張新輝，雷銀拴，崔保玉

（1.南京南瑞集團(tuán)公司，210003，南京；2.河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司，450016，鄭州；3.河南宏大水利工程有限公司，475000，開封)

前坪水庫為土石壩，主壩心墻為黏土心墻， 主壩于 2019 年 8 月 25 日填筑至壩頂423.5 m 高程。 在進(jìn)行壩體內(nèi)的位移監(jiān)測過程中，布置的監(jiān)測斷面數(shù)量共有3 個，對應(yīng)的樁號分別是：主 0+410、主 0+545、主 0+640。 測斜管已于 2020 年 6 月全部安裝完成，采用測斜儀進(jìn)行施工期觀測。 本文主要是對測斜管安裝程序與方法以及監(jiān)測結(jié)果分析的介紹與說明。

一、測斜管安裝方法

在進(jìn)行測斜管安裝的過程中，采用的方法為鉆孔法，該方法要求鉆孔的開口直徑在110 mm 以上，有效的孔徑則需要保持在95 mm 以上，在滿足上述條件下進(jìn)行取芯， 并對取芯情況進(jìn)行描述。鉆孔完成后，應(yīng)徹底清除孔內(nèi)殘余石粉、雜物，并測量孔位偏差。在進(jìn)行測斜管安裝的過程中應(yīng)當(dāng)保障測桿可以沿著順管槽保持穩(wěn)定滑動的狀態(tài)，所以需要科學(xué)的安裝流程。在選擇安裝位置的過程中， 需要對地勢地形以及深度進(jìn)行預(yù)估， 從而計算出偏移量的具體數(shù)值， 在埋設(shè)測斜管的過程中， 需要確保其能夠容納下測斜管以及填料孔。 由于安裝環(huán)境具有腐蝕性，需要采取防腐措施。為了確保測斜管的安裝能夠正常進(jìn)行， 鉆孔的深度應(yīng)當(dāng)深于安裝深度，通常情況下每10 m 需要額外多鉆深0.5 m。 以此類推，安裝的過程可分為以下三步。

1.管子的連接

岀廠的管子長度一般為2 m 或者4 m，本工程采用2 m/根，需要一根根地連接到鉆孔的深度。 連接的方法是釆用插入連接法， 孔底端套上底蓋，用自攻螺釘擰緊，然后再往上接頭內(nèi)插入下一節(jié)管，用自攻螺釘固定好，接頭固定好后在接頭處涂上玻璃膠，再纏上膠帶密封，按此方法一直連接到鉆孔的深度。

2.調(diào)整方向

安裝管子完成之后，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行回填，管道的內(nèi)壁位置設(shè)置有兩對溝槽，需要對管子進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)動操作，使其形成一對垂直于測量表面的溝槽，調(diào)整后壓入到位，最后擰緊螺釘。 另外，下管子的過程中，可向其中填入一定量的清水， 削弱管子的浮力，管子到達(dá)要求的位置之后，需在管內(nèi)填充清水，從而確保泥漿不會進(jìn)入其中形成沉淀。

3.回填

確認(rèn)測斜管安裝完畢后可進(jìn)行回填，埋在黏土或土石壩中的測斜管的回填料可使用膨砂土、 潤土球、原位材料。 每隔大約 3～5 m 的距離，需添加一次水，使土球膨脹，推動材料融合更加緊密。 在基巖或者混凝土測斜管安裝的過程中，采用的回填材料是膨脹水泥，灌漿管需要沿著斜管外側(cè)放置在孔底的位置，按照由下至上的順序進(jìn)行水泥漿的灌注。 如果使用孔口灌漿法， 要將排氣管插入孔底，排出孔內(nèi)的空氣。

