混凝土大坝安全监测规范(三)
第七节 导线的设计、安装和观测(补充件)
一、设计;
1.测角量边导线的系长不宜大于320m,边数不宜多于20条 ,‘应采用隔点设站法测量导线转折角。其目的在于将相邻两条 边合成一条 边,即视为折线量距法处理。
2. 弦矢导线的系长不宜大于400m,边数不宜多于25条,如矢距量测精度不能保证转折角的中误差小于1”.0时,导线系长应适当缩短,边数应适当减少。如矢距量测精度较高,系长也可适当放长。
二、安装:
1.相邻两导线边的长度不宜相差过大。
2.弦矢导线在安装仪器底盘时,应保证矢距必须在矢距测距仪的量程范围内,并应顾及位移量的变化范围。
三、观测:
1.对于测角量边导线,转折角用“双照准法”观测。左角及右角各测两个测回,测回差不应大于1.5”。左角与右角之和与360°之差不应大于1.5”。
2.对于弦矢导线,矢距丈量应有特殊的技术措施。其量测中误差不应大于设计规定值。
3.边长用专用因瓦尺丈量,其中误差不得大于0.15mm。
第八节 垂直位移和倾斜的观测(补充件)
一、精密水准测量:
1.在水准测量中,应尽量设置固定测站和固定转点,以提高观测的精度和速度。
2.精密水准观测的要求应按《国家水准测量规范》中关于一、二等水准测量的规定执行。
3.精密水准路线闭合差不得超过附表3.4的规定。
4.用精密水准法进行倾斜观测,应满足附表3.4关于一等水准之限差规定。观测时,必须保证标心和标尺底面清洁无尘。每次观测均由往、返测组成,由往测转为返测时,标尺应该互换。必须固定水准仪设站位置,宜将水准仪装设在观测墩上。在基础廊道中观测时,应读记至水准仪测微器最小分划的1/5。
二、三角高程测量。
1.推算高程的边长不应大于600m,每条边的中误差不应大于3mm。
2.天顶距应以人型经纬仪对向观测6测回(宜做到同时对向观测),测回差不得大于6”。
3.仪器高的量测中误差不得大于0.1mm。
三、汽泡倾斜仪观测:
用气泡倾斜仪观测时,每测次均应将倾斜仪重复置放在底座上三次,并分别读数。读数互差不得大于5”。
第九节 各种标石结构图(参考件〕
边角网及视准线观测墩结构图,如附图3.1、附图3.2所示;水准点结构图。如附图3.3~附图3. 6所示。
第十节 测缝标点结构图(参考件)
平面三点式和立面弯板式测缝标点结构,分别如附图3.7、附图3.8所示。
第十二节 倒垂造孔注意事项(参考件)
一、钻孔注意事项:
1.倒垂钻孔时,应选择性能好的钻机,钻机滑轨(或转盘)应水平,立轴应竖直。钻杆和钻具必须严格保持平直。
2.一般宜在钻孔处用混凝土浇筑钻机底盘,预埋紧固螺栓。严格调平钻机滑轨(或转盘),其倾斜应小于0.1%。然后将钻机紧固在混凝土底座上。
3.孔口处直埋设长度大于3m的导向管。导向管必须调整垂直(倾斜度小于0.1%),并用混凝土加以固结。
4.钻具应尽量加长,深度大于25m的钻孔。钻具长应大于8~10m,钻具上部宜装设导向环。导向环外径可略小于导向管内径2~4 mm。
5.钻进时,宜采用低转速、小压力、小水量。一次投砂量不宜过大。
6.必须经常检测钻孔偏斜值。一般每钻进1~2m即应检测一次。此项检测,一般采用倒垂浮体组配合弹性置中器进行。
7.发现孔斜超限,应及时采取相应措施加以纠正。
二、保护管埋设注意事项:
1.全面冲洗钻孔,除净孔内残留岩粉。
2.自下而上准确测定钻孔偏斜值、确定钻孔保护管埋设位置。
3.钻孔保护管应保持平直。底部宜加以焊封。底部0.5m的内壁应加工为粗糙面,以便用水泥浆团结锚块。各段钢管使头处,应精细加工,保证连结后整个保护管的平直度,并份企漏水。
4.下保护管前,可在钻孔底部先放入少量水泥浆(高于孔底约0.5m)。保护管下到孔底后,宜略提起(不得提出水泥浆面)并用钻机或千斤顶进行固定。然后准确测定保护管的偏斜值。如偏斜过大,应加以调整,直到满足设计要求,方可用水泥浆团结。待水泥浆凝固后,才允许拆除固定保护管的钻机或千斤顶。
5.其后应再次测定保护管的偏斜值,以便确定倒锤锚块的埋设位置。
第十二节 变形观测仪器之检验(参考件)
一、经纬仪之检验:
新领到的经纬仪,首先要进行一般的检查和调整,主要是调整仪器的三轴关系。再依次对下列项目进行检验;
1.望远镜光学性能的检验。
2.照准部旋转是否正确的检验。
3.照准部偏心差的检验。
4.水平度盘偏心差的检验。
5.照准部水准器格值的测定。
6.光学测微器隙动差的检验。
7.光学测微器行差的测定。
8.垂直微动螺旋使用正确性的检验。
9.水平度盘光学测微器对径分划重合一次中误差的测定。
10.照准部旋转时,仪器底座位移产生的系统误差的检验。
11.光学测微器分划误差的检验。
12.水平轴不垂直于垂直轴之差的测定。
以上各项检验的操作方法见《国家三角测量和精密导线测量规范》。
在经常性的工作中,检验的项目及频度为:
每两月一次:第7项检测。
每年一次:第1、2、8、9、12等项检验。
