理论教育 山区高速公路施工控制与安全预警技术研究:监测仪器安装

山区高速公路施工控制与安全预警技术研究:监测仪器安装

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:具体孔深根据监测方案确定。2)灌浆锚头式位移计的安装在仪器安装前应检查钻孔的通畅情况及孔深,如不能满足要求时应重新扫孔。安装上保护罩并密封,完成传感器的安装。位移计测头组件上带有一定长度的电缆,以便于安装及初期观测。

山区高速公路施工控制与安全预警技术研究:监测仪器安装

1.多点位移计的安装

1)钻孔与要求

根据初步监测方案,多点位移计钻孔应取芯钻进,并对岩芯做详细地质编录。对本工程钻孔的一般要求如下:

孔径:孔口1.0m左右用于测头组件的安装,孔径为φ130mm,然后可减小孔径,终孔直径为φ76mm。

孔深:孔深应大于最深锚固点0.5~1.0m。具体孔深根据监测方案确定。

孔位及孔向:在钻孔前应根据设计图计算仪器位置、坐标和高程,现场测放孔位。多点位移计的钻孔一般为近水平孔,为保证灌浆效果,应略向下倾斜3°~5°,在钻孔完成后应重新测量钻孔的坐标及孔向。

钻孔岩芯采取率:钻芯采取率应大于80%。

钻孔护壁措施:当孔内岩石破碎或冲洗液漏失严重时,必须采取回填灌浆措施护壁,然后重新扫孔钻进,以保证安装时灌浆锚固的效果。

地质编录及资料提交:对钻孔岩芯进行地质编录,提交岩芯素描图、钻孔标状图、岩芯彩色照片及钻孔工作班报表。

2)灌浆锚头式位移计的安装

在仪器安装前应检查钻孔的通畅情况及孔深,如不能满足要求时应重新扫孔。位移计的锚头及测杆部分可在室内预先组装完成,给现场安装带来方便。

灌浆锚头式位移计的安装步骤如下:

将捆扎成盘状的玻纤杆及护管锚头松开,使其伸直,将灌浆管与最深锚头及测杆并排布置并绑扎在一起。灌浆管长度大于钻孔深度5.0m。

将测头组件及传感器与测杆连接并调试初读数。

将组装好的仪器缓慢放入钻孔内,将电缆引出,将排气管插入孔内1.5m左右,孔外预留3.0~5.0m的排气管。

封孔:将孔口部位的测头组件与钻孔之间的间隙用速凝水泥回填并尽可能使其密实,待封孔水泥初凝后可开始灌浆。

将灌浆管和灌浆泵连接,按水灰比1∶0.5左右配置浓浆。为保证灌浆效果,采用低压灌浆,一般灌浆压力应控制为0.2~0.5MPa。待排气管排出浓浆后可暂停灌浆,15min后可再次灌浆。待排气管再次排出浓浆后,将灌浆管扎死闭浆。必要时还可从排气管再次给孔内注浆,以保证灌浆质量。

由专业测量人员测取孔口坐标。灌浆完成后24h内,测取初读数。

3)测头组件及传感器的安装与调试

对于4点式位移计,测头组件上有4个孔用来安装传感器,并有相应的编号(1、2、3、4),测杆上亦有编号(1、2、3、4),其中1#对应5.0m处测点,2#对应12.0m处测点,3#对应21.0m(23.0m)处测点,4#对应35.0m(40.0m)处测点;在安装传感器时,元件与测杆的编号应一一对应,并记录下传感器的出厂编号,以免引起混乱。

安装前传感器上的轴销应置于管口上的缺口位置(BGKA4型定位销内置于传感器外筒中),防止移动轴的扭转。

在将传感器与测杆联结时,旋转传感器约16圈,使用9#~32#螺丝锁紧传感器轴。

调试:将传感器电缆接到读数仪上,轻轻拉仪器管,让仪器轴销从管上缺口伸出。调试传感器,应使传感器位于其量程的30%的位置上,其读数约在30个数值附近。

当元件读数处于合适的位置时,卡紧仪器有电缆的一端,并将电缆与测头组件的电缆联结。在所有传感器安装及调试过程中,应避免仪器移动轴发生旋转。安装上保护罩并密封,完成传感器的安装。

4)电缆的安装与保护

对于4点式位移计,仪器内有1支带温度热敏电阻的位移传感器为4芯线,另3支位移传感器为2芯线。故4点式位移计的引出电缆为9芯,并分为5组,每组标明有测点号1#、2#、3#、4#、温度标记“T”。位移计测头组件上带有一定长度(3.0m左右)的电缆,以便于安装及初期观测。

所有电缆应穿入软管或铁管内保护,并沿坡面用膨胀螺钉固定,然后沿电缆走线浇注15cm×15cm混凝土条带,以免施工破坏。所有电缆应接长并引至坡脚路基附近位置,便于集中观测。

2.测斜管的安装(www.daowen.com)

1)钻孔及其要求

首先应熟悉观测布置及设计,在钻孔前要掌握孔位高程、坐标、孔深及孔径要求等,由测量队正确放点,孔位确定后,用地质钻机钻孔,要求钻孔尽可能垂直,钻孔铅垂度偏差应小于±3°。一般开孔孔径为φ130mm~150mm,终孔直径φ19mm,终孔孔径应大于测斜管外径30mm,倾斜仪孔必须将岩芯尽量取全,并按钻探要求做地质编录。对于软弱夹层(尤其是可能产生滑动的软弱夹层)的产状、分布特点、厚度及物理力学性质应当查明。钻孔深度一般应超过最深位移带5m,深入稳定基岩内。

