第14章原型观测施工说明及附图14.docx
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第14章原型观测施工说明及附图14
第14章原型观测施工方法说明及附图
14.1概述
本合同工程原型观测的主要内容包括厂房、压力管道和部分引水隧洞的位移、应力应变及锚索测力计等观测仪器的采购、安装、埋设、施工期观测等。
观测施工的主要工作项目及工程量见表14-1。
表14-1观测施工的主要工作项目及工程量表
项目名称
单位
工程量
备注
校核基点
个
2
工作基点
个
2
表面位移计
个
14
多点位移计（四点）
套
13
孔径（φ110mm）
多点位移计（三点）
套
9
孔径（φ110mm）
多点位移计（二点）
套
3
孔径（φ110mm）
锚杆应力计（二点）
组
14
锚杆应力计（一点）
组
3
测缝计
支
11
钢管缝隙计
支
3
钢筋计
支
40
钢板应力计
支
6
锚索测力计
支
10
单向应变计
支
10
五向应变计
组
6
无应力计
支
14
渗压计
只
17
地下水位孔（含渗压计）
个
6
孔深约400m，孔径φ110m，含PVC管
十芯屏蔽电缆
Km
5
四芯屏蔽电缆
Km
18
五芯水工电缆
Km
6
集线箱
只
8
弦式读数仪
台
1
数字式电桥
台
1
棱镜
套
3
14.2编制依据
⑴招标文件;
⑵《混凝土大坝安全监测技术规范》（试行）SDJ336-89；
⑶《水工隧洞设计规范》SD134-84；
14.3主要提交文件
原型观测项目实施过程中，按时间先后顺序主要提交如下技术文件：
⑴观测仪器、设备采购清单（以招标文件、合同为基础），内容含：
仪器设备名称、规格、数量、采购日期、预计到场时间等。
⑵仪器设备出厂检验合格证和仪器率定方法说明书。
原型观测工程施工组织方案。
⑴施工期观测规程。
⑵进场监测仪器质量检验报告。
⑶观测仪器埋设安装考证表。
⑷观测月报、阶段性报告、年报。
⑸工程移交文件。
除上述全部文件外，还包括：
率定检验记录、观测原始记录、竣工图、竣工报告、往来函件等。
14.4仪器采购、检验、率定及保管
14.4.1仪器采购
根据招标文件、设计图纸中的要求，采购仪器设备前，根据工程进度，向工程师申请采购仪器品种、规格、型号、数量，仪器采购方案经工程师批准后即向有关厂家采购所需要的仪器。
仪器采购时应按标书要求采购合格的仪器，并应选择安全的运输方式，确保仪器安全和使用精确度。
14.4.2仪器检验
检验内容包括厂家说明书、合格证书、出厂卡片、配件是否齐全、运输过程是否损坏。
当仪器设备采购并运输到现场后，根据招标文件、设计图纸中的仪器品种、规格、型号、数量，在工程师参加的情况下进行开箱验收，验收合格的仪器方可入仓库，对不合格的仪器设备应退回生产厂家予以更换。
14.4.3仪器率定
对有率定要求的仪器按照有关规范和设计技术要求进行率定。
经检验合格的仪器填写《进场仪器质量检验报告单》，报工程师审批，待监理工程师认可后妥善分类入库。
14.4.4仪器保管
经检验合格的仪器应妥善保管。
仪器保管时，应根据各种仪器的保管要求，采取相应的保管措施，包括防潮、防火、防晒、防盗等措施，确保采购的仪器可以随时根据工程施工进度情况投入使用。
14.5观测仪器埋设
14.5.1渗压计
安装前将透水石卸下，把卸下的透水石放入容器内煮沸2h，以除去透水石上的污物，然后让其自然冷却，并保持到安装埋设完成。
安装埋设时，先按设计图或监理要求在基岩面开挖仪器埋设坑槽，深度不小于30cm，槽的宽度必须能容纳渗压计、埋设仪器用的砂及电缆等。
然后将渗压计测头安放在图中表示或监理要求开挖的坑槽内，仪器周围要填15cm厚的中、粗砂并用水使其饱和，仪器安装完成后，要采用设计选择的回填料回填。
渗压计电缆按设计图或监理要求进行埋设，并在电缆外套上专用的电缆保护管，直至引到厂房集线箱内。
电缆周围应回填密实。
仪器埋设完成后，应立即观测初始值，填写相关档案。
渗压计埋设见图14-1。
图14-1渗压计安装埋设示意图
14.5.2应变计
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。
