完整word版振弦式渗压计作业指导书.docx
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完整word版振弦式渗压计作业指导书
振弦式渗压计作业指导书
1、适用范围及依据
1.1适用范围
振弦式渗压计适用于长期埋设在水工建筑物（地基或基岩）内部和其它混凝土建筑物及土体内部，长期观测建筑物或土体内部的渗透（孔隙）水压力，亦可用于观测水库水位的变化，并可同时测量埋设点的温度。
渗压计加安装配套附件可在测压管、管道、地基钻孔中使用。
1.2标准及依据
DL/T5178-2003《混凝土大坝安全监测技术规范》
SL60-1994《土石坝安全监测技术规范》
GB/T13606-92《岩土工程用钢弦式压力传感器国家标准》
2、测量原理及仪器结构
2.1测量原理：
当被测水压荷载作用在渗压计上，将引起弹性膜片的变形，其变形带动振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。
电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出水荷载的压力值，同时可同步测出埋设点的温度值。
2.2仪器结构：
振弦式渗压计由透水石、不锈钢感应膜片、密封壳体，信号传输电缆、振弦及激振电磁圈等组成。
2.3型号、规格及技术指标
规格型号
SXX-2
SXX-3.5
SXX-4
SXX-6
SXX-10
SXX-16
SXX-25
尺寸
最大外径Dmm
30
30
30
30
30
30
30
参数
长度Lmm
140
140
140
140
140
140
140
测量范围KPa
0～200
0～350
0～400
0～600
0～1000
0～1600
0～2500
最小读数kKPa/F
≤0.11
≤0.15
≤0.20
≤0.27
≤0.45
≤0.72
≤1.13
性能参数
温度测量范围℃
0～+40
0～+40
0～+40
0～+40
0～+40
0～+40
0～+40
温度测量精度℃
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5
温度修正系数bKPa/℃
≈0.8
≈0.8
≈0.6
≈0.6
≈0.6
≈0.6
≈0.6
绝缘电阻MΩ
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
3、安装埋设
3.1验收与保管
1.用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量（包括附件）及出厂检验合格证是否与装箱清单相符。
2.每支仪器都提供了率定数据，包括在常温和常温环境气压之下的零讀数。
3.开箱后每支仪器应先用100V兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻，其测值应满足绝缘电阻规定要求。
验收时每支仪器应用振弦式指示仪测量，检查仪器是否正常。
4.仪器应保管在干燥、通风的房间中。
3.2仪器安装
渗压计的使用场合很多，应根据不同的使用条件进行埋设安装。
常用的安装使用场合有以下几种：
▪在现浇混凝土内埋设；
▪在基岩面上埋设；
▪在土体中埋设；
▪在水平浅孔中埋设；
▪在深孔中埋设；
▪在测压管中安装。
渗压计在安装时应注意如下几点：
进水条件：
必须确保仪器的进水口畅通，防止水泥浆堵塞进水口，为此应将进水口用无纺土工布或钢丝布或多层细纱布装中砂、细砂做成人工的反滤层砂袋包裹；
仪器预饱和：
由于混凝土的渗透系数很小，而渗压计前盖空腔内有一定容积，需要一定的水量才能充填满。
为了解决这个问题，使仪器的滞后尽可能的小，在仪器埋设前（将透水石取下用水煮沸，然后再装上）必须将前盖空腔装满水，并排除气泡，滤层的砂也需充分饱和，埋设时将进水口朝上，以免空腔内的水流出。
