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水準圓點——大壩安全監測雙金屬標施工與觀測
來源:四川葛南儀器有限公司 | 作者:葛南儀器 張工 13990298835 | 發布時間: 2021-09-21 | 2704 次瀏覽 | 分享到:
雙金屬標水準圓點組成:鉆孔200mm,外護管168D7鋼管,內測管89D7鋼管。大壩安全監測雙金屬標施工與觀測:大壩變形觀測主要包括水平位移,垂直位移的量測。在大壩施工區域內,通常采用鉆孔安裝雙金屬標來為大壩垂直位移觀測提供工作基點。雙金屬標有單標和雙標兩種。

雙金屬標水準圓點組成:鉆孔200mm,外護管168D7鋼管,內測管89D7鋼管。


大壩安全監測雙金屬標施工與觀測:大壩變形觀測主要包括水平位移,垂直位移的量測。在大壩施工區域內,通常采用鉆孔安裝雙金屬標來為大壩垂直位移觀測提供工作基點。雙金屬標有單標和雙標兩種。

   1 雙金屬標原理

     雙金屬標是指從壩頂或者廊道底板鉆孔到大壩基礎垂直位移可忽略處,在孔內安裝鋼管保護管,并在其中安裝鋁管及鋼管,分別量測兩管口相對孔口的位移。

     一般認為鋁的線膨脹系數是鋼的2倍(即α=2α),在相同溫度變化的影響下,只要量測出長度基本相同的兩管軸線方向變形的差值,即可求的溫度改正量,從而扣除溫度變化對垂直位移的影響。

     在實際操作過程中,先量測出鋼管與孔口之間相對于初測值的變形量,其值包括孔口發生的沉降量及鋼管發生溫度變形之和:

                   h=ε+ε             1

     同樣,鋁管與孔口相對初測值的變形量:

h=ε+ε                    2

 當α=2α時,有ε=2ε,代入(1)、(2)式中得ε= h- h,因此每次實測沉降量:

          h-ε= h- h- h= 2h- h

   2 雙金屬標施工

     雙金屬標設置在壩基地質情況較好處,鉆孔深度以鉆到壩基相對不動為原則,孔徑、孔深一般由工程設計方提出。

     雙金屬保護管一般采用直徑168mm,壁厚68mm的無縫鋼管,每節23m,內壁光滑,用公母螺紋對接,以方便鋼、鋁管安裝。

     雙金屬標的鋼、鋁管需要選用同爐材料,保證具有相同的物理力學性能,對重要項目需要委托專門機構進行兩者的溫度膨脹系數測定。

 雙金屬標的鋼、鋁管可并排安裝,也可兩管套在同一圓心上。一般鋁管的壁厚應比鋼管的大些。鋼、鋁管每節一般也采用2-3米,用加工的外箍接頭相連接。鋼管接頭與鋼管用絲扣相接并可在工廠時就裝配好,這樣既可減少配件的數量,也可減少現場安裝的工作量,提高安裝質量及工作效率。鋁管也可同樣加工,可將連接的絲扣的牙距與鋼管加工成不同,一方面是因為鋼、鋁管的特性不同,另一方面也可杜絕在安裝時鋼、鋁管拼裝錯位。

 雙金屬標管一般在保護鋼管放入鉆孔中后逐斷吊裝,然后將保護鋼管提起1米,將1:1的水泥沙漿從保護管與鉆孔之間逐部灌入,直致鋼、鋁管底部1m埋入混凝土內。 

 以上這種灌漿方式很可能因為鉆孔與保護管外壁間距小,而不能將水泥漿順利送到孔底。為了解決這問題,可以將鋼、鉛管間的橡膠扶正環,做成啞鈴形狀,待保護管、鋼管、鋁管安裝到位后,從中灌漿下去。鋼管、鋁管底部1250px部分開一些8mm的小孔,待水泥漿固結后,可從管口檢查其中是否已灌漿到位。  

如果雙金屬標管能一天吊裝完成,也可在吊裝前將保護管提有1米后就向鉆孔內灌漿,在水泥漿沒有凝固前就將鋼、鋁管理入混凝土,能解決灌漿不到位的問題。

   3 觀測及誤差分析

     按照規范混凝土壩壩基垂直位移約為1~3mm,國際測量工作者聯合會(FIG)變形觀測小組提出監測值的誤差應小于變形量的1/10~1/20,取前者,就要求垂直位移的誤差應控制在0.1~0.3mm之間。引起實際垂直位移的誤差的原因有傳感器、人工讀數、雙金屬標管的線膨脹系數等因素,對傳感器我們可以選擇測量精度更高的儀器,提高機械加工精度及安裝質量降低裝配誤差,管材的線膨脹系數誤差影響有多大,可進行簡單分析。一般我們認為鋁的線膨脹系數是24×10-6,實際檢測中有23.8×10-6,安照雙金屬標管深30米,溫度變幅10℃,其誤差有0.06mm,同樣鋼管也會有0.03mm左右的誤差,每次變形測值為2h-h,按誤差傳遞理論,綜合誤差為0.09mm,已經接近于誤差要求。因此我們認為雙金屬標管較深、溫度變幅軟大、觀測部位變形較小時,需要進行精確測定管材的線膨脹系數才能取得較好的觀測數據。

     選擇量測點也很重要,鋼管管口相對孔口的變形量,在我們有些工程項目中,認為孔口就是鋼管保護管口,其實這樣量測出來的變形量是偏小的,鋼管保護管基本是到孔底,也就是說其底部已經到了垂直位移忽略不計的深度,則不能代表孔口部位的沉降量。









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