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粘土心墙坝在施工期埋设测斜管和沉降环
来源: | 作者:水利监测人张工 13990298835 | 发布时间: 2024-08-13 | 49 次浏览 | 分享到:

多年来，施工单位一直困扰心墙部位测斜管或沉降环的埋设安装，为防止振动碾对测斜管的破坏，采用多种保护措施和方法，尽量避免在心墙部位钻孔埋设。我公司结合十多年来的施工经念，成功为全国众多心墙坝和沥青心墙坝埋设安装测斜入，并取得一定成效。




  CN-SH型测斜管

本使用说明仅适用于本公司生产的带四方向定位槽的测斜管，主要有铝合金管、ABS 工程塑料管、PVC 聚氯乙稀塑料管。

1用途

测斜管广泛适用于混凝土大坝、隧道建设、石油、矿山与冶金开采、港口建设、地址灾害的预防、高层建筑物及其基础、高等级公路、铁道等岩土工程中，与测斜仪配合使用，以测量铅垂方向的水平位移、边坡滑移等，作为测斜仪的导轨使用。

2规格及主要技术参数

型号规格

90

70

60

65

70

53

最大轮毂尺寸（mm）

Φ90

Φ70

Φ60

Φ65

Φ70

Φ53

对边槽底距（mm）

84.9±0.1

66.5±0.1

55.5±0.1

60.5±0.1

66.5±0.1

50.5±0.1

管体壁厚（mm）

2.5±0.1

2.2±0.1

2.0±0.1

2.0±0.1

2.0±0.1

2.0±0.1

X-Y向导槽中心平面夹

90度±0.2度

有效槽深（mm）

4.0±0.05

3.5±0.05

3.0±0.05

3.0±0.05

3.5±0.05

3.0±0.05

导槽扭转角（度/m）

≤0.2

壁厚偏差（%）

≤14

耐高温性（℃）

满足180

-20~80

3结构及工作原理

3.1结构

GN-SH型测斜管由管底、测斜管（升管）、连接套、管帽、自攻镙丝、孔口保护装置等组成。

3.2工作原理

测斜管内有供测斜仪探头定向的90。间隔的导槽，以保证重量轻、坚固、耐环境腐蚀以及测斜管导槽无扭旋。测斜管与测斜管接头采用凹凸槽连接，并用自攻螺丝固定。

4测斜管埋设及安装使用说明

4.1简介

测斜管的使用场合较多，由于施工方法和条件并不完全相同，所以埋设的方法也不完全一样，测斜管有(带四方向定位槽)铝合金管、ABS 工程塑料管、PVC 聚氯乙稀塑料管，测斜管选用要考虑埋设地基及钻孔直径和要使用的测斜仪结构。

在测斜仪的测量系统中，测斜管的安装是个关键环节。选用测斜管时只要条件许可应尽量选用直径比较大，弹摸与被测物匹配的测斜管，因为当被测结构产生较大位移时，测斜管直径小弹摸不匹配就容易卡住测杆，严重时会造成测斜孔报废的后果。

测斜管规格确定后，相应钻孔直径也可尽量大，以便能在测斜管周围有较好的灌浆效果。

如：当用安装外径为 70mm 的测斜管时，钻孔的孔径至少为 110mm。测斜管的长度一般为 2-4米/节。

铝合金管一般应用在岩土边坡和较硬的地基中，其缺点是防腐性能差一些。塑料管一般应用在土基和软弱地基中，其缺点是长时间暴露在阳光高温下容易产生翘曲，故应尽量避免长时间放置在阳光高温下。

4.2钻孔安装法

采用工程钻探机，一般采用φ108cm钻头钻孔，为了使管子顺利地安装到位，一般都需比安装深度深一些，它的原则是：每10米多钻深0.5米，即10米+0.5米=10.5米，20米+1米=21米，以此类推。

4.3.1钻孔要求

钻孔开口直径应不小于 110mm，终孔直径应不小于 95mm。钻孔倾斜度允许偏差±0.5°。

测斜管外径：￠70mm时钻孔直径≥￠114mm。

4.3.2 钻孔宜取岩芯，并进行岩芯描述。

4.3.3清孔

钻头钻到预定位置后，不要立即提钻，需把泵接到清水里向下灌清水，直至泥浆水变成清混水为止，再提钻后立即安装。或者孔壁要求平整光滑，钻孔完毕后应全面清孔，除净孔内残留岩粉、杂物，测定钻孔偏斜度。

