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中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:
岗南水库是滹沱河中下游重要的大(1)型水利枢纽工程,控制流域面积15900平方公里,总库容17.04亿立方米。枢纽建筑物主要由主坝、副坝、正常溢洪道、新增溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站及坝后调节池等组成。主坝为粘土斜墙坝,坝顶长度1701m,最大坝高64.5m。副坝为均质土坝,共有17座,全长5467m,最大坝高29.5m。岗南水库大坝安全监测项目包括大坝表面变形观测、坝体浸润线观测、坝基渗流压力观测、绕坝渗流观测、渗流量观测等。岗南水库除险加固工程对水库安全监测设施进行了重新布置和埋设,以确保水库工程设施的安全运行。下面就大坝安全监测设施施工技术及注意事项进行详细介绍。
1 施工准备
1.1在观测仪器施工埋设前成立专门的观测班组,班组中配备熟悉观测技术、富有观测经验的人员负责观测仪器的采购和率定、仪器附件的加工、电缆的联接、仪器埋设、施工期观测及观测资料的整理分析等工作。
1.2 根据设计要求及工程施工进度安排,提前备齐所需观测仪器、试验设备以及加工好仪器埋设所需的零部件。
1.3 仪器运抵现场后,技术人员按照有关规范或仪器生产厂家提供的方法,对仪器的性能进行全面率定。率定合格后,将仪器放在干燥的仓库中妥善保存,以避免仪器和电缆受到日晒、雨淋和洪水浸泡。
2 仪器安装、埋设前的准备
2.1 仪器率定
仪器安装埋设前,技术人员对每支仪器进行检验、测试和率定,如在第一次率定后储存时间超过3个月需重新进行率定。
2.2 电缆的联接
2.2.1基本要求
(1)仪器采用具有耐酸、耐碱和防水的专用电缆进行联接,安装在钻孔中的仪器使用厚乙烯树脂护套的电缆。
(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)电缆芯线在100m内无接头,电缆内通入0.1~0.15Mpa气压时,不得有漏气现象发生。
2.2.2 电缆的联接
(1)根据设计图纸和现场情况,准备好埋设仪器的加长电缆,按要求进行联接,并对电缆接头进行处理。
(2)仪器电缆联接好后,在仪器端部、电缆中部和测量端部安放仪器编号牌,其编号与设计图纸中测点编号一致。
2.3 进行仪器埋设的测量放样,并作明显标记,及时整理测量定位资料,并填写到考证表内永久保存。
2.4在仪器的埋设位置、钻孔深度和孔斜等验收合格后开始进行监测仪器的埋设。
3 仪器、设施的安装和埋设
3.1 渗压计埋设
3.1.1 钻孔
(1)渗压计埋设采用钻孔法, 钻孔直径为φ130mm,开孔孔位偏差一般不大于10cm,孔深误差不大于20cm,钻孔倾斜度不大于1°。
(2)坝体和坝基土造孔采用干钻,套管跟进;坝体和坝基砂砾石层、基岩造孔采用清水钻进,造孔过程中为了防止塌孔局部采用套管护壁。
(3)造孔过程中连续取样对坝体不同填料、覆盖层、基岩进行地质描述,同时记录初见水位、终孔水位。造孔完成后测量孔位、孔底高程、孔口高程和孔斜等,并完成钻孔柱状图。
3.1.2 渗压计埋设
(1)钻孔完成后,先向孔内注入经筛分、洗净、风干的反滤料50cm。
(2)渗压计现场安装前,将其外壳及透水石在清水中浸泡24h以上,使其充分饱和,然后将渗压计从水中提出,从钻孔中心位置慢慢放入孔内。
(3)仪器下放到设计高程时测读仪器读数,进行复核计算,确定其是否正常。