2)导管埋设前的准备

将所有导管进行检查:导管是否平直,两端是否平整,凹槽是否畅通,管接头是否能与导管顺利连接,并用毛巾将接头的灰尘擦掉,对于不合格的导管则应选出不用。

准备安装用零星材料:粘合剂(如ABS塑料粘合剂或AB胶等),拉芯不锈钢铆钉(规格φ4.0mm×9mm,安装每个接头需8颗铆钉),钻头(φ4.0mm),塑料粘胶带等;购买灌浆管(连续的塑料管,单根长度大于孔深约5.0m)。

准备安装工具及配件:导管孔底的堵头(可自行按导管规定设计加工),链子钳2把,钢绳(φ3.0mm)若干米,模拟探头、罗盘电钻和手摇钻各1把,拉铆枪2把,导向板1块。

孔底堵头的安装:将第一根导管内外灰尘擦掉,用粘胶剂涂在堵头上,将堵头塞入导管内,待胶凝固后用电钻在互相垂直的4个方向钻4个与铆钉规格相同的孔,用拉铆枪铆上铆钉,然后用防水胶带将结合处密封好。

3)导管的安装与埋设

将钢绳的一端从堵头预留孔中牵出成双股,通过钻架上的滑轮,卷在钻机的卷扬机上,将第一根导管逐渐放入钻孔内,至导管剩下80cm左右高出孔口时用链子钳将导管卡在孔口的护壁钢管上。

用毛巾擦掉导管接头处的灰尘,涂上塑料粘合剂,将另一根导管的凹槽对准下部导管的凹槽插入下部导管的预接接头内,若接头为平接头,则需借助相应规格的导向板导向,以保证两导管的凹槽对准。

在管接头的1/4高度处避开凹槽用手电锤钻互相垂直的4个孔,钻孔规格与铆钉规格一致,在无电时可用手摇钻钻孔。

用拉铆枪将铆钉铆入钻孔内,将上、下导管铆接好,并在铆钉处涂上粘胶密封,进而将管接头处用塑料胶带密封,并将钢绳用细钢丝缠在导管上。

取下链子钳,将其卡在第二根导管80cm左右的高度,在钻机配合下缓慢地放钢绳,使导管慢慢放入钻孔内。

用地质罗盘测定凹槽的方位,并进行调整,使某一凹槽的方向与设计的凹槽方位角或预定的主滑动方向相同(定为A—A向),并固定好导管,至此导管的安装完毕。

4)回填灌浆

导管安装完成后,按要求应将导管与钻孔之间的环状间隙用水泥回填。具体方法如下:

灌浆管可采用φ20mm的塑料管,将塑料管沿测斜导管与钻孔的环状间隙下放孔内,一直到距孔底1.0m处为止。应缓慢下放灌浆管,以防止破坏测斜管的接头。为保证灌浆效果,可放置两根灌浆管,一根置于孔底,另一根置于钻孔中部。

按照设计要求,水灰比为0.5左右,用灌浆泵将浆液送入灌浆管内,由下而上进行灌浆。为了防止在灌浆时导管浮起,宜预先向导管内注入清水;当钻孔深度较大时,为防止灌浆管起拔困难,可采用边灌浆边拔管的方法,但不能将灌浆管拔出浆面,以保证灌浆质量。

水泥浆凝固后的弹性模量应与钻孔周围岩体的弹性模量接近。

灌浆完毕后,一般浆液经过一昼夜的沉淀,孔口下一定范围内将澄为清水,故可用人工灌浆对此段进行回填。

全部灌浆工作完成后,孔口一般应用φ127mm钢管套在导管外作保护,保护管长度2~3m,并在钢管上焊接盖板及挂钩,以便上锁保护。采用保护箱保护,以防异物掉入导管内,并保护测斜管不受人为破坏。

孔内浆体凝固后,量测导槽的方位角,并记录孔口坐标、高程,对安装埋设过程中发生的问题应做详细记录。应用模拟探头对全孔再次探测,以了解导槽是否畅通及是否有浆液渗入导管内,并掌握测孔的实际观测深度。

3.锚索测力计的安装

锚索测力计的安装过程应与预应力锚索的张拉一致,应使锚索测力计的安装基面与钻孔方向垂直,以保证观测成果能代表预应力锚索的受力特征。

在浇筑锚墩时,在锚墩内预埋一根φ25的硬塑管,用于穿埋仪器电缆;待锚墩浇好后,准备张拉锚索时,检查锚索测力计安装基面是否与钻孔方向垂直,出现垂直偏差可用楔形垫板进行校正;将锚墩上的承载垫板清理干净,不得有焊疤、焊渣及其他异物,使其与锚索测力计承载表面能平整地结合以便荷载均匀传递;将锚索测力计套在锚索上后,套上垫圈,垫圈的定位销必须安放在锚索测力计定位孔内;将锚板上面的杂物清理干净,由现场工作人员将锚索一根一根地穿入对应的孔中;在张拉锚索时,尽量使锚索测力计对中,以避免过大的偏心荷载,锚索张拉时宜分级加载,每级荷载稳定后,用读数仪测试读数并做记录;待张拉完后,将锚索、锚索测力计一同浇在混凝土内进行保护;将仪器电缆接长通过预埋于锚墩内的硬塑管引至适当位置便于观测。由专业测量人员测取仪器位置坐标并在安装过程中,应对主要过程或安装部位拍照片记录。图9-1为锚索测力计的安装示意图

图9-1 锚索测力计安装示意图

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