每三年一次:第3、4、5、6等项检验。
二、水准尺及水准仪之检验和校正:
1.水准尺之检校:
对于新领用的水准尺,应进行以下各项检验和校正:
(1)圆形水准器安置正确性的检验与校正。
(2)标尺分划面弯曲差(矢距)的测定。
(3)标尺分划线每分米分划误差的测定。
(4)标尺分划线每米分划间隔真长的测定。
(5)一对标尺零点差及基辅分划读数差常数的测定。
(6)标尺零点差及标尺中轴线与标尺底面垂直性的测定。
以上各项检校的操作要求见《国家水准测量规范》。,在作业中,应随时注意检校(1)项,每年汛期前,应位校(1)、(2)、(3)、(4)、(5)各项。
2.水准仪之检校 对于新领用的水准仪,应进行下列各项检校:
(1)用于概略置平的圆水准器安置正确性的检验与校正。
(2)符合水准器分划值、符合精度的测定及水准器质量的检验,若为自平水准仪,则应检测其补偿性能与自动安平的精度。
(3)十字丝的检查及视距丝上下丝不对称差和视距系数的测定.
(4)光学测微器效用的正确性和分划值的测定。
(5)凋焦透镜运行正确性的检验。
(6)视准轴与水准轴相互关系(交叉、误差与之角)的检校。
以上各项检校的操作要求见《国家水准测量规范》。
在作业中,应经常检校(1)项及(6)项中的“i角”。
每年汛期前,应检验(1)、(2)、(6)等项。
三、电磁波测距仪之检验:
1.电磁波测距仪加常数和乘数的测定高精度测距仪常用比较法测定加常数和乘常数。即事先选择地质情况稳定、地形平坦的地段,建立一条 比长基线。精确丈量基线长度,其精度至少应比仪器标称精度高一倍。为了增加多余观测,至少应埋设6个观测墩,总长应在1000m左右,如下所示:
依次设站于1、2、3、4、5号观测墩,用被检定的仪器施测15个距离,将测距仪的观测值与基线丈量值比较。可以获得15个观测方程依最小二乘法求解,即可算得乘常数和加常数。
对于高精度电磁波测距仪,在计算时应注意以下两点:
(1)应按标称精度对观测值赋权。
(2)应在计算过程中检验并剔除粗差,以免检定结果失真。
2.气象仪表之检定测边时所用气象仪表(阿斯曼通风干湿温度表及空盒气压表)应定期送气象部门检验。于湿温度表每三年检验一次,气庄表每年检验一次。
空盒气压表检定的项目为:
(1)补充订正值之检定(主要是由于指针安装不准确所引起的误差)。
(2)温度改正系数(由于温度变化引起空盒弹性改变而造成的误差)的检定。
(3)刻度改正值检定。
注:空盒气压表之1)项订正值常因受震动而发生变化,故应配备一个标准气压表,施测期间一律放在驻地,以免受到震动。野外所用气压表在每期业务前后均应与标准气压表比较校准。野外气压表与标准气压表读数经改正后的差值不大于3mm时,可加在野外表(1)项订正值上,若差值大于3mm,则该野外表应送气象部门重新检定。
通风干湿温度表的检定包括两个项目:
(1)通风器之检定(通风器开动后四分钟;温度表球部风速不得小于2m/S,否则不得使用)。
(2)温度表刻划之检定。
四、光学垂线座标仪零位置之检查校正:
在室内建立稳定的检验平台,平台上仪器底盘和垂线的 相对位置应保证不变。检查时,每次观测三测回,每测目均应 将仪器重新整置调平。每测回照准垂线两次,并读数。两次读数差不得大于0.2mm。三测以回之互差不得大于0.2mm。
取三测目平均值与首次检查之值比较,如超过lmm,须 校正仪器零位。
五、视准线活动规牌的零位测定:
在相距20~40m的两个观测墩上,分别安置经纬仪和固 定觇标,用经纬仪精确照准固定觇标,固定经纬仪视线。将固定觇标换成活动觇牌,并把治动觇牌的对称轴移到望远镜十字丝上,进行读数,如此反复进行10次,最后用固定觇牌检查视线是否移动,若视线未变动,取10次读数平均值,即得觇标的零位值。
第十三节 我国大地测量仪器系列型号与国外常用
仪器对照表(参考件)
附表3.5为我国大地测量仪器系列型号与国外常用仪器对照表,可供参考。
附录四 渗流监测
第一节 测压管的埋设方法(参考件)
测压管宜在基坑开挖验收后,浇注基础混凝土前,开始埋设。
一、埋设在坝底基岩面的单管式测压管(附图4.1)。
1.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。记录点位并描述地质情况
2. 在确定的位置用手风钻打孔,孔径为50mm,孔深离建基面不大于1m。
3.将φ2"的镀锌管,按照第一层混凝土浇注高度架立,架立方法采用预埋插筋,焊接拉筋固定。
4.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。
5.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。
6.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,如有倾斜,应测出其斜度,以便准确计算底部高程.