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，仪器周边的混凝土剔除粒径大于8cm以上的大骨料，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。
仪器埋设完成后，应立即观测初始值，填写相关档案。
五向应变计埋设见图14-2。
图14-2五向应变计埋设示意图
14.5.3无应力计
埋设无应力计时，需要在埋设无应力计的位置处，将混凝土挖一个坑，坑的大小为长50cm×宽50cm×深50cm。
在坑内放入与引水洞相同的混凝土，将无应力计筒放入坑内，将无应力计筒周围捣实，将应变计固定在无应力计筒的中央，向无应力计筒内细心的倒入引水洞混凝土，用人工捣实，再在上部浇筑混凝土。
仪器埋设完成后，应立即观测初始值，填写相关档案。
无应力计安装见图14-3。
图14-3无应力计安装埋设示意图
14.5.4测缝计
先在岩体中钻孔，孔径大于90mm，深度0.5m左右。
在孔内填砂浆，砂浆有微膨胀性，将带有加长杆的套筒挤入孔中，筒口与孔口平齐。
然后将螺纹口涂上油，填棉纱，盖上筒盖。
当混凝土浇至高出仪器埋设位置20cm时，挖去捣实的混凝土，打开筒盖取出塞物，旋上测缝计，再回填砼。
其安装埋设见图14-4。
图14-4测缝计安装埋设示意图
14.5.5钢板应力计
按照规范的要求确定钢板计的安装位置，将钢板计筒固定在仪器埋设位置处，在筒内中心安装钢板计并使之与钢板垂直后，绑扎好电缆，人工回填并捣实钢板计周围混凝土。
埋设过程中随时对仪器进行检测，以保证仪器埋设质量。
钢板计的安装见图14-5。
说明:
1采用焊接法安装
2电缆通过结构钢筋引至临时观测站
图14-5钢板应力计安装埋设示意图
14.5.6钢筋计
钢筋计的埋设方法是当混凝土内的钢筋安装完成后，在钢筋计的设计埋设位置将钢筋割断，测量钢筋计的长度，将钢筋计的连接段（带螺纹的接头）焊接在割断的钢筋上，确认无误后将钢筋计旋紧在钢筋计的连接段（带螺纹的接头）上。
钢筋计电缆沿混凝土内部的钢筋引入厂房集线箱，并在电缆外套上专用的电缆保护管。
仪器埋设完成后，应立即观测初始值，填写相关档案。
钢筋计安装见图14-6。
图14-6钢筋计安装埋设示意图
14.5.7锚杆应力计
⑴按设计要求用YT-28手风钻钻孔，钻孔直径大于锚杆应力计的最大直径，钻孔平直，其轴线弯曲度小于钻孔半径。
钻孔结束后用高压风水冲洗干净，防止孔壁沾油污。
⑵按锚杆直径选配相应规格的锚杆应力计，将仪器两端的连接杆分别与锚杆焊接在一起，焊接强度不低于锚杆强度。
焊接过程中采取措施避免温升过高而损伤仪器。
⑶在已焊接锚杆应力计的监测锚杆上安装排气管，将组装检测合格后的监测锚杆送入钻孔内，引出电缆和排气管，插入灌浆管，用水泥砂浆封闭孔口。
⑷安装检查合格后进行灌浆。
锚杆应力计埋设注浆的水泥砂浆配合比、重量比，在以下规定的范围内通过试验选定：
水泥：
砂＝1：
1～1：
2；
水泥：
水＝1：
0.38～1：
0.45；
水尼砂浆28天抗压强度不低于25MPa。
14.5.8锚索测力计
安装前检查锚索测力计的工作状态，检查各配件及辅助材料的工作性能、锚索的张拉段长度及外观，看有无锈蚀、碰伤、散股等问题，并做好记录。
14.5.8.1将测力计轻轻装入锚索。
同时注意不让测力计在锚索上重度磨擦，将锚索从测力计的测力筒中心孔穿过，测力计置于钢垫座和工作锚之间。
14.5.8.2锚索测力计有一外保护筒，用以保护仪器，保护筒与测力筒上、下面之间应留有3mm左右的距离，上、下承载锚固板应可靠的压在测力筒上。
锚固垫板与测力计筒之间不应有间隙。
14.5.8.3安装时锚索测力计应放置平稳，如发现偏心过大，应及时调整。
14.5.8.4安装完毕后应及时测量仪器初值，并做好记录，外锚头用铁皮罩保护，防止破坏。
锚索测力计安装见图14-7。
图14-7 锚索测力计安装示意图
14.5.9多点位移计的安装埋设
14.5.9.1造孔
在设计位置处，通过测量放点确定造孔具体位置，造孔施工放样位置与设计孔位坐标偏差不大于40mm。