二、測斜儀操作方法

在測斜孔當(dāng)中放置測斜儀的過程， 需要確保導(dǎo)向輪完全進(jìn)入導(dǎo)向槽的內(nèi)部。 正方向指的是導(dǎo)向輪的正向與被測位移坐標(biāo)保持相同， 如果不完全相同，則為負(fù)。 另外，按照電纜當(dāng)中的標(biāo)記，每隔0.5 m 的距離需要進(jìn)行一次測斜管軸線相對鉛垂線角度的測量。在測量的過程中，需確保測斜儀的放置位置在孔底， 測量的順序為從下到上。 測斜儀被放置到指定的位置之后，需要停留大約3 s。 在儀表讀數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)之后，按存儲鍵即可完成數(shù)據(jù)的存儲工作。如果測斜儀與觀測電纜存在故障問題， 在進(jìn)行再次連接時，需避免由于接線錯誤而導(dǎo)致傳感器出現(xiàn)損壞等問題。 在拔插連接線等設(shè)備時，需要確保讀數(shù)儀處于關(guān)閉狀態(tài)， 否則易導(dǎo)致讀數(shù)儀出現(xiàn)短路，造成燒毀。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的測量精度， 使測量誤差控制在合理范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)對所有方向進(jìn)行一次正、負(fù)方向的測量。 在不同位置的位移計算過程中，需要取測量差的一半。 在測量過程中如發(fā)生錯誤， 可以終止測量，終止測量應(yīng)作為不完整測量，如需繼續(xù)測量應(yīng)及時停機(jī)重啟對儀器進(jìn)行初始化，否則會造成數(shù)據(jù)通信故障。

操作測斜儀的注意事項為以下幾方面： 如果電源保持在關(guān)閉狀態(tài)下，應(yīng)當(dāng)確保側(cè)斜插頭與測量口保持較好的連接關(guān)系，使電源處于打開狀態(tài)，然后進(jìn)行相應(yīng)的測量活動。 在進(jìn)行測量的過程中，需要確保數(shù)據(jù)處于穩(wěn)定狀態(tài)后，再進(jìn)行記錄與保存。 完成測量后需確保電源處于關(guān)閉狀態(tài)，防止電源受到損傷。 測斜探頭再取下之后，需要采取有效的措施保護(hù)管口保護(hù)管。 如果儀器存在欠壓等問題，則需使儀器連接充電設(shè)備，充電的時間應(yīng)當(dāng)為8 h 以上， 讀數(shù)儀應(yīng)避免與水接觸，在進(jìn)行操作的過程中，確保手處于干凈、干燥的狀態(tài)。

三、測斜管監(jiān)測成果

主壩壩體的內(nèi)部布置3 個監(jiān)測斷面，對應(yīng)的樁號為主0+410、主 0+545、主 0+640。 測點安裝情況見表 1。

1.主壩0+410 測斜管分析

通過分析深度—累積位移曲線，發(fā)現(xiàn)施工期間土體內(nèi)部測點處累計位移量均在±4 mm 以內(nèi)，位移的最大值為3.80 mm， 觀測值與土體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.主壩0+545 測斜管分析

通過分析深度—累積位移曲線，發(fā)現(xiàn)施工期間土體內(nèi)部測點處累計位移量均在±4 mm 以內(nèi)，位移的最大值為-3.02 mm，觀測值與土體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3.主壩0+640 測斜管分析

通過分析深度—累積位移曲線，發(fā)現(xiàn)施工過程中土體的內(nèi)部測點的累積位移保持在4 mm 的范圍內(nèi)，位移的最大值為1.84 mm， 觀測值與土體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

表1 測點布置一覽表

四、大壩位移規(guī)律及特征

① 在 2020 年 6—7 月觀測中，前坪水庫主壩3 個位移監(jiān)測孔的累計深部位移撓度變化較小，不同位置的深部位移表現(xiàn)出均勻變化的特點，水平位移累積量的最大值是3.80 mm。當(dāng)時間不斷增加時，累計深部位移擾度表現(xiàn)出S 形的變化特征，不同測量點未知量處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

②施工期間及壩體填筑完成之后，各測點較為穩(wěn)定，受外界干擾擾動較小，最大位移量均在±4 mm 以內(nèi)。 壩體位移時間的時空間變化情況均保持穩(wěn)定的狀態(tài)，大壩以正常的狀態(tài)運行。

③通常情況下， 與岸坡壩段相比，河谷壩段的位移量與測值變幅相對較大。

五、結(jié) 語

大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)是大壩安全的一個重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步提高工程的施工質(zhì)量，提升工程使用壽命，需要采取科學(xué)合理的措施，對大壩位移進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測。 現(xiàn)階段，大壩位移監(jiān)測的方法類型相對較多，在具體應(yīng)用過程中， 需要滿足經(jīng)濟(jì)性、合理性等要求，同一大壩可以通過不同方法進(jìn)行監(jiān)測。 對于同一時期的同一個大壩， 我們可以采用不同的方法,也可以用同樣的方法觀測不同壩型的變形。 但無論采用哪種監(jiān)測方法，都必須根據(jù)壩體變形觀測周期進(jìn)行監(jiān)測。