(4)仪器就位并测值正常后,向孔内注入经筛分、洗净、风干的反滤料至设计进水段高程,其中土层段回填粒径0.1~0.5mm的中细砂,砂砾石层段回填粒径0.25~2.0的中粗砂,然后再向孔内逐粒投放直径为5~10mm不同粒径的风干膨润土球,封孔至设计高程。
(5)回填料时分段捣实,套管随逐层回填而逐段拔出。封孔至孔口以下2m范围内时,回填粘土并按坝体填筑要求夯实。
(6)渗压计安装和埋设过程中,随时记录,填写考证表。
(7)渗压计电缆沿钻孔向上引至孔口后,穿入φ50mm电缆保护管,沿电缆沟引至相应断面的测控单元室内。
3.2 测压管的安装和埋设
3.2.1 钻孔
(1)坝体、坝基及绕坝渗流测压管均采用钻孔法埋设,其中坝体、坝基测压管在坝体填筑完成后在坝坡上进行。
(2)其余同渗压计埋设钻孔。
3.2.2 测压管加工
(1)测压管采用φ50mm镀锌钢管,测压管的导管段要求管段顺直,内壁光滑无阻,每段管子两端均应有外丝扣,用外箍接头相连。
(2)测压管透水花管面积开孔率大于10%。开孔采用φ8mm的钻头沿测压管环向均匀钻出6个小孔,各透水孔须排列均匀,相邻两排孔交错排列,钻孔周围的毛刺用绞刀清除、打光,直至用手触摸不感到刺手为止。
3.2.3 测压管的安装、埋设
(1)测压管安装、埋设前进行细致的检查,并试安装,以便及时发现问题进行补正。测压管各部件均加以编号,分别放置。
(2)下管前先在孔底填入经筛分、洗净和风干的反滤料,下管过程中必须要连接严密,吊系牢固,保持管身顺直。测压管就位后,立即测量管底高程和管内水位。
(3)在管外回填经筛分、洗净和风干的反滤料至设计进水段高度,土层段回填粒径0.1~0.5mm中细砂,砂砾石层段回填粒径0.25~2.0mm中粗砂,岩石段回填粒径5~20mm砾石,反滤料缓慢入孔,逐层夯实。然后再向孔内逐粒投放直径为5~10mm不同粒径风干的膨润土球,封孔至设计高程。
(4)测压管安装、封孔完毕后进行灵敏度检验。检验方法采用注水试验,并在库水位稳定期进行。
试验前先测定管中水位,然后向管内注清水,若进水段周围为壤土料,注水量相当于每米测压管容积的3~5倍,若为砂砾料则为5~10倍,测得注水面高程后,再经过5、10、15、20、30、60min后各测量管内水位一次,以后时间可适当延长,测至降到原水位时为止,记录测量结果并绘制水位下降过程线做为原始资料。对于粘壤土料,注水水位在5昼夜内降至原水位为灵敏度合格;对于砂壤土料,1昼夜降至原水位为灵敏度合格;对于砂砾土,1~2h降至原水位或注水后水位升高不到3~5m为合格。
(5)测压管施工过程中,随时记录填写测压管考证表,并存档妥善保管。
3.3 外部变形观测设施的安装和埋设
外部变形观测设施包括水平位移和垂直位移观测标点。水平和垂直位移测点墩按设计图纸在设计位置开挖造埋,测点墩就位后按坝体结构分层回填密实。
3.3.1 垂直位移标点的埋设
测点墩混凝土浇筑到垂直位移标点的设计高程时,将标点埋入混凝土内,标点头高出混凝土表面5~10mm。
3.3.2 水平位移测点的安装和埋设
(1)测点墩埋设时保持立柱铅直,墩顶强制对中底座水平,其倾斜度不得大于4′。
(2)采用视准线法进行水平位移观测的各测点,强制对中底座中心埋设在两端点底座中心的连线上,其偏差不得大于10mm。
(3)测点墩顶强制对中底座的安装按照设备生产厂家的使用说明书操作。
4 仪器埋设后的工作
4.1 观测仪器埋设后立即检测仪器的工作状态是否正常,如發现不正常应分析原因,并提出补救措施。
4.2 仪器埋设完成后立即将仪器的实际位置、电缆牵引位置画到竣工图上,并作好埋设仪器的施工记录。
5 监测设施施工注意事项
5.1施工中仪器备有适当的备品、备件,以防止安装损坏影响后序工作。
5.2所有仪器设备埋设前后均校验,特别是测点的校验,检查无误后方可进行混凝土浇筑。