4.4测斜管的预连接

根据地质所提供的资料，确定需安装的总长，因超深测斜管的节数太多，要缩短现场安装时间，减少安装时承重风险，安装前必须进行测斜管的预连接。

4.4.1连接前检查测斜管是否平直，两端是否平整，导管是否干净、通畅，导槽不能有明显扭曲。

4.4.2封闭底座与测斜管连接：将封闭底座嵌入测斜管一端，先用粘合胶把底盖粘牢密封，再用电钻(钻头为φ4mm)对称配钻4个铆钉孔，每个铆钉孔应与相邻导槽等距。然后，用双把手动拉铆枪铆接(铆钉为由φ4x10抽芯铆钉)。封闭底座与测斜管接合缝用橡皮泥密封，并用防水生料带和胶粘带缠紧，以防止浆液渗入测斜管。

4.4.3将已连接封闭底座的测斜管的另一端与连接管连接：测斜管嵌人连接管内1/2的位置，要求测斜管与连接管嵌合后，轻扭连接管，应不能扭动。在连接管约1/4处与测斜管嵌合后对称配钻4个铆钉孔，每个铆钉孔应与相邻导槽等距。用与(2)相同的方法，将测斜管与连接管铆接、密封。

4.4.4连接管与测斜管预接：再在连接管约3/4处与另一根测斜管嵌合后，对称配钻4个铆钉孔，每个铆钉孔应与相邻导槽等距。这一端在现场按(2)的方法铆接、密封。连接管与测斜管预接后，一定要做好对准标记及编号。如此循环逐根连接和预连接后的测斜管，方可运抵现场安装。

4.5测斜管安装

4.5.1测斜管安装要求

测斜管导槽扭角允许偏差±0.2°/m，累计的允许偏差限值为±15°。

    钻孔或直埋时的测斜管上端口导槽与施测方位允许偏差为±1°。

测斜管安装必须保证测杆能顺管槽定向滑动，为此必须遵循正确的安装步骤。安装位置的选定应根据地形地貌和不同深度预计可能发生的位移量的大小来设计选定。

测斜管应安装在足以容下测斜管和填料的钻孔内，当采用铝制测斜管时必须有防腐措施，才能安装在碱性土、腐蚀性地下水或某些具有腐蚀性的灌浆液环境中。

测斜管每节长度一般为 2-4 米，在完成钻孔、取样、清孔后，先将测斜管装上底盖，用螺钉或铆钉固定并密封。各段测斜管由专用接头连接,接头处必须密封处理，防止浆液和填料进入。

    4.5.2管子的连接

现场安置好带滑轮的起吊设备。根据现场情况，自行设计并加工角架式的手动起吊设备。

先将测斜管装上管底盖，用螺丝或胶固定。测斜管与测斜管之间用管接头连接，测斜管与管接头之间必须用螺丝固定后涂胶填缝密封。

管子一般长度为2米／根，4米／根两种，需要一根一根地连接到设计的长度。连接的方法是采用插入连接法，首先拿起一根测斜管，在没有外接头的一端套上底盖（另购），用三只M4×10自攻螺钉拧紧，（这是每孔最下面的一节管子），就可向孔内下管子了，下一节，再向外接头内插一节管，这时必须注意的是一定要插到管子端平面相接为止，再用三只M4×lO自攻螺钉把它固定好，才算该接头连接完毕，按此方法一直连接到设计的长度。

4.5.3 测斜管接头

测斜管接头通常为 180mm 的标准长度，接头上有预留的安装螺孔。安装接头时将测斜管内的滑槽对齐，推紧接头后用铆钉(铝合金管)或自攻螺钉(PVC 管)拧紧。接头固定好后应在接缝处涂满合适的胶(PVC 胶或玻璃胶)，再用胶带缠绕密封，防止泥浆进入。

在有较大沉降的地基中安装测斜管时，可用的滑动接头，因为这类接头留有用作沉陷的滑动槽，其接管长度可适应有较大沉陷量的滑动。
    因管重1.4kg/m，170m深的测斜管重量可达238余kg，考虑铆钉承载力有限，特加2mm～3mm钢丝绳兜底随测斜管齐下，l00m内的孔用1.5mm兜底即可。将封闭底座底部2个环连接2mm钢丝绳后，首先将带底座的一根测斜管(编号为1)放入钻孔内，使测斜管的一对导槽与预计滑坡位移方向大约一致。再将编号为2的测斜管无连接管的一端嵌入编号为1的连接管的1/2位置，再铆接、密封。如此循环逐根连接和安装测斜管。通过实际操做有一改进，因钻孔孔径的变化若在封闭底座下加一导向装置下管更顺利。

4.5.4测斜管放入钻孔过程

应将外径不大于φ20mm的塑料软管，用粘带与测斜管绑扎后，随同下入孔中。浅孔时此塑料软管可用于灌浆，经过实践证明，但在深孔中时不行，只能用于返清水，或保证管外灌浆不气体密闭，水泥浆能正常流到底。