二、深孔单管式测压管〔附图4.2(a)〕:
1.在设计定位处钻孔,孔径110~150mm,孔深依据设计的要求而定,孔壁应力求完整光滑。
2.在钻孔底部灌注15cm厚的水泥砂浆或水泥膨润土浆。
3.把内径60mm的塑料管(下部管端应钻小孔)放人孔内。
4.先填入10~20mm砾石约40cm,再填入20cm厚的细砂。
5.上部全灌注水泥砂浆或水泥膨润土浆。
6.管顶加盖保护。
三 、深孔多管式测压管〔附图4.2(b)〕:
多管式测压管的埋设方法与本节之二基本相同,钻孔的直径应由埋入塑料管的根数决定,孔内反滤料、细砂及水泥浆的分布情况见附图4.2(b)。应注意做好各岩层进水管之间封闭隔离工作。
四、测压管进水管的反滤保护装置:
1.将微孔塑料管即多孔聚氯乙烯料管,外包土工布,置人有可能塌孔的钻孔,如断层破碎带中的钻孔内,作为保护装置。
2.组装式过滤体以聚乙烯硬质塑料花管为进水管段,其外包涤纶过滤布,过滤布外套上专用的泡沫软塑料做孔壁撑体,用土工布将泡沫软塑料缠紧,使其外径小于钻孔直径,并用胶粘紧,以便放人孔内,粘胶遇水自动脱开,组装过滤体则紧靠孔壁。这种装置适用于可能产生管涌的断层破碎带内。
五、U型管的埋设方法:
1.埋设在岩槽内的U型测压管:
(1)用φ60mm的风钻钻头,按附图4.3(a)尺寸套钻凿槽,槽深为70cm,平面尺寸40x30cm。
(2)在槽中心的基岩内,用φ50mm的风钻打一深为0.5~1.0m的集水孔。
(3)将清洗干净的细砂填入槽内20Cm,并铺平。
(4)将外裹土工布的白铁镀锌U型管(φ36mm)放人槽内,校正垂直后回填小石子,直至岩面,再铺设一层砂浆。
(5)管子接长时,接头应以油漆麻丝止水,以防渗漏。
(6)附近灌浆时,要用水将U型管反复冲洗,洗去水泥浆液,以兔进口被堵。
2.埋设在基岩面上的U型测压管 将预制的一个透水混凝土管(高70cm,内径40cm)放在埋设位置,管底周围用水泥浆封好,在管中心的基岩内,用$50mm的风钻打一深为0.5~1.0m的集水孔,然后按照上节步骤,在混凝土管内埋设U型测压管[附图4.3(b)」。
第二节 孔隙压力计的埋设方法(参考件)
一、准备工作:
1.孔隙压力计在埋设前,必须进行室内检验。
2.取下仪器端部的透水石,在钢膜片上涂一层黄油或几士林油以防生锈。
3.电缆接长时,必须将同色芯线接在一起,并用锡焊牢,认真进行硫化。
4.安装前,需将孔隙压力计在水中浸泡2小时以上,使 其达到饱和状态。
二、在基岩面上埋设孔隙压力计:
先在预定位置钻一集水孔,孔径为50mm,孔深不大于1m,再将装人砂袋内的孔隙压力计放到集水孔上,砂袋用砂浆糊住,砂浆终凝后,即可在砂袋上浇筑混凝土(附图4.4)。
三、在混凝土水乎施工缝上埋设孔隙压力计:
在浇筑下层混凝土时,靠缝面预留一个深30cm,直径20cm的孔(附图4.5),在预留孔内铺一层细砂,将孔隙压力计放在砂垫层上,再用细砂将仪器埋好,孔口放一盖板,即可浇筑上层混凝土。
四、在水平浅孔内埋设孔隙压力计:
在岸坡坝段的基岩水平浅孔内需要埋设孔隙压力计时,可在埋设部位用风钻套钻法,打出一个直径20cm,深约0.5m的孔洞,在洞底再打一个深约1m的钻孔(附图4.6),钻孔内填砾石(粒径10至20mm),再在孔洞内填细砂,将仪器埋在细砂中,并将孔洞口用盖板封住,盖板用砂浆密封并固定。砂浆终凝后,就可浇混凝土。
五、在坝基深孔内埋设孔隙压力计:
在坝基深孔内埋设孔隙压力计时,深孔直径应不小于150mm;埋设前测量好孔深,先将仪器装入能放入孔内的 砂包中,包中装细砂,向孔内倒入40cm深的砾石,其粒径为10至20mm,然后将装有仪器的砂包吊人孔底。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10~200m的砾石,再在余孔段准人水泥膨润上浆或水泥浆。
第三节 量水堰的结构示意图(参考件)
量水堰的结构如附图4.7、附图4.8所示。
第四节 水质分析项目(补充件)
一、全分析项目:
1.水的物理性质水温、气味、浑浊度、色度。
2. PH值。
3.溶解气体游离二氧化碳——CO2,侵蚀性二氧化碳——CO2,硫化氢——H2S,溶解氧——O2。
4.耗氧量。
5.生物原生质 亚硝酸根——NO2,硝酸根——NO3,磷——P,铁离子(高铁——Fe+++及亚铁——Fe++),铵离子——NH+4 ,硅——Si。
