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测斜管埋设安装
来源:四川葛南仪器有限公司 | 作者:水利监测人张工 13990298835 | 发布时间: 2024-01-20 | 1392 次浏览 | 分享到:
GN-1型测斜仪是可重复使用的测量仪器，测斜仪是与测斜管配套使用进行观测，其测量的是测斜管轴线与铅垂线的倾斜角度。所以使用测斜仪必须事先埋设测斜管，方可实现测量。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。测斜管通常选用 70mm直径，弹模与被测物匹配的测斜管，因为当被测结构物产生较大位移时，测斜管弹模不匹配就容易变形卡住测杆，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。



4 测斜仪 组装
GN-1型测斜仪是可重复使用的测量仪器，测斜仪是与测斜管配套使用进行观测，其测量的是测斜管轴线与铅垂线的倾斜角度。所以使用测斜仪必须事先埋设测斜管，方可实现测量。
4.1  测 杆
测斜仪测杆内装有耐冲击型伺服传感器，能够在一个平面测量正负角度(垂直或水平)，测斜仪传感器能测量±15/30°的倾斜角。测斜仪的弹簧轮架使测杆始终保持在测斜管的中轴线上，以保证测量的系统误差最小。
4.2  专用电缆
测斜仪电缆是芯线钢丝绳带长度标记的聚胺脂电缆，电缆中的钢丝绳防止电缆在使用中伸长，在电缆的外表面每隔 0.5 米在电缆上内镶有长度标记。测斜仪出厂的电缆标配长度为50 米,如工程需要测量的最深测斜管的长度超出 50 米，可采用标配双倍长度电缆进行测量。
4.3  读数仪和数据采集系统
测斜仪通过连接电缆与读数仪相连，在现场测量时的数据先存贮在读数仪中，随后传输给计算机，经测斜仪专用通讯系统软件处理后绘制出位移管型图表。
4.4  测斜仪的组装和 检验
组装前先检查测斜仪的导向轮是否转动灵活、扭簧是否有力，测杆与观测电缆连接前也应先检查防水 O 形圈是否完好，是否涂有密封硅脂。将测杆与电缆连接，并用专配扳手拧紧。
把观测电缆从电缆箱中放出大于测孔深度的长度来，将连接电缆(蓝色线)一头插在读数仪上，一头与观测电缆相连。最后检查测斜仪测杆和观测电缆以及读数仪都互相连接正确和可靠后再打开读数仪，将测斜仪在铅垂线上摆动，检查输出读数是否正常，以铅垂线为轴偏向导向轮高端一边读数增大，偏向另一边读数减小。
4.5  注意事项
a)为防止测杆与电缆接头处在有水压的环境下工作时进水，从而影响测斜仪测值的稳定，连接时必须用扳手(配备)将电缆连接头与测杆拧紧。
b) 不可在读数仪打开的状态下连接电缆和测杆，也不可在读数仪打开的状态下拆除，以上的两项操作必须在读数仪关闭的状态下操作。
c)不允许电缆在没有放出足够孔深长度的情况下用连接线(蓝色)连接读数仪。
d)每次测量完毕后，拧开测杆与观测电缆之间的接头，将读数仪的连接线拧下，并将电缆线在箱中盘好以备下次再用。
e)测斜仪测杆每次使用完毕后应清理干净，尤其是导向轮，然后放入拉杆箱中妥善保管。
f)电缆接头处在处理干净后拧上插座保护盖，读数仪电缆连接口应拧上保护盖。
j)测斜仪测杆和电缆接头上的插座和插头都应保持干燥和干净，否则在使用中会直接影响测量值的稳定性。测杆中的密封圈要经常抹硅脂或油脂，延长使用寿命，使用时间较长或
已发现损坏要及时更换，否则会影响测量。
5  测斜管的安装与埋设
5.1  测斜管
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。测斜管通常选用 70mm直径，弹模与被测物匹配的测斜管，因为当被测结构物产生较大位移时，测斜管弹模不匹配就容易变形卡住测杆，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。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。
5.2  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钉孔。安装接头时将测斜管与接管的滑槽对齐，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胶(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，可用滑动接头，因为这类接头留有用作沉降的滑动槽，其接管长度可适应有较大沉降量的滑动。
5.3  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、砂土、原位料。安装在岩土边坡或混凝土坝内的测斜管可采用膨胀水泥回填。
5.4  管口保护
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，墩台上可设置位移和沉降观测标点。
5.5  钻孔安装法
5.5.1  测斜孔的钻孔要求
a) 钻孔开口直径应≥110mm，有效孔径应≥95mm；
b) 钻孔宜取岩芯，并进行岩芯描述；
c) 孔壁要求平整光滑；
