水管式沉降仪

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1、水管式沉降仪水管式沉降仪是可直接测读出结构物各点沉降量的仪器，主要应 用于土石坝下游堆石体（反滤层）、心墙、堤防等分层竖向位移（沉 降）。1结构型式水管式沉降仪主要由沉降测头、管路、量测板等三部分组成。如 图1所示。1挖槽；2混凝土； 3砂或粘土； 4脱气设备；5反压设备；6测验版；7沉降计筒；8溢流管；9通气管； 10脱气水；11.水泵；12气泵；13排气管图1 水管式沉降计量测原理示意图（1）沉降测头。由外径200mm、高340mm的有机玻璃筒（或 防锈处理过的钢管），上、下铝合金盖板组成。底座上设有带保护的 进水管（与连通水管相连）、通气管及排水管。（2）管路。所有管路均应坚固，径向变形

2、小，吸湿量小。进水管采用能承受0.2Mpa内压的1010尼龙管。通气管、排水管及保护管 应采用聚乙烯塑料管。（3）量测板。与测头相连的进水管、通气管及排水管的终端均 固定在量测板上，与进水管相通的玻璃测量管附有最小刻度为1mm 的不锈钢尺。量测板上还配有抽气、供水装置。2工作原理采用连通管原理测量测头的沉降（如图2），即采用水管将坝内 测头连通水管的水杯与坝外量测板上的玻璃测量管相连接，使坝内水 杯与坝外量管两端都处于同一大气压中，当水杯充满水并溢流后，观 测房中玻璃管中液面高程即为坝内水杯杯口高程。测得水杯杯口高程 的变化量即为该测点的相对垂直位移量。1.通气管；2.水杯；3.排水管；4.测

3、量管；5.水位；6.标尺；7.进水管图2连通管原理图3主要技术指标南京水利科学研究院土工所制造的水管式沉降仪测量系统量程 为100mm （可按用户要求定），准确度2mm，管长小于300m。南 京自动化研究院南瑞大坝监测公司生产的NSC-1型水管式沉降仪量 程为0100mm，测量精度为土 1土5mm。4布置原则1、观测断面应布置在最大横断面及其它特征断面上（原河床、 合龙段、地质及地形条件复杂、结构及施工薄弱段等），一般可设13 个断面。这些地段具有代表性，而且能控制主要沉降变形及其变化情 况。2、每个断面上可布设 13 条观测垂线，其中一条宜布设在坝轴 线附近。观测垂线的布置应尽量形成纵向观测

4、断面。3、观测垂线上测点的间距，应根据坝高，结构形式，坝料特性 及施工方法与质量而定，一般210m。一条观测垂线上的测点，一般 宜315个测点，最下一个测点应置于坝基以下3m左右，以作为坝 体沉降变形监测的基点。4、沉降管应尽量与测斜管合用一根管，沉降管及沉降环一般随 坝体填筑安装埋设，也可在工程填筑完成后钻孔埋设（采用叉簧片的 沉降环），但施工期的大部分沉降变形已无法获得。5、水管式沉降仪测点，一般沿坝高横向水平布置三排，分别在 1/3、1/2及 2/3 坝高处。对于软基及深覆盖层的坝基表面，还应布设 一排点，一般每排布设35 个测点，测点的分布也应尽量形成观测垂 线。6、振弦式沉降仪布设同

5、上，但埋设时注意，储液罐安装高程要 比传感器和通液管路高。7、布设水平向固定式测斜仪时，测点布置可参照分层竖向位移 测点间距结合布设。测斜管的刚度尽量与周围相当，且采用伸缩式接 头连接，同时随坝体填筑同步埋设。5埋设安装要点水管式沉降仪通常采用挖沟槽方法埋设，也可不挖沟槽直接在填 筑面铺设。埋设要点包括以下几点：（1）通常采用挖沟槽方法埋设，当坝面填筑到测点以上约1.0m 高程时，沿埋设线开挖埋设沟槽。沟槽开挖深度1.01.2m （粗粒料坝 体用上限），对粗粒料坝体，必须过渡层形式人工压实整平基床；对 细粒料坝体，应注意仔细操作，避免超挖。（2）在埋设测头处浇筑厚约10cm的混凝土基床，并用水

6、平尺 校准测头的水平和校测管路基床坡度，其不平整度允许偏差为不大于 土2mm，管路基床坡度为1%3% （预计测点及沿线沉降量大时取上 限），倾向观测房。（3）将测头置于基床面上，连接各管路，在其周围立大于测头 外径 10cm 的模板浇筑混凝土（400#），至距顶面 10cm 时平放钢筋网 继续浇筑、抹平，正常养护至拆模。浇筑混凝土前须对测头性能进行 测试检查，确定合格后方可施工。（4）各管路外套保护管，然后沿已整平的基床蛇形平放引至观 测房。（5）在观测房内，将各测头的管路对号就位连接到量测板上（管 路均采用无接头整管），打开各测头通气管路上的阀门，依次用脱气 水给各测头的测量管充水排气，气泡

7、排尽后开通向玻璃量管得阀门， 使其水位升高一点，关紧水阀，待管内水位稳定后，读出水面刻尺数 值，即为测头初始读数，同时测出量测管安装基面的高程。（6）粗粒料坝体中以过渡层形式人工压实回填至测头顶面以上1.8m；细粒料坝体中回填原坝料人工压实至测