6.总碱度、总硬度及主要离子总碱度,碳酸根——CO3--,重碳酸根——HCO3-,总硬度,钙离子——Ca++,镁离子——Mg++。氯离子——-Cl-,硫酸根——SO4--,钾和销离子——K++十Na+。
7.矿化度。
二、简易全析项目:
色度、水温、气味、浑浊度、pH值、游离二氧化碳、矿化度、总碱度、硫酸根、重碳酸根及钙、镁、钠、钾、氯等离子。
第五节 观测方法(补充件)
一、用压力表观测测压管水位时,压力值应读到最小估读单位,管内有气时,应先将气排出,待压力表指针稳定后,才可读数。
帷幕前的测压管不得任意排水,以防发生管涌。
二、采用电测水位计观测测压管内水位时,将测头缓慢放入管内,在指示器开始反应时,用测绳量出管口至孔内水面的距离。
三、渗漏量的观测方法:
1.容积法适用于渗漏量小于1l/s的情况,将渗漏水设法引人容器内,测定渗漏水的容积和充水时间(一般为1分钟,但不得小于10秒),即可求得渗漏量。
2. 量水堰法:当采用水尺测量堰顶水头时水尺读至于1mm;采用水位测针测量堰顶水头时,读数至0.1mm。
四、水质分析:
1.所需水样应在规定的观测孔、排水孔或廊道排水沟时取得。,
2.坝体混凝土中或基岩中的析出物,应取样作成分分。析;检查是否有化学管涌或机械管涌发生。
3.若观测孔内的地下水对混凝土有较大侵蚀性时,可制作水泥砂浆试块放人孔内,隔一定时间后取出,检验试件强度的变化。
4.在观测孔中取水样时,同时也应在水库内取水样,以便分析比较。
附录五 应力、应变及温度监测
第一节 监测仪器检验(补充件)
一、力学性能检验:
1.试验条件、设备及注意事项
(1)参比工作条件:环境温度为10~30℃,试验时,环境温度应保持稳定;环境相对湿度不大于80%。
(2)主要设备:
1)应变标准仪,零级千分表,10mm和15mm的零级分表;
2)一级活塞式压力计;
3)压应力计的承压板,压块和球座;
4)一级万能材料试验机;
5)电阻比电桥。
(3)注意事项:
1)应将仪器在参比工作条件下预先置放24小时以上;
2)将仪器安装到检验设备上时应控制电阻比的变化不于20X0.01%;
3)检验前,应在测量范围上、下限值的1.2倍内预先压循环三次以上,直至测值稳定。
(4)分挡加荷规定:
1)应变计,见附表5.1
2)钢筋计,见附表5.2
3)压应力计,见附表5.3
4)测缝计,见附表5.4
5)孔隙压力计,见附表5. 5
2. 端基线性度检验先将仪器下行至下限值,量测电阻比之后,逐挡上行,每挡测试,全量程共测得n个电阻比。后向下行,逐挡测试,同样测得似个电阻比,共完成三次循环,分别计算下列各值:
各点总平均值
7)误差要求力学性能检验的各项误差,其绝对值不得大于附表5.6的规定。
二、温度性能检验:
1.试验条件、设备及注意事项
(1)参比工作条件:
1)环境温度为20±2℃;
2)环境相对湿度不大于80%。
(2)主要设备:
1)双层保温桶;
2)二级标准水银温度计;
3)恒温水槽和水银导电表;
5)10OV直流兆欧表。
(3)注意事项:
1)试验0℃电阻时,仪器之间需铺8~lO cm厚直径小于3cm的碎冰层,用洁净的自来水(水与冰比例为 1:2)或一蒸馏水。保证仪器在0℃情况下恒温2小时,测值已稳定不变时再测读。
2)试验温度系数时,仪器要浸入水下5cm,勿使仪器碰到加热器,保持温度变化在上±0.1℃以内的情况下恒温1小时以上,测值已稳定不变时再测读。
3)应在测记温度和电阻的同时,测量仪器的电阻比和地缘电阻。
(4)分档规定(见附表5.7)2.0℃电阻检验
(1)温度计:测量0℃时仪器的电阻。
(2)差动电阻式仪器:除温度订外其他差动电阻式议器测量 0℃时,仪器电阻后均应按下式计算出计算0℃电阻:
(4)温度绝缘检验:
1)高温绝缘:在进行温度性能检验时,应测量温度达到量程上限时的仪器绝缘电阻。
2)低温绝缘:在进行0℃电阻检验时,应测量仪器处于0℃时的绝缘电阻。
(5)检验要求;仪器温度性能检验后,各项指标与出厂系数计算结果之差的绝对值及绝缘电阻应满足附表5.8的规定。
三、防水性能检验:
(1)主要设备:
1)能承受1.0MPa的高压容器一个,相应压力的水压机一台;
2)1~2级压力表,最程为1.OMPa;
3)100V直流兆欧表;
4)测缝计专用夹具及电缆引出管止水橡皮塞。
(2)注意事项:
1)在高压容器内的空气应排尽,高压容器和水压机中灌满水,防止漏水;