密封止水：
埋设在接近坝体迎水面的仪器，在电缆引出的途中，必须设有止水板，以防止迎水面高压水顺电缆渗透。
安装前的准备：
（1）将透水石取下，用水煮沸；
（2）渗压计前盖朝上，空腔装满水，并排除气泡；
（3）根据应用场合和设计要求，安装不同进气值的透水石。
安装低进气值的渗压计，宜用无纺土工布装干净的饱和细纱包裹，做成反滤砂袋，直径约为10cm；
（4）安装埋设前应使渗压计及其反滤砂包保持为饱和状态。
3.2.1渗压计的安装埋设
（1）在现浇混凝土内埋设
在现浇混凝土内埋设渗压计，通常埋设在采用分层浇注施工时的混凝土块施工缝上，主要用于监测在库水作用下，沿混凝土施工缝的渗透水压力。
①在先浇注的混凝土块层面上的测点处预留一个直径20cm、深30cm的孔；
②在上层混凝土浇注前，将包裹反滤料的渗压计放入孔中，孔内填满饱和细沙，孔口加一盖板（如图）
③理顺电缆，引向测站，测量初值，开始混凝土浇注。
（图）在现浇混凝土内埋设渗压计
（2）在基础面上埋设
a混凝土结构物基础
①在基岩上钻一集水孔，孔径Ø5cm，深100cm，孔内填以干净的砾石；
②将包裹细沙反滤料的渗压计放在集水孔上，在砂包上覆盖砂浆，待砂浆凝固后即可浇注混凝土（如图）；
③理顺电缆，引向测站，测量初值，开始混凝土浇注。
注：
当混凝土结构物（如混凝土坝）的基础需进行固结灌浆和帷幕灌浆，因压力灌浆的浆液可能堵塞集水孔和仪器进水口，故在灌浆施工之前不宜采用此法安装渗压计。
b土石坝基础
①当土石料填筑高于基础50～100cm时，在测点处暂停填筑，挖去填土，露出50×40cm的基础；
②在底部填20cm厚的砂，放入包裹细沙反滤料的渗压计，再覆盖20～30cm
的砂，浇水使砂层饱和；
③仪器电缆沿挖好的电缆沟引向观测站。
电缆沟宽50cm、深50cm，电缆线之间应平行排列，呈S形向前引伸（如图）
④用原填筑料分层回填，并用木槌分层击实。
回填压实密度和含水量应与坝体设计一致；
⑤仪器和电缆的回填土在120cm以内时，用人工或轻型机械进行压实；填土厚的120～200cm时，可用静碾压实；填土超过200cm以上时，可进行正常碾压施工；
⑥纪录埋设前后的仪器測值。
（图）土石坝基础埋设渗压计
（3）在土体中埋设
填筑体（如土石坝）在施工期埋设渗压计，可采用坑埋方法；在施工完毕后的运行期埋设渗压计，则可采用钻孔方法。
a一般土料
①当土石料填筑高于设计埋设高程40cm时，在测点处暂停填筑，挖出一个底部尺寸（长×宽）为30×30cm，深为50cm的坑；
②在底部填10cm的干净中粗砂，放入包裹细沙反滤料的渗压计，再覆盖20cm的中粗砂，浇水使砂层饱和；
③用原填筑料分层回填，并用木槌分层击实。
回填压实密度和含水量应与坝体设计一致。
对粗颗粒料中的埋设，应采用反滤的形式整平埋设基床和回填土料，由靠近仪器为细料向粗料过渡；
④仪器电缆沿挖好的电缆沟引向观测站。
电缆沟宽40cm、深40cm，电缆线之间应平行排列，呈S形向前引伸。
可根据设计要求，采用套管、槽板等对电缆进行专门的保护；
⑤仪器和电缆的回填土在120cm以内时，用人工或轻型机械进行压实；填土厚的120～200cm时，可用静碾压实；填土超过200cm以上时，可进行正常碾压施工；
⑥纪录埋设前后的仪器測值。
说明：
也可采用专用钻孔工具钻孔埋设，在填筑高程高于埋设部位100cm时进行。
（图）一般土料中安装渗压计
b粘性土料
在粘性土料（土石坝的粘土心墙）中埋设渗压计，当透水石为高进气值时，也可以采用不设反滤料的直接埋设方法。
①当土料填筑高于设计埋设高程50cm时，在测点处暂停填筑，挖出一个底部尺寸（长×宽）为30×30，深为40cm的坑；
②在底部用与渗压计直径相同的前端呈锥形的铁棒打入土层中，深度与仪器长度一样，拔出铁棒后，将透水石已饱水的仪器读取初值后迅速插入孔内，并用手加压。
仪器压入孔内后，用原填筑料分层回填，并用木槌分层击实。
