浆终凝 ， 用测斜仪按规定正反 (二者差 180 )导槽 测一次 ， 作好记录 。 但正反导槽测试结果如相差大 ， 必须重测 。 如两次重测数 不一致 ， 必须对读数装置的传感器进行检查 。 测其稳定值 ， 确定基准值 。 第二节 仪器的安装埋设 (八 ) 测斜仪安装埋设 第二节 仪器安装埋设 测 斜 管 安 装 第二节 仪器安装埋设 测 斜 管 安 装 第二节 仪器安装埋设 温度计安装埋设 温度计的埋设应根据被测介质的实际条件确定埋设 方法 ， 分为钻孔埋设法和填筑埋设法 。 钻孔埋设法是将温度计按设计深度绑扎在细木条上 ， 送入孔内之后 ， 用与被测介质相当的材料回填 、 埋设 。 填筑埋设法是在土 、 石和混凝土填筑过程中埋设 ， 埋设时按设计要求的位置和方向直接埋入即可 ， 其安 全保护层应不小于 1m。 第三节 观测电缆走线与保护 观测电缆走线是监测施工的组成部分 。 电线走线和仪器安装 、 埋设同等 重要 ， 设计与施工阶段均应予以重视 。 电缆走线有明走 、 暗走之分 。 明走电缆 1 裸线敷设 走线距离较短 ， 线数较少时 ， 将裸线扎成束悬挂敷设 ， 悬挂的撑点间距视 电缆重量和强度而定 ， 一般不大干 2m。 每个撑点处不得使用细线直接绑扎来 固定电缆 。 电缆较多时 ， 可采用托盘 。 2 缠裹敷设 当电缆线路上的环境较好 ， 没有损坏电缆的因素存在 ， 电缆的数量较大 时 ， 用将电缆缠裹成束敷设 。 条件许可时 ， 均应悬挂或托架走线 。 3 套护管敷设 户外走线或户内条件不佳时 ， 需要将电缆束套上护管敷设 。 护管一般为钢 管 、 PVC管或硬塑管 。 第三节 观测电缆走线 暗线敷设 ： 在填筑体内走线 、 穿越 、 避免干扰 。 1 埋线敷设： 在混凝土 、 土石方填筑中埋设的仪器 ， 电缆均要直接埋入填筑体内 。 定线时 ， 在设计线路上 ， 在已经振捣好的混凝土或已经压实的土体上刻槽埋线 。 混凝土内埋深不得 小于 10cm， 土体埋深不得小于 50cm。 埋线裕度视周围介质材料 、 位置 、 高程和预计最终变 形而定 ， 一般约为敷设长度的 5%15%。 在土坝等变形较大的填筑体内 ， 电缆应呈 “ S”型 敷设 。 在堆石体内埋线敷设 ， 电缆应加保护管 ， 安全覆盖厚度应不小于 1m。 2 埋管穿线敷设： 埋管穿线一般是在观测电缆走线与工程施工交叉时 ， 需要在先期工程中沿 线路预埋走线管 待观测电缆形成之后 ， 再穿管敷设 。 预埋穿线管时 ， 管直径应大于电缆 束直径 48cm， 管壁光滑平顺 ， 管内无积水 。 转弯角度大于 10 时 ， 应设接线坑断开 ， 坑的 尺寸不得小于 50cm 50cm 50cm。 穿线敷设时 ， 电缆应理顺 不得相互交绕 ， 绑成裸束或缠绕塑料膜 ， 穿线数多时 ， 束中应 复加加强绳 ， 线束涂以滑石粉 。 3 钻孔穿线敷设： 线路穿越岩体或已有建筑物时 ， 需要钻孔穿线敷设 。 钻孔应冲洗干净 ， 电 线应缠裹 ， 避免电缆护套损坏 。 4 电缆沟槽走线敷设： 电缆数量较大 ， 或有特殊要求时 ， 可修建电缆沟或电缆槽进行走线敷 设 。 在沟内敷设时 ， 需要有电缆托架 ， 在槽内敷设时 ， 槽内不得有积水 ， 应考虑排水设施 ， 沟槽上盖要有足够强度 ， 严防损坏 、 砸断电缆 。 室外电缆沟糟的上盖应锁定 。 观测电缆走线的一般要求 (1) 施工期电缆临时走线 ， 应根据现场条件采取相应敷设方法 ， 并加注标志 ， 注意 保护 ， 选好临时观测站的位置 ， 尤其在地下工程施工中 ， 观测电缆的保护需要有 切实可靠的措施 。 (2) 电线走线敷设时 ， 应严格按照电缆走线设计图和技术规范施工 ， 尽可能减少电 缆接头 。 遇有特殊情况需要改变时 ， 应以设计修改通知为依据 。 (3) 在电缆走线的线路上 ， 应设置警告标志 。 尤其是暗埋线 ， 应对准确的暗线位置 和范围设置明显标志 。 设专人进行日常维护 ， 并健全维护制度 。 (4) 电缆跨施工留缝时 ， 应有 510cm的弯曲长度 。 坝内走线时 ， 应严防电缆线路成 为渗水通道 。 在填筑中 ， 电缆随着填筑体升高垂直向上引伸时 ， 可采用立管引伸 。 (5)电线敷设过程中 ， 要保护好电缆头和编号标志 ， 防止浸水或受潮；应随时检测 电缆和仪器的状态及绝缘情况 ， 并记录和说明 。 第四节 仪器安装 埋设 后的工作 为了便于对观测仪器的维护管理和对观测资料的整理分析 ， 为工 程安全做出准确的评估 ， 使观测资料发挥应有的作用 ， 仪器安装埋设 后 ， 必须做好下列各项工作 。 仪器安装埋设记录应贯穿在全过程中 1 准备阶段工作记录 (1)技术资料记录 。 (2)技术培训情况 。 (3)现场调查记录 。 (4)设备仪器检验记录 。 ( 5)电线连接和仪器组 装记录 。 (6)仪器编号记录 。 (7)土建施工记录 。 2 仪器安装埋设记录 (1)工程名称与项目名称 。 (2)仪器类型 、 型号 。 (3)位置坐标和高程 。 (4)安装日期和时间 。 (5)天气 、 温度 、 降雨 、 风速状况 。 (6)安装期周围施工状况 。 (7)安装过程中的安装记录 、 方法 、 材料和检 测记录 。 (8)结构的平 、 剖面图 、 显示仪器的安装 、 仪 器位置 、 电缆接头位置以及安装过程中使用 的材料 。 (9)安装期间的照片 、 录像 ， 仪器埋设前的情况 。 (10)安装期的调试及其测试数据 。 第四节 仪器安装埋设后的工作 3 观测电缆走线记录 (1)电缆编号 (仪器号 )。 (2)电线类型 、 型号 、 规格 。 (3)电缆接头数量 、 位置 。 (4)敷设方法 、 线路 、 辅助设施结构 。 (5)敷设过程中的检测记录 。 (6)敷设前后的照片 、 录像 。 (7)电缆线路图 。 4、 观测与维护记录： (1)单只仪器安装竣工报告内容 ： 观测项目； 仪器类型 、 型号； 仪器位置 、 高程； 安装埋设时间； 土建工程情况； 仪器率定情况； 仪器组装与检测； 仪器安装埋 设与检测； 仪器初始状态检测； 仪器安装埋设状态图 (平面 、 剖面 图 )； 验收情况 。 (2)仪器安装 、 埋设竣工总报告内容： o监测工程设计概况； 监测工程施工组织设计概述； 仪器设备选 型 、 仪器装置图及仪器性能明细一览表； 安装 、 率定和监测方法说明 (含率定结果统计表 )； 土建施工情况； 仪器安装埋设情况 、 竣工图 、 状态统计表及文字说明； 仪器初始状态及观测基推值 。 安装埋设预竣工报告内容 1 建立仪器档案 仪器档案内容一般包括：名称 、 生产厂家 、 出厂编号 、 规 格 、 型号 、 附件名称及数量 、 合格证书 、 使用说明书 、 出厂率定 资料 、 购置商店及日期 、 设计编号及使用日期 、 使用人员 、 现场 检验率定资料 、 安装埋设考证图表 、 问题及处理情况 、 验收情况 。 2 仪器设备的维护管理 (1)建立维护观测组织 。 (2)编制维护观测制度 。 (3)编制维护观测技术规程 仪器安装埋设后的管理