2)在高压容器上设置电缆引出管,将仪器电缆头引出到容器以外;
3)螺杆螺帽等要拧紧,保证试验安全。
(3)防水检验:
1)检验时对仪器施加水压力为0.5MPa,持续时间应不少于0.5小时;
2)量测仪器电缆芯线与外壳(或高压容器外壳)之间的绝缘电阻,星测温度为室温;
3)要求被检仪器的绝缘电阻不小于200M^Q。
四、电阻比电桥检验:
1.试验条件
(l)参比工作条件:
1)环境温度为室温10~30℃;
2)环境相对湿度≤80%。
(2)主要设备:
1)电阻比电桥率定器;
2)光点反射式检流计;
3)电阻比电桥及凯惠电桥;
4)10OV直流兆欧表。
2.检验项目
1)绝缘电阻Rx;
2)零位电阻γo及其变差Δγo;
3)电阻比z及电阻R的准确度;
4)内附检流计灵敏度fg及工作时间tg。
3.检验要求 各项限差见附表5.9之规定。表中z与R的限差,适用于电阻比率定器法;如采用简易率定法时,则该限差可放宽1倍。
第二节 电缆联接(补充件)
一、基本要求:
1.埋设仪器应联接具有耐酸、耐碱、防水性能的专用橡皮电缆,其芯线应为镀锡钢丝。
2.电缆在使用温度为-25~60℃;承受的水压力为1.0MPa时,绝缘电阻应≥50MΩ。
3.电缆芯线应在100m内无接头。
4. 三芯或四芯电缆每10Om的单芯电阻应不超过1.5Ω,芯线之间每100m的电阻差值应≤0.05Ω,五芯电缆每100m单芯电阻应不超过3.0Ω。
5.电缆内通入(0.1~0.15)MPa气压时,其漏气段不得使用。
二、电缆的准备:
应根据观测设计和现场情况准备仪器的加长电缆,其长度按下式计算:
L= KL。+ B (附 5.17)
式中L——接长电缆总长度(m);
L。——仪器到观测站牵引路线长度(m);
K—一接长电缆系数,一般取1.05;
B——观测端加长值,对坝内仪器为2~3m,对基岩仪器为3~5m。
三、电缆的联接
1.按照附图5.1剥制电缆头,在去除芯铜丝氧化物时,不得折断铜丝(图5.1,a)。
2.仪器出厂电缆一般为三芯,与接长电缆联接时按附表5.9进行,当需联接的两电缆之间的芯数相同时,按附表5.10进行(图5.1,b)。
3.联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,焊后检查芯线联接质量(图5. 1, c)。
4. 芯线搭接部位用黄腊绸、电工绝缘胶布和橡胶带包裹,一电缆外套与橡胶带联接处应锉毛并涂补胎胶水,外层用橡胶带包扎直径应大于硫化器钢模槽2mm(图5.1,d)。
四、硫化要求:
1.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30分钟后,自然冷却到100℃时脱模;
2.硫化接头在( 0.1~0.15)MPa气压下试验时不漏气,在1.0MPa压力水中的绝缘电阻应≥50Ω;
3.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;
4.应在仪器端、电缆中部和测量瑞安放仪器编号牌;
5.电缆测量端芯线头部的铜丝应进行搪锡,并用石腊封。
第三节 监测仪器埋设(补充件)
一、一般规定:
1.埋设仪器周围的混凝土要小心填筑,去除大于8cm的骨科,由人工分层振捣密实;
2.混凝土下料时应跟仪器1.5m以上,振捣时振捣器与仪器的距离应大于振动范围的半径,一般不小于1.0m;
3.埋设时,应使仪器保持正确位置及方向,及时对仪器进行检测,发现问题应及时处理或更换仪器;
4.埋设后应作好标记,以防人或机械损坏仪器,仪器顶部已终凝的混凝土厚达60cm以上时,守护人员方可离开。
二、应变计:
1.单向应变计
(1)可在混凝土振捣后,及时造孔埋设。
(2)埋设仪器的角度误差应不超过广,位置误差应不超过2cm
2.两向应变计
(1)两应变计应保持相互垂直,相距8~10cm。
(2)两应变计的中心与坝面的距离应相同。
3.应变计组:
(1)应变计组应固定在支座及支杆上埋设,见附图5.2。
(2)支杆伸缩量应大于0.5mm,支座定向孔应能固定支杆的位置和方向。
(3)应根据应变计组在混凝土内的位置分别采用预埋锚杆或带铺杆预制混凝土块固定支座位置和方向。
(4)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。
(5)严格控制仪器方位,角度误差不得超过±1°。
4.基岩应变计
(1)基岩应变计标距长度应为1~2m。
