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IP-II系列倒垂(錘)裝置
    發布時間: 2018-10-10 20:17    

IP-II系列倒垂(錘)裝置是是測定大型工程基礎表面位移的手段之一,常與引張線和正垂裝置配合使用,具有較高的觀測精度,故在水工建筑物水平位移觀測中被廣泛應用。

IP-II系列倒垂(錘)裝置是是測定大型工程基礎表面位移的手段之一,常與引張線和正垂裝置配合使用,具有較高的觀測精度,故在水工建筑物水平位移觀測中被廣泛應用。

本使用說明僅適用于本公司生產的IP系列倒垂(錘)裝置,其中包括有IP-II45、IP-II50、IP-II60等型號。
1 用途
IP系列倒垂(錘)裝置是是測定大型工程基礎表面位移的手段之一,常與引張線和正垂裝置配合使用,具有較高的觀測精度,故在水工建筑物水平位移觀測中被廣泛應用。
2 規格及主要技術參數

型號

浮力(㎏)

蓄液桶

浮力桶

適用垂線長度

IP-250

25

Ф480×520

Ф380×520

<25

IP-300

30

Ф500×540

Ф400×540

25-50m

IP-350

35

Ф520×570

Ф420×570

50-75m

IP-400

40

Ф590×540

Ф490×540

75-100m

IP-500

50

Ф600×550

Ф502×550

75-100m;〉100m

IP-600

60

Ф630×560

Ф530×560

75-100m;〉100m

注:錨塊及連桿夾頭中心孔徑為Ф1mm、Ф1.2mm、Ф1.6mm。
3 結構及工作原理
3.1 結構
倒垂(錘)裝置由浮桶、承力桿、浮子、錨塊、夾頭等零部件組成。

1-垂線;2-測點(安置垂線觀測儀或底座);3-錨塊;4-垂線保護管;5-浮桶
3.2工作原理
在垂線觀測中,正垂線所測得的是相對位移,倒垂線所測得的是絕對位移,因此,工程中一般正垂線和倒垂線聯合使用,將倒垂線的頂部觀測點與正垂線的底部觀測點置于同一高程(可稱為正倒垂線“關聯測點”),通過倒垂線來獲得正垂線最低點的絕對位移,然后將正垂線上的各觀測點的相對位移轉化為絕對位移。
3.2.1倒垂線是將鉛垂線底端固定在基巖深處,依靠另一端施加的浮力將垂線引至壩頂或某一高程處保持不動,故只能采用多點觀測站法,所得觀測值即為各測點對基巖深處的相對位移,等于或接近絕對位移。
3.2.2倒垂觀測系統包括豎井、蓄液桶、浮體組、承重桿、不銹鋼絲和錨塊等組成。通常采用1.5~2mm專用不銹鋼絲,將鋼絲下端錨塊固在基巖深部,上部固定在承力桿的夾頭上,與浮體相連,利用蓄液桶中液體浮力,將鋼絲拉緊,根據浮托原理,鋼絲將自動回歸鉛位置,沿鉛垂線不同高程面設置觀測點借助垂線儀以此來測定基礎表面或某一高程面相對于基巖深部的絕對位移。

4 埋設與安裝
4.1 倒垂線鉆孔深度宜參照計算結果(設計要求深度)達到變形可忽略不計處,無計算結果時,對混凝土壩可取壩高的1/4~1/2,對土石壩宜深入穩定基巖或堅硬土層,但最小均不宜小于10m。
注:倒垂孔鉆孔的垂直度要求高,一般為1‰左右,其值主要取決于鉆孔直徑和要求的有效孔徑(15~30cm)。
4.2 倒垂孔內巖土完好且無腐蝕性地下水時,可不設保護管,僅在孔口部位設置保護裝置即可。當需要保護管時,其保護管內徑不宜小于10cm,倒垂線防風管內徑也不宜小于10cm(參照正垂防風管設置要求)。保護管和防風管的有效孔徑不得小于5~10cm。
4.3 倒垂線的安裝