回填压实密度
和含水量应与坝体设计一致。
③同层仪器电缆沿挖好的电缆沟汇集在一起，并在心墙体内沿竖向引至顶部观测站。
电缆沟宽40cm、深40cm，电缆线之间应平行排列，呈S形向前引伸。
可根据设计要求，采用套管等对电缆进行专门的保护；
④仪器和电缆的回填土在120cm以内时，用人工或轻型机械进行压实；填土厚的120～200cm时，可用静碾压实；填土超过200cm以上时，可进行正常碾压施工；
⑤纪录埋设前后的仪器測值。
（图）在粘性土料（土石坝的粘土心墙）中埋设渗压计
（4）在水平浅孔中埋设
在地下洞室围岩内或边坡岩体表面浅层埋设渗压计，需要采用水平浅孔埋设和集水。
浅孔的深度为50cm，直径15～20cm，如果孔内无透水裂隙，可根据需要的深度，在孔底套钻一个Ø3cm的小孔，经滲水试验合格后，小孔内填入砾石，在大孔内填含水细砂，将饱水的渗压计埋设在细砂中，孔口封以盖板，并用水泥砂浆封固，砂浆凝固后即可浇注混凝土或填筑土石料。
（图）在水平浅孔中埋设渗压计
（5）在深孔中埋设
在坝基深部、边坡、运行期建筑物内进行渗透水压力监测，需要在钻孔内安装埋设渗压计。
钻孔的深度由设计确定，孔径一般不小于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。
埋设前测量好孔深，先向孔内倒入20～40cm厚的中粗砂至仪器埋设高程，然后将带反滤沙包的渗压计放入孔底。
如钻孔太深，为防因沙包及电缆自身过重受损，可用钢丝吊住沙包，并把电缆绑在钢丝上进行吊装。
经检验合格后，在其上填20～40cm中粗砂，并使之饱和，再填入10～20cm细砂，最后在余孔段灌入水泥膨润土浆或预缩水泥砂浆。
可在钻孔内埋设多个渗压计，实现渗透水压力的分层监测。
方法同上，但应做好相邻渗压计之间的封闭隔离。
当设计为监测建筑物或基础深层的渗透点压力时，应将渗压计封闭在不大于50cm的钻孔滲水段内。
当钻孔岩体的渗透系数很小时，渗压计应埋设在体积较小的集水孔段内。
（6）在测压管中安装
在介质渗透系数较大部位（如土石坝坝壳）的渗透水压力监测、混凝土坝的扬压力监测以及大坝两岸的绕坝渗流监测等，通常采用测压管式孔隙压力计。
当工程需要实施自动化监测时，可通过在测压管中安装渗压计来实现。
渗压计的典型安装方法是将仪器直接投入到测压管中的设计位置，如混凝土坝扬压力孔内安装渗压计。
当测压管很深时，应采用钢丝或细钢丝绳拴住渗压计，仪器电缆绑在钢丝绳上，缓缓放入测压管中，钢丝绳固定在管口上部。
测压管的工作状况有三种：
即有压、无压和时有时无压。
安装渗压计后，管口可按两种方式进行改造。
一种是无压管口，如土石坝的测压管、混凝土坝的绕坝渗流孔等，其管口结构应保证能方便地进行人工比测，并对设备具有良好的防护功能（如图）。
（图）在测压管中安装渗压计
在混凝土坝的扬压力孔测压管，经常表现为有压和时有时无压状态，测压管管口既要能密封以承受压力，而当测压管无压时又要能进行人工比测，因此需要制备专门的管口设备（如图）
（图）有压和时有时无压的测压管管口装置示意图
3.3电缆安装
仪器电缆布置时不得与交流电缆一同敷设，电缆走线应尽量避免受到移动设备、尖锐材料等的伤害。
埋入坝体混凝土中的仪器电缆应详细记录埋设部位，使灌浆钻孔时避开缆线。
3.3.1仪器电缆接长
振弦式渗压计采用专用水工四芯电缆将仪器电缆接长，接长电缆的黑、蓝两根芯线与仪器电缆的黑芯线焊接在一起，接长电缆的绿、白芯线与仪器电缆的白芯线焊接在一起，接长电缆的红芯线与仪器电缆的红芯线焊接在一起，电缆接头可采用热缩管密封电缆接头技术（见下一节）。
3.3.2电缆的接长
振弦式渗压计采用专用水工四芯电缆按照相同颜色芯线将电缆接长，电缆接头可采用热缩管密封电缆接头技术，其步骤如下∶
先将仪器电缆头每根芯线套上Ø5.
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