(2)埋设孔径应大子仪器最大直径4~5cm,仪器应位子埋设孔中心,见附图5.3。
(3)孔内杂质要清除,并冲洗干净,排除积水。
(4)埋设时应用膨胀水泥砂浆填孔,如用普通水泥,需掺适量膨胀剂。
(5)为了防止砂浆对仪器变形的影响,应在仪器中间嵌一层2mm厚的橡皮或油毛毡。
(6)仪器方向的误差应不超过±1°。
5.无应力计
(1)无应力计简应按附图5.4加工。
(2)埋设时在无应力计简内填满相应应变计组附近的混凝土,人工振捣密实。
(3)无应力计埋设在坝内部时,应将无应力计筒的大口向上,无应力计位置靠近观面时,应尽量使无应力计筒的轴线与等温而垂直。
6.钢板计
(1)钢板计交具与钢板焊接时应采用模具定位;
(2)夹具焊接后,应冷却至常温后安装小型应变计;
(3)埋入混凝土内的钢板计应设保护盖,见附图5.5;夹具表面应涂沥青。
三、压应力计;
1.垂直方向理设
(1)埋设仪器的混凝土面应冲洗凿毛,并铺6mm厚水泥砂浆垫层;水泥砂浆配合比为2:3,水灰比为0.5,见附图5.6;
(2)水泥砂浆垫层初凝后,用更稠的水泥砂浆放在垫层上,将应力计放在水泥砂浆层上边旋转边挤压以排除气泡和多余水泥砂浆,置放三角架和10kg压重;
(3)随时用手水准或水平尺校正仪器,使其保持水平;
(4)压重12小时后,浇筑、振捣混凝土,然后取去三角架和压重;
(5)浇筑、振捣混凝土时不得碰撞三角架和仪器。
2.水平方向或倾斜方向埋设
(1)埋设时应注意振捣密实,使混凝土与仪器承压面密切结合;
(2)应保证仪器的正确位置和方向。
四、钢筋计:
1.钢筋计应尽量焊接在同一直径的受力钢筋并保持在同一轴线上,受力钢筋之间的绑扎接头应跟仪器1.5m以上。
2.钢筋计的焊接可采用对焊、坡口焊或熔槽焊。
3.焊接时及焊接后,可在仪器部位浇水冷却,使仪器温度不超过60℃,但不得在焊缝处浇水。
五、测缝计:
1.坝缝测缝计埋设
(1)在先浇混凝土块上预埋测缝计套筒,见附图5.7。
(2)当电缆需从先浇块引出时,应在模板上设置储藏箱,用来储藏仪器和电缆。
(3)为避免电缆受损,必须将接缝处的电缆长约40cm范围内包上布条 。
(4)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露出套筒,打开套筒盖,取出填塞物,安装测缝计,回填混凝土。
2.基岩与混凝土交接面上测缝计埋设
(1)应在基岩中打孔,孔径应大于9cm,在孔内填入一大半膨胀水泥砂浆,将套筒挤入孔中,使筒口与基岩平。
(2)将会简内填满棉纱,螺纹口涂上机油或黄油,旅上简盖。
(3)混凝土浇至高出仪器埋设位置20cm时,挖去捣实的混凝土,打开套筒盖,取出填塞物,旋工测缝计,回填混凝土,见附图5.8。
六、裂缝计;
1.除加长杆弯钩和仪器凸缘盘外应全部用多层塑料布包裹。
2.在埋设位置上将捣实的混凝土挖深约20cm的坑,将裂缝计放入,回填混凝土,见附图5.9。
七、温度计;
1.埋设在坝内的温度计一般不考虑方向,可直接埋入混凝土内,位置误差应控制在5cm内。
2.埋设在上游面附近的水库温度计,应使温度计轴线平行坝面,且距坝面5~10Cm,见附图5.10。
3.埋设在混凝土表层的温度计,可在该层混凝土捣实后挖坑埋入,回填混凝土后用人工捣实。
4.埋设在浇筑层底部或中部的温度计,振捣时,振动器距温度计应不小于0.6m。
5.埋设在钻孔中的基岩温度计,可预先绑扎在细木条上,以便于控制仪器位置。
第四节 质量控制(参考件)
一、电阻比测值:
用电阻比电桥测量仪器电阻比时,应正测电阻比z及反测电阻比z’,按附表5.11进行质量控制。
二、电阻值:
用电阻比电桥测量各芯线电阻与仪器电阻之和按附表5.12进行质量控制,白、绿、红、黑、兰芯线以1、2、3、4、5表示。
三、电阻比电桥检查;
四、自动检测装置检查:
自动检测装置应具有自校和自检功能,每次自校和自检的误差不得超过附表5.13中率定器法的规定误差,否则应自动报警。
五、集线箱检查:
现场检查结果按附表5.14进行质量控制。
六、电缆检查:
1.现场检查结果按附表5.15进行控制。
2.说明书和出广证明书、观测设备的损毁和改装情况以及与观测设备有关的资料等。
3.技术警戒值(范围)资料包括有关物理量设计计算值和经分析后确定的技术警戒值(范围)。
4.有关参考资料工程资料、有关文件等。
二、审查资料:
1.审查所有考证资料、有关图表及文字说明等有无遗漏。