    4.3.1 浮體組采用恒定浮力式。
    4.3.2 埋設錨塊時,在測線下端固定好錨塊,鋼絲位于保護管中心。
    4.3.3 浮體組件安裝時,使浮子水平、連桿垂直,浮子位于浮桶中心,處于自由狀態。使整個浮子沒入液體中,但不可觸及浮桶底部;若采用其它類型浮子,則調整到設計浮力。
    4.3.4 在距離倒垂孔25cm~30cm的合適位置建倒垂線觀測墩,墩面與倒垂線保護管管口齊平。在墩面上用二期混凝土埋設垂線坐標儀的基座底板。
4.4 倒垂施工安裝措施
4.4.1 倒垂施工主要工序
倒垂保護管有效孔徑測量→灌漿、安裝錨塊→浮體組安裝→坐標儀安裝→垂線觀測
4.4.2倒垂保護管有效孔徑測量
4.4.2.1倒垂保護管測斜采用已上報過的倒垂保護管測斜方法進行量測。
4.4.2.2由全站儀在保護管口定出X方向與Y方向并在管口做出標記,以順水流為Y軸的正方向、右岸為X軸的正方向。
4.4.2.3量測過程中定專人量測偏差數據,分兩次讀測直尺讀數取平均值,確保數據真實可靠。測繩要把長度標清,記錄好所測孔深處的X方向、Y方向的偏差值。
4.4.2.4待測線靜止后再量測數據,同時注意避免浮體與桶璧發生碰撞。
4.4.3量測過程中盡量減少附近一些施工振動以免對量測有影響。
4.4.4附量測示意圖(記錄圖參考相關規范)。
4.4.5根據所測數據確定出有效孔徑及圓心位置,有效孔徑必須大于10cm。
4.5 安裝錨塊、灌漿 
4.5.1 清理管口周圍的雜物以防掉入孔中,然后用潛水泵把管內的水抽干凈。
4.5.2 安裝好錨塊組件、鋼絲、灌漿塑料管(1寸管)備用。將灌漿塑料管先在地上拉直一段時間,并根據孔深在灌漿塑料管上標出刻度,保證灌漿管能準確放到垂線管底。
4.5.3 按圖紙要求根據錨塊的錨固長度,計算好所需的灰漿量。按水灰比0.7:1攪拌成純水泥漿,要求攪拌均勻,灰漿中不得有超過Φ3~5mm顆粒狀物體,要求水泥漿濃度適合,可以順暢通過灌漿塑料管流入垂線孔即可。水泥漿總量應大于根據護管大小以及設計的灌漿深度計算的總體積。
4.5.4 將灌漿塑料管(不得彎曲)一頭緩慢放入孔內,對照刻度與管深,將其放到管底后,提起約10cm。將塑料管上端留出足夠位置后割斷,插上漏斗,將攪拌均勻的水泥漿均勻持續的灌入管內。灌漿時須計量,在計算灌漿量的基礎上增加一定富余,以補充水泥漿凝固后的收縮量。
4.5.5 將錨塊和銦鋼絲緩緩放入孔底,在確定錨塊接觸到管底后,將錨塊提起約5cm左右,上好鋼絲夾件。
4.5.6 對照有效孔徑圖紙,在鋼管上找到Y、X方向四個缺口,用棉紗線兩頭掛重物(水泥塊)卡在四個缺口上,即可將鋼管管口按X 、Y方向平均分成四個象限,棉紗線交叉點就是鋼管管口所形成的圓的圓心,在圖紙上量出圓心到有效孔徑中心的X 、Y方向的坐標,就可找到有效孔徑中心的位置。反復調節使銦鋼絲緩慢移動到有效孔徑圓心位置。 
4.5.7 做好銦鋼絲的保護措施,派專人看護銦鋼絲支架以防造到移位破壞。
4.6 浮體組安裝
   4.6.1 待錨塊埋設5天左右,安裝浮體組。