测斜管的重量应由钢丝绳承担。每隔一段距离将钢丝绳与测斜管绑在一起。钻孔内有地下水时，若浮力过大，可在测斜管内适量注入清水。

4.5.5 调正方向

测斜管在安装中应注意导槽的方向，导槽方向必须与设计要求的方向一致。安装时将装好接头的测斜管依次逐节放入钻孔中，直至连接到设计深度的孔底。

管子安装到位后，需要调正方向后才能回填，凋正方向的要求是，管子内壁上有两对凹槽，如图---A---A剖面图所示，首先需把孔口以上那节测斜管上的外接头拿掉（松开三只螺钉就可以拿掉了）才能看清管内凹槽，需要把管内的一对凹槽垂直于测量面就可以了，转动管子就可以实行，一人转不动时，可用多人，转动前可先把管子向上提起后再转动对准，对准后再把管子压到位，方向就调正好了，盖上盖子，拧好螺钉就可以回填。
    4.5.6向孔内回填

管子调正方向后就可回填，回填的原料是现场用砂（中粗砂）或现场的细土，一边回填，一边轻轻地摇动管子，使之填实为止，回填速度千万不能太快，以免塞孔后回填料下不去形成空隙，最好时隔一两天后再上检查一下，回填料若有下沉再回填满即可，管子周围加之保护措施后，方可放心待后测量。

按水灰比1:1拌匀水泥浆，自孔口缓慢灌人，并观察塑料软管返水或浆情况，直至灌浆量超过计算灌浆量，并从孔口溢出。灌浆的密实度将直接影响成果精度。

当确认测斜管安装完好后既可进行回填，回填一般用膨润土球或原土沙。回填时每填至3～5米时要进行一次注水，注水是为了使膨润土球或原土沙遇水后与孔壁结合的牢固，以此方法直至孔口。露在地表上的测斜管应注意做好保护，盖上管盖防止物体落入。

4.5.7 管口处理

应保持测斜管导槽方向不变，测斜管管口须高出钻孔孔口20～50cm。包扎测斜管管口，防异物掉入管内。

为了防止杂物进入，测斜管管口应设置保护盖。露在地表上的测斜管管口可安装带盖的钢管保护装置，以防人为损坏。测斜管与钢管保护管之间应灌砂浆，测斜管口离凝固沙浆面和测斜管口离钢管保护管顶盖都应留有 100mm 左右的距离。钢管保护装置外围地面可做成混凝土墩台加强管口的稳定性，测斜管保护墩台应伸入地下 0.5 米以下，测斜管地表管口段应浇注混凝土，做成混凝土墩台以保护管口及其转角的稳定性。墩台上可设置位移和沉降观测标点。

5 孔洞回填

5.1回填料

安装在软土地基或土石坝内的测斜管可采用的回填料有：膨润土球、砂、砾石、原坝料。

安装在岩土边坡或混凝土坝内的测斜管可采用高压水泥砂浆回填。

5.2 回填方法

5.2.1 土石坝

当确认测斜管安装完好后可进行回填。

一般分段回填，回填料可用砾石、粗砂、细砂、膨润土球、原坝料等，每填至 3～5 米时进行一次注水。注水是为了使膨润土球遇水后膨胀或使原坝料、砾石、粗砂、细砂更密实与孔壁结合更牢固，直到测斜管周围残留空间填满为止。

5.2.2 混凝土坝

将灌浆管顺测斜管的外侧插入至孔底，从下而上将水泥浆液灌入孔中。如采用至孔口灌浆方法时要安装排气管直通孔底，以便排出钻孔内的空气。

6 预埋设安装法(适用土石坝)

6.1 坝内预埋设法(图 1-b)

建坝初期先在基岩上造孔，埋入第一段测斜管，随着坝面填筑的不断升高，逐节接长测斜管，始终保持管口高于填筑面直到坝顶。施工时管口加盖保护，防止填筑料掉入测斜管内。

6.2 坑式预埋设法(图 1-c)

建坝初期先在基岩上造孔，埋入第一段测斜管后封闭管口。当坝面填筑到本次施工高程后在埋设测斜管的地方挖坑，直到露出测斜管，去掉测斜管的密封盖接长测斜管到高出本次填筑坝面为止。当坝面填筑到下次施工高程后重复以上方法直到坝顶。

灌浆完成后，做好孔口保护措施，浇筑孔口保护墩。待砼凝固后，测量测斜管导槽的方位、管口坐标、高程。必要时，应对测斜管导槽不同高程的扭转角度进行测量，用测扭仪自上而下和自下而上按刻度标志测两组数（方位角）记录下来取平均保存，以便后期对测斜数据的修正用。