2.核核原始资料、座标系统及各项计算(如平差计算、监测物理量的换算等)有无错误。
3.将各种曲线图相互对照,检查其合理性。
4.鉴定资料整理中提出的各项说明是否合理。
三、资料的审定编印:
全部成果整编完成后,应进行一次全面的校核(整编时收集的参考资料可分册装订存档,不再校核),并报送主管部门审定编印。
第三节 资料分析的方法(参考件)
资料分析的方法有比较法、作图法、特征值的统计法及数学模型法。
一、比较法:
比较法有:监测值与技术警戒值相比较;监测物理量的相互对比;监测成果与理论的或试验的成果(或曲线)相对照。
1. 技术警戒值是大坝在一定工作条件下的变形量、渗漏量及扬压力等设计值,或有足够的监测资料时经分析求得的允许值(允许范围)在蓄水初期可用设计值作技术警戒值,根据技术警戒值可判定监测物理量是否异常。
2.监测物理量的相互对比是将相同部位(或相同条件)的监测量作相互对比,以查明各自的变化量的大小、变化规律和趋势是否具有一致性和合理性。
例如,附图6.4(b)是某大坝在灌浆廊道内测得的坝基垂直位移过程线,三条 过程线相应的测点分别位于25、30、33坝段.这些过程钱表明在1978年上半年前,30坝段与25及33坝段的观测值变化速率是不一致的。经检查30号坝段处在基岩破碎带范围内,于是对该坝段基岩部位进行了灌浆处理。从1978年下半年开始,30号坝段的垂直位移增长速率与其它西坝段的垂直位移增长速率基本上就一致了。
3.监测成果与理论的或试验的成果相对照比较其规律是否具有一致性和合理性。
例如,附图6. 5是某大坝坝踵混凝土应力σy。与上游水深之间的相关图。从这张相关图可以看出,第32号坝段实测坝跟部位混凝土应力σy。曲线与上游水位的升高无关,且与有限单元计算的曲线及39、26号坝段坝皤部位实测应力的变化规律也不一致。经研究,第32号坝段坝题接缝已经裂开,因而产生这种现象。
二、作图法:
根据分析的要求,画出相应的过程线图、相关图、分布图以及综合过程线图(如将上游水位、气温、技术警戒值以及同坝段的场压力和渗漏量等画在同一张大图上)等。由图可直观地了解和分析观测值的变化大小和其规律,影响观测值的荷载因素和其对观测值的影响程度,观测值有无异常。
附图6.6是根据变形过程线来判断观测值所处状态的示意图。附图6.7是某坝坝基发生漏水事故中13号洪水平位移过程线。由过程线可知,1962年11月6日该垛位移值突然增大,向下游达19.56mm,向右达14.53mm,位移的上下游向和左右向的变化率亦与以前的速率有着显著差异,这是该事故在水平位移观测值中的异常反映。
三、特征值的统计法:
特征值包括各物理量历年的最大和最小值(包括出现时间)、变幅、周期、年平均值及年变化趋势等。通过特征值的统计分析,可以看出监测物理量之间在数量变化方面是否具有一致性和合理性。
四、数学模型法:
用数学模型法建立原因量(加库水位、气温等)与效应量(如位移、杨压力等)之间的关系是监测资料定量分析的主要手段。它分为统计学模型、确定性模型及混合模型。有较长时间的观测资料时,一般常用统计模型(回归分析)。
当有可能求出原因量与效应量之间的函数关系时,亦可采用确定性模型或混合模型。
第四节 资料分析的内容(参考件)
一、分析监测物理量随时间或空间而变化的规律:
1.根据各物理量(或同一坝段内相同的物理量)的过程线,说明该监测量随时间而变化的规律、变化趋势,其趋势有否向不利方向发展。
2.同类物理量的分布曲线,反映了该监测量随空间而变化的情况,有助于分析大坝有无异常征兆。
二、统计各物理量的有关特征值;
统计谷物理量历年的最大和最小值(包括出现时间)、变幅、周期、年平均值及年变化趋势等。
三、判别监测物理量的异常值:
1.观测值与设计计算值相比较。
2.观测值与数学模型预报值相比较。
3.同一物理量的各次观测值相比较,同一测次邻近同类物理量观测值相比较。
4.观测值是否在该物理量多年变化范围内。
四、分析监测物理量变化规律的稳定性:
1.历年的效应量与原因量的相关关系是否稳定。
2.主要物理量的时效量是否趋于稳定。
五、应用数学模型分析资料:
1.对于监测物理量的分析,一般用统计学模型,亦可用确定性模型或混合模型。应用已建立的模型作预报,其允许偏差一般采用±2s(s为剩余标准差)。
2.分析各分量的变化规律及残差的随机性。
3.定期检验已建立的数学模型,必要时予以修正。