5.3整个施工期安排观测经验丰富的专业人员负责按要求观测,记录全部数据,并及时将观测数据换算成相应的物理量,注意施工期观测资料的整理工作。
岗南水库是滹沱河中下游重要的大(1)型水利枢纽工程,控制流域面积15900平方公里,总库容17.04亿立方米。枢纽建筑物主要由主坝、副坝、正常溢洪道、新增溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站及坝后调节池等组成。主坝为粘土斜墙坝,坝顶长度1701m,最大坝高64.5m。副坝为均质土坝,共有17座,全长5467m,最大坝高29.5m。岗南水库大坝安全监测项目包括大坝表面变形观测、坝体浸润线观测、坝基渗流压力观测、绕坝渗流观测、渗流量观测等。岗南水库除险加固工程对水库安全监测设施进行了重新布置和埋设,以确保水库工程设施的安全运行。下面就大坝安全监测设施施工技术及注意事项进行详细介绍。
1 施工准备
1.1在观测仪器施工埋设前成立专门的观测班组,班组中配备熟悉观测技术、富有观测经验的人员负责观测仪器的采购和率定、仪器附件的加工、电缆的联接、仪器埋设、施工期观测及观测资料的整理分析等工作。
1.2 根据设计要求及工程施工进度安排,提前备齐所需观测仪器、试验设备以及加工好仪器埋设所需的零部件。
1.3 仪器运抵现场后,技术人员按照有关规范或仪器生产厂家提供的方法,对仪器的性能进行全面率定。率定合格后,将仪器放在干燥的仓库中妥善保存,以避免仪器和电缆受到日晒、雨淋和洪水浸泡。
2 仪器安装、埋设前的准备
2.1 仪器率定
仪器安装埋设前,技术人员对每支仪器进行检验、测试和率定,如在第一次率定后储存时间超过3个月需重新进行率定。
2.2 电缆的联接
2.2.1基本要求
(1)仪器采用具有耐酸、耐碱和防水的专用电缆进行联接,安装在钻孔中的仪器使用厚乙烯树脂护套的电缆。
(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)电缆芯线在100m内无接头,电缆内通入0.1~0.15Mpa气压时,不得有漏气现象发生。
2.2.2 电缆的联接
(1)根据设计图纸和现场情况,准备好埋设仪器的加长电缆,按要求进行联接,并对电缆接头进行处理。
(2)仪器电缆联接好后,在仪器端部、电缆中部和测量端部安放仪器编号牌,其编号与设计图纸中测点编号一致。
2.3 进行仪器埋设的测量放样,并作明显标记,及时整理测量定位资料,并填写到考证表内永久保存。
2.4在仪器的埋设位置、钻孔深度和孔斜等验收合格后开始进行监测仪器的埋设。
3 仪器、设施的安装和埋设
3.1 渗压计埋设
3.1.1 钻孔
(1)渗压计埋设采用钻孔法, 钻孔直径为φ130mm,开孔孔位偏差一般不大于10cm,孔深误差不大于20cm,钻孔倾斜度不大于1°。
(2)坝体和坝基土造孔采用干钻,套管跟进;坝体和坝基砂砾石层、基岩造孔采用清水钻进,造孔过程中为了防止塌孔局部采用套管护壁。
(3)造孔过程中连续取样对坝体不同填料、覆盖层、基岩进行地质描述,同时记录初见水位、终孔水位。造孔完成后测量孔位、孔底高程、孔口高程和孔斜等,并完成钻孔柱状图。
3.1.2 渗压计埋设
(1)钻孔完成后,先向孔内注入经筛分、洗净、风干的反滤料50cm。
(2)渗压计现场安装前,将其外壳及透水石在清水中浸泡24h以上,使其充分饱和,然后将渗压计从水中提出,从钻孔中心位置慢慢放入孔内。
(3)仪器下放到设计高程时测读仪器读数,进行复核计算,确定其是否正常。
(4)仪器就位并测值正常后,向孔内注入经筛分、洗净、风干的反滤料至设计进水段高程,其中土层段回填粒径0.1~0.5mm的中细砂,砂砾石层段回填粒径0.25~2.0的中粗砂,然后再向孔内逐粒投放直径为5~10mm不同粒径的风干膨润土球,封孔至设计高程。