钻孔采用地质钻、潜孔钻或同类型号的满足要求的钻机。
在钻孔前和钻孔过程中，对钻孔位置、方向和孔深进行校核，使钻孔轴线保持垂直，钻孔孔斜不大于3′，并保持孔洞通畅。
钻孔孔径根据多点位移计型号而定。
14.5.9.2安装埋设
钻孔结束冲孔后，先下多点位移计锚头，用特殊水泥浆固定，待锚头固定后，再安装孔口装置，并调试初始测值，确保无误后结束。
仪器安装埋设后48小时内，禁止周围施工机械及爆破施工等剧烈振动。
多点位移计的安装埋设如图14-8所示。
图14-8多点位移计安装埋设示意图
14.5.10校核基点
校核基点安装步骤如下：
根据规范要求和设计文件要求在标点埋设位置放样、确定标点的埋设位置→在标点埋设位置预留坑槽→现场浇注标点桩（第一部分）→安装对中基座和水准标点→检查标点位置→浇筑标点桩的第二部分混凝土→待强度合格后测量标点的初始坐标（应测量二次）→完成→投入观测使用。
校核基点埋设见图14-9。
仪器埋设完成后，应立即观测初始值，填写相关档案。
工作基点、表面位移测点与校核基点埋设相同。
图14-9 校核基点埋设安装示意图
14.6电缆的埋设
14.6.1观测电缆明线敷设
14.6.1.1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，一般均采用将电缆缠裹成束敷设。
缠裹电缆的材料以防水、绝缘的塑料带为宜。
14.6.1.2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。
14.6.2观测电缆暗线敷设
14.6.2.1埋线敷设
在混凝土填筑过程中埋设的仪器，观测电缆均要直接埋入填筑体内。
敷设时，电缆有裸体的，也有缠裹的。
走线时，在设计线路上，在已经振捣好的混凝土上刻槽埋线。
混凝土内埋深不小于10㎝。
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%。
14.6.2.2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4～8㎝，管壁光滑平顺，管内无积水。
转弯角度大于100°时，应设接线坑断开，坑的尺寸不小于50㎝×50㎝×50㎝。
14.6.2.3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。
具体要求与埋管穿线相同。
14.6.2.4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。
也可利用对观测电缆使用无影响的已有电缆沟走线。
14.6.3电缆连接和保护
14.6.3.1橡胶电缆的连接
橡胶电缆的连接可采用硫化接头方式，具体要求如下：
⑴根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。
⑵按照规范的要求剥制电缆头，去除芯线铜丝氧化物。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
⑺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。
⑻电缆测量端芯线应进行搪锡，并用石蜡封。
也可采用热缩材料代替硫化，具体要求如下：
⑴接线时，芯线宜采用Ф5mm～Ф7mm的热缩套管，加温热缩，用火从中部向两端均匀地加热，排尽管内空气，使缩管均匀地收缩，并紧密地与芯线结合。
⑵缠好高压绝缘胶带后，将预先套在电缆上的Ф18mm～Ф20mm热缩套管移至缠胶带处加温热缩。
⑶热缩前应在热缩管与电缆外皮搭接段涂上热熔胶。
⑷接头热缩前后应测量、记录芯线电阻、仪器电阻比和电阻。
14.6.3.2塑料电缆的连接
塑料电缆的连接根据监理人的要求采用热缩接头或常温密封接头方式。
常温密封接头具体要求如下：
⑴根据设计和现场情况准备仪器的加长电缆。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹将电缆竖起（可以用简单的方法固定），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。