d) 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。
5.5.2  测斜管的安装
测斜管安装必须保证测杆能顺管槽顺畅滑动，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材料的环境中。
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,接头处必须有密封处理，防止浆液和填料进入。
5.5.3  回填方法
5.5.3.1  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，回填料可用砂土、细砂、膨润土球、原位料等，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位料、砂土、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。
5.5.3.2  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，以便排出孔内的空气。
5.6  预 埋设安装法( ( 适用土石坝) )
5.6.1  坝内预 埋设法
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。
5.6.2  坑式 预 埋设法
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掘，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。
5.7  安装注意事项
钻孔埋设测斜管时，在分段下放测斜管中，必须在孔口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，安装时收紧缆索以防测斜管接头受力剪断。
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，使内外压力一致可防止外泥浆进入。
在安装和灌浆过程中测斜管导槽可能会与原方向产生扭转，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。
6  测斜仪的使用方法
6.1  操作
将测斜仪放入测斜管内，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(导轮间距)
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：
6.1.1 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。
6.1.2 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，同时管口设有测量标点，并每次测量前都应测绘一下管口坐标。
6.2  测量
测斜仪在测斜管中是每基长(导轮间距)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，按一下读数仪面板上的存贮键或手持线控按钮，实时测量值将被存贮在读数仪中。
当测斜仪测杆与观测电缆的插头有故障或松脱时，重新连接一定要小心，因为接线连错将会造成传感器的永久损坏或读数仪烧毁的事故。观测电缆与连接线的红（+）、黑（-）芯线为电压输入端，电压输入值≤16V；白（A）绿（B）为信号输出端。
在拔插连接线插头、充电、通讯、线控开关插头时，一定要先关闭读数仪，否则容易造成短路烧毁读数仪。
6.3读数不稳定
a) 测杆与电缆接头处进水，将其打开，太阳晒或用电风吹。
b) 检查附近是否有干扰源，如电动机、发电机、天线或交流动力电缆，远离上述干扰源。
6.4 测值的准确性
为提高测量精度，消除系统测量误差，每个方向应逐段正、反方向各测读一次，取其测值差的一半，计算各段位移量。即：
S x ＝ (S (+x)  - S (-x) )／2
式中： S (+x)  — 测斜仪+X 方向第 n 点的测量值，单位为 mm；
S (-x)  — 测斜仪-X 方向第 n 点的测量值，单位为 mm；
S x — 正反测后，测斜管轴线在第 n 点Ｘ方向的有效测量值，单位为 mm。
每根测斜管所有同高程上正、反方向两次测值和的一半计算值，应为测斜仪的理论铅垂线，此 S x ′应近似为常数，公式为：
S x ′＝ (S (+x)  + S (-x) )／2
若测值 Sx′一致性差离散大；主要原因是
a) 测斜仪前、后两组导轮的几何形心的连线在正、反两次测量时不完全平行；
b) 导向轮与导向槽的配合不好；
c) 导向轮与轮架之间的间隙太大；
d) 测斜管与土体固结不好。
6.5 注意事项
测量时，当四个导向轮在某一个测量段面没有完全进入导向槽时，和值 Sx′会出现较大的变化，因此在测量时一定要使四个导向轮完全进入导向槽中。
若导轮在测斜管的接头处会引起测值偏大，如果某一、两处的测值与正常值明显偏差过大可剔除不用，一般这都是由于一头导向轮不在导向槽中引起的(或一头导向轮落在了接头处)，所以此数据原本意义不大可剔除不用,或重测、补测。