填写埋设安装记录，绘制钻孔测斜管安装结构图。

安装完成后的测斜管应先用模拟测斜仪试放，试放时测斜管互成90°的两个导向槽都应从下到上试放到，保证模拟测斜仪在测斜管导槽内能从上到下或从下到上都很平稳顺畅通过，以此作为测斜管安装完好的标志。

7还需特别注意几点

7.1在下管子时为减少其浮力，可向管内充清水（自来水、河水等），一边下管子，一边充清水，直至能顺利地放到位。清水也不能放得太多，否则管子会迅速下沉，使人抓不住而掉在孔中，无法继续工作。但管子全 （一孔）下到位置后，一定要把清水充满，这样做可减少泥浆进入管内形成沉淀。

7.2测斜管外面有一对凹槽，此槽是偏心的（为保证测斜管的精度，尽量减少扭角的产生，使联接方向按管子的制作方向联接）与外接头内的凸槽相配合后把管了插入的，若插不下，把管了转动一个方向就可顺利地插入，因为该联接方法只有一个方向能插入，其余方向均插不进去按设计将测斜管分节，在每节管外，对应一条导槽作明显标记（划线）并视管材孔深及安装设备条件，将测斜管事先一次性连接完成，或连接成几段，也可向孔内安放测斜管时逐节连接。

7.3用测斜仪测头从测斜管底自下向上，每隔50cm（或100cm）一个测点，逐点测定。应平行测定两个测次，两次读数差。将测斜仪反方向再按上述方法测定，得到反方向测值。取正、反向测值的平均值为该测点的起（初）始值。

8安装注意事项

钻孔埋设测斜管时，在分段下放测斜管中，必须在孔顶用夹具夹住测斜管，以防测斜管掉入孔中。深层安装时，在测斜管底部系上缆索，安装时收紧缆索以减轻测斜管接头的受力剪断。

沉放测斜管的过程中，应尽量减少测斜管因安装时的间隙，使测斜管导槽产生螺旋。让导槽上下保持准直，并孔口对准的观测方向(导槽方向应与设计的测量方向一致)，安装埋设时可在每段测斜管上安装专用对准装置，或安装时用光学仪器校准。在安装过程中即要注意防止测斜管扭转角度过大，影响测量方向。同时也要防止测斜管在安装时的弯曲角度过大，超出测斜仪的测量范围。

通常浆液由水泥和水混合而成，当测斜管位置很深时，必须分段灌浆，直到测斜管周围残留空间灌满为止。采用塑料测斜管时，浆液水化热或过大的灌浆压力可能使塑料测斜管变形，但只要在测斜管内灌满水直到浆液凝固，这些问题就可得到缓解。

另外在许多情况下，为了克服测斜管安装在水中或泥浆的钻孔中的浮力，也要在测斜管内灌满水，用以增加测斜管的重力克服浮力，同时也可防止泥浆进入。

在安装和灌浆过程中测斜管导槽可能会与原方向产生偏位，如果发生这种情况，且测斜管还可自由转动时，就应对测斜管做方位调整。方法是轻轻拉起测斜管，缓缓转动，然后放下。

测斜管安装完成后应先用测斜仪模拟器试放，试放时测斜管的两对互成 90°的导向槽都应放到。试放要求测斜仪模拟器能平稳、顺畅地从上到下和从下到上沿着测斜管的导槽平稳通过，并以此作为检验测斜管安装完好的标准。

9 测斜仪在测斜管中使用方法

9.1 操作

将测斜仪置入测斜管内，并使导向轮完全进入导向槽内。方向应为导向轮的正向与被测位移座标(+X)一致时测值为正，相反为负。之后根据电缆上标明的记号，每基长(测点间距)单位长度测读一次测斜管轴线相对铅垂线的倾角。测斜仪测量时先将测斜仪放入管底，至下而上测量。

参照点可用管口亦可用管底，参考方法如下：

9.2当测斜管下部可靠固定在基岩中(埋入深度应大于 500mm)，同时认为基岩没有位移。此时的参照点可定为管底。

9.3 当测斜管底部悬挂(底部未深入基岩)，此时的参照点可定为管口，同时管口设有测量坐标。并每次测量前都应测绘一下管口坐标。

测斜仪在测斜管中是每基长(测点间距)单位长度测读一次，方法：测斜仪运动到位后，停留 3 秒钟左右，当读数仪上的读数稳定后，按一下仪表面板上的存贮键或手持存贮按钮，实时测量值将被存贮在读数仪中。