4.6.2 安裝前拉動銦鋼絲,確定銦鋼絲已錨固好。
4.6.3 將浮桶等懸掛按設計位置、方向安裝好,仔細調節浮桶位置,使其中心對準有效孔徑中心。將銦鋼絲與夾件裝到浮桶上,拉緊后夾穩,灌入變壓器油,使浮子浮動起來,調節浮筒位置,使使浮子水平、連桿垂直,浮子位于浮桶中心,處于自由狀態。
4.7坐標儀的安裝
4.7.1先把垂線坐標儀底板調整水平,使儀器的縱、橫軸讀數各平行于壩軸線坐標線,坐標儀的讀數顯示屏面向上游方向。
4.7.2調整垂線坐標儀使觀測值處于儀器讀數范圍的中間值25~30mm附近。
4.7.3安裝完成后隨即進行觀測,測取初始值。
4.7.4做好垂線坐標儀的防護工作,以防廊道滲水、滴水造成垂線坐標儀出現故障,影響觀測。
4.8垂線觀測
4.8.1觀測前,檢查垂線是否處在自由狀態,若不在自由狀態經調整后,待鋼絲靜止后進行觀測。
4.8.2本工程使用光電式垂線坐標儀,每次觀測兩個測回,觀測前檢查垂線坐標儀是否處于正常狀態,然后進行觀測。,讀記觀測值,取兩次讀數的均值作該測回的觀測值,兩次讀數差不超過0.15mm。按同樣的要求進行第二測回的觀測。每測次觀測的兩個測回,兩測回觀測值之差不大于0.15mm。
注:垂線觀測儀孔徑和護管等要求請參考相關規范或設計要求。
4.9防風保護設備
豎井內因空氣對流使垂線擺動,所以必須有防風設備。各測點處與廊道相通,垂線也需保護設備防止損壞。因此,垂線外圍設有防風保護管,測點上設有防風保護箱,測站上設有防風保護觀測室。
4.9.1防風保護管的安裝
薄壁塑料具有不銹、輕便、耐久的優點,是最理想的防風保護管。5-6m長的管子可能產生2-3cm的彎曲,因此管的直徑不能小于15cm,以保護垂線有10cm活動凈空。由于廊道搬運不便,管長以5-6m為宜。安裝前先檢查管子,管彎曲不能大于3cm。管子的安裝順序也是按由上而下進行的。安裝第一節管時,先把上管口的中心對準垂線位置,接著把下管口中心也對準垂線位置,接著固定上下管口。最后在管外用垂線進行檢查,如中間有彎曲時,用強制的方法將管調整到正確位置。第二節管子的上口,就直接與第一節管子的下管口接起來,下管口也按接第一節管下口的方法進行,管的中間亦需檢查與校正。以下依此類推。
4.9.2測點上防風保護箱的安裝
防風保護箱的形式和尺寸根據現場條件由設計制定,以角鋼作支撐架,以2-3mm厚的的冷軋板作墻板,作好后,應作噴塑處理,以防銹蝕。
4.9.3防風保護觀測室的安裝
防風保護觀測室的大小應能滿足觀測操作方便的要求,其長、寬、高至少應達到2×2×2.3m為宜。
4.10其他設備要求
4.10垂線
垂線坐標儀觀測的垂線用直徑1.2~1.5mm的高強不銹鋼絲或銦瓦絲。
4.11油桶及油
油桶的直徑和高已定制;作為重錘止動的油最好是濃度小且不凍的錠子油或變壓油。
4.12垂線設備的保養
廊道內濕度很大, 垂線設備極易銹蝕, 所以在冬季豎井內干燥時,對設備進行除銹、擦油和刷漆,以延長設備的壽命。









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