(5)回填料时分段捣实,套管随逐层回填而逐段拔出。封孔至孔口以下2m范围内时,回填粘土并按坝体填筑要求夯实。
(6)渗压计安装和埋设过程中,随时记录,填写考证表。
(7)渗压计电缆沿钻孔向上引至孔口后,穿入φ50mm电缆保护管,沿电缆沟引至相应断面的测控单元室内。
3.2 测压管的安装和埋设
3.2.1 钻孔
(1)坝体、坝基及绕坝渗流测压管均采用钻孔法埋设,其中坝体、坝基测压管在坝体填筑完成后在坝坡上进行。
(2)其余同渗压计埋设钻孔。
3.2.2 测压管加工
(1)测压管采用φ50mm镀锌钢管,测压管的导管段要求管段顺直,内壁光滑无阻,每段管子两端均应有外丝扣,用外箍接头相连。
(2)测压管透水花管面积开孔率大于10%。开孔采用φ8mm的钻头沿测压管环向均匀钻出6个小孔,各透水孔须排列均匀,相邻两排孔交错排列,钻孔周围的毛刺用绞刀清除、打光,直至用手触摸不感到刺手为止。
3.2.3 测压管的安装、埋设
(1)测压管安装、埋设前进行细致的检查,并试安装,以便及时发现问题进行补正。测压管各部件均加以编号,分别放置。
(2)下管前先在孔底填入经筛分、洗净和风干的反滤料,下管过程中必须要连接严密,吊系牢固,保持管身顺直。测压管就位后,立即测量管底高程和管内水位。
(3)在管外回填经筛分、洗净和风干的反滤料至设计进水段高度,土层段回填粒径0.1~0.5mm中细砂,砂砾石层段回填粒径0.25~2.0mm中粗砂,岩石段回填粒径5~20mm砾石,反滤料缓慢入孔,逐层夯实。然后再向孔内逐粒投放直径为5~10mm不同粒径风干的膨润土球,封孔至设计高程。
(4)测压管安装、封孔完毕后进行灵敏度检验。检验方法采用注水试验,并在库水位稳定期进行。
试验前先测定管中水位,然后向管内注清水,若进水段周围为壤土料,注水量相当于每米测压管容积的3~5倍,若为砂砾料则为5~10倍,测得注水面高程后,再经过5、10、15、20、30、60min后各测量管内水位一次,以后时间可适当延长,测至降到原水位时为止,记录测量结果并绘制水位下降过程线做为原始资料。对于粘壤土料,注水水位在5昼夜内降至原水位为灵敏度合格;对于砂壤土料,1昼夜降至原水位为灵敏度合格;对于砂砾土,1~2h降至原水位或注水后水位升高不到3~5m为合格。
(5)测压管施工过程中,随时记录填写测压管考证表,并存档妥善保管。
3.3 外部变形观测设施的安装和埋设
外部变形观测设施包括水平位移和垂直位移观测标点。水平和垂直位移测点墩按设计图纸在设计位置开挖造埋,测点墩就位后按坝体结构分层回填密实。
3.3.1 垂直位移标点的埋设
测点墩混凝土浇筑到垂直位移标点的设计高程时,将标点埋入混凝土内,标点头高出混凝土表面5~10mm。
3.3.2 水平位移测点的安装和埋设
(1)测点墩埋设时保持立柱铅直,墩顶强制对中底座水平,其倾斜度不得大于4′。
(2)采用视准线法进行水平位移观测的各测点,强制对中底座中心埋设在两端点底座中心的连线上,其偏差不得大于10mm。
(3)测点墩顶强制对中底座的安装按照设备生产厂家的使用说明书操作。
4 仪器埋设后的工作
4.1 观测仪器埋设后立即检测仪器的工作状态是否正常,如發现不正常应分析原因,并提出补救措施。
4.2 仪器埋设完成后立即将仪器的实际位置、电缆牵引位置画到竣工图上,并作好埋设仪器的施工记录。
5 监测设施施工注意事项
5.1施工中仪器备有适当的备品、备件,以防止安装损坏影响后序工作。
5.2所有仪器设备埋设前后均校验,特别是测点的校验,检查无误后方可进行混凝土浇筑。
5.3整个施工期安排观测经验丰富的专业人员负责按要求观测,记录全部数据,并及时将观测数据换算成相应的物理量,注意施工期观测资料的整理工作。