⑺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。
⑻不小于10m长的电缆，在2.0Mpa压力水中的绝缘电阻应大于500MΩ。
⑼24h后用万用表通电检测，若接线良好，即可埋设电缆。
14.6.3.3电缆的保护
⑴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。
⑵应严格防止各种油类沾污腐蚀电缆，经常保持电缆的干燥和清洁。
⑶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。
⑷电缆牵引时尽可能埋入混凝土中，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）。
⑸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。
⑹电缆跨施工缝或结构缝时，应采用穿管过缝的保护措施，防止由于缝面张开而拉断电缆。
电缆连接见图14-10。
图14-10电缆连接示意图
14.7施工期观测及资料分析
14.7.1仪器设备安装埋设期间的观测及资料文件
⑴仪器检验规程
在每种观测仪器第一次开始埋设施工56天前，投标人根据生产厂家提供的仪器说明书、操作规程等文件，编制适合本工程实际情况的各种仪器的检验规程，该规程报工程师批准后方可实施。
⑵仪器安装操作规程
在每种观测仪器第一次开始埋设施工56天前，投标人根据生产厂家提供的仪器说明书、操作规程等文件，编制适合本工程实际情况的各种仪器的操作规程，该规程报工程师批准后方可实施。
⑶仪器埋设考证档案
在每种观测仪器第一次开始埋设施工56天前，投标人根据生产厂家提供的仪器说明书、操作规程等文件，编制适合本工程实际情况的各种仪器的埋设考证档案表，该埋设考证档案表报工程师批准后方可使用，仪器埋设时要准确、完整。
⑷观测记录表的准备
在每种观测仪器第一次开始埋设施工56天前，根据规程、规范制定各种仪器的观测记录格式报工程师审批，批准的观测记录表方可使用。
⑸仪器安装埋设档案的保管
仪器埋设档案要求保存在安全可靠的地方，仪器埋设档案的正本及副本要分开保存，对电子文文件，要定期备份。
14.7.2仪器埋设后施工期观测
仪器观测频率（次）
⑴应力应变计：
仪器埋设后48小时内，每2小时观测1次，48小时后至30天内每1-3天观测1次，以后每5-10天观测1次。
⑵渗压计：
仪器埋设后的30天内每2-3天观测1次，以后每5-10天观测1次。
⑶测缝计：
仪器埋设后的30天内每2-3天观测1次，以后每5-10天观测1次。
测资料月报
观测月报是对本月原型观测成果的总结。
施工期根据已经埋设的观测仪器观测资料编写观测月报，月报中应反映监测仪器的工作状态、工程观测部位的工程性状，对出现的现象进行分析，提出分析结论。
该报告正常情况下每个月1次，如有特殊情况随时编写报告。
观测资料年报
观测年报是对过去一年的原型观测成果进行总结分析，及时将观测成果应用于今后的施工，以提高工程质量。
对出现的与常规结论有差异的资料要进行专题分析，直到解决问题。
14.8观测成果的整理及分析
14.8.1施工期观测成果的分析
在施工期，为了发挥监测成果的效用，及时将监测成果应用到工程中，在观测月报、观测年报的基础上，对成果进行系统分析，供业主决策时参考。
14.8.2竣工后观测成果的分析
工程施工结束后，要对观测成果进行全面整理、归类，对监测系统的工作状态进行总结、分析，对工程运行状态进行评价。
14.9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：
⑴仪器设备编号和仪器设备说明书；
⑵仪器的率定和检验记录；
⑶仪器安装埋设施工记录；
⑷仪器设备安装埋设完工图；
⑸隐蔽部位的验收记录；
⑹施工期的观测原始资料以及观测成果分析报告。
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