六、分析坝体的整体性:对纵缝和拱坝根缝的开度以及坝体挠度等资料,进行分析,判断坝体的整体性。
七、判断防渗排水设施的效能:
1.根据坝基(拱坝供座)内不同部位或同部位不同时段的渗漏量和场压力观测资料,结合地质条 件分析判断帷幕和排水系统的效能。
2.在分析时,应注意渗漏量随库水位的变化而急剧变化的异常情况。还应特别注意渗漏出浑浊水的不正常情况。
八、校核大坝稳定性:
重力坝的坝基实测扬压力超过设计值时,宜进行稳定性较核。拱坝拱座出现上述情况时,亦应核核稳定性。
九、分析巡视检查资料:
应结合巡视检查记录和报告所反映的情况进行上述各项分析。并应特别注意下列各点:
1.在第一次蓄水之际,有否发生库水自坝基部位的裂隙中渗漏出或涌出;有否渗漏量急骤增加和浑浊度变化。
2.坝体、坝基的渗漏量有无过量;在各个排水孔的排水量之间有无显著差异。
3.坝作有无危害性的裂缝;接缝有无逐渐张开。
4.在高水位时,水平施工缝上的渗漏量有无显著变化。
5.混凝土有无遭受物理或化学作用的损坏迹象。
6.大坝在遭受超载或地震等作用后,哪些部位出现裂缝、渗漏;哪些部位(或监测的物理量)残留不可恢复量。
7.宣泄大洪水后,建筑物或下游河床是否被损坏。
十、评估大坝的工作:
根据以上的分析判断,按上述有关规定,应对大坝的工作状态作出评估。
第五节 各时期监测报告的主要内容(参考什)
一、第一次蓄水时:
1.蓄水前的工程情况概述。
2.仪器监测和巡视工作情况说明。
3.巡视检查的主要成果。
4.蓄水前各有关监测物理量测点(如扬压力、渗漏量、坝和地基的变形、地形标局、应力、温度等)的蓄水初始值。
5.蓄水前施工阶段各监测资料的分析和说明。
6.根据巡视检查和监测资料的分析,为首次蓄水提供依据。
二、蓄水到规定高程、竣工验收时:
1.工程概况;
2.仪器监测和巡视工作情况说明。
3.巡视检查的主要成果。
4.该阶段资料分析的主要内容和结论。
5.蓄水以来,大坝出现问题的部位、时间和性质以及处理效果的说明。
6.对大坝工作状态的评估。
7.提出对大坝监测、运行管理及养护维惨的改进意见和措施。
三、运行期每年汛前:
1.工程情况、仪器监测和巡视工作情况简述。
2.列表说明备监测物理量年内最大最小值、历史最大最小值以及设计计算值。
3.年内巡视检查的主要结果。
4.对本年度大坝的工作状态和存在问题作分析说明。
5.提出下年度大坝监测、运用养护维修的意见和措施。
四、大坝鉴定时:
1.工程概况。
2.仪器监测和巡视工作情况说明。
3.巡视检查的主要成果。
4.资料分析的主要内容和结论。
5.对大坝工作状态的评估。
6.说明建立、应用和修改数学模型的情况和使用的效果;
7.大坝运行以来,出现问题的部位、性质和发现的时间,处理的情况和其效果。
8.根据监测资料的分析和巡视检查找出大坝潜在的问题,并提出改善大坝运行管理、养护维修的意见和措施。
9.根据监测工作中存在的问题,应对监测设备、方法、精度及测次等提出改进意见。
五、大坝出现异常或险情时:
1.工程简述。
2.对大坝出现异常或险情状况的描述。
3.根据巡视和监测资料的分析,判断大坝出现异常或险情的可能原因和发展趋势。
4.提出加强监视的意见。
5.对处理大坝异常或险情的建议。
附录七 本规范用词说明
1.执行本规范条文时,对于要求严格程度的用词,说明如下,以使在执行中区别对待。
1)表示很严格,非这样作不可的用词:正面词一般采用“必须”,反面词一般采用“严禁”
2)表示严格,在正常情况下均应这样作的用词:正面词一般采用“应”,反面词一般采用“不应’或‘不得”。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样作的用词:正面词一般采用“宜”或“一般”,反面词一般采用“不宜”。
4)表示一般情况下均应这样作,但硬性规定这样作有困难的,采用“应尽量”。
5)表示允许有选择,在较多情况下可以这样作的,采用“可”。
2.条文中对于必须按指定的标准、规范或其他有关规定执行的写法为“按……执行”或“符合……要求”。非必须按所指的标准、规范或其他规定执行的写法为“参照”或“参见”。
3.本规范的附录分为“补充件”和“参考件”两种。
“补充件”附录,主要是指对规范内容所作的补充,相当于规范的一个组成部分。
“参考件”附录,主要内容包括:
1)规范中重要规定的依据和专门技术问题较系统的介绍;
2)规范中有关条文的参考性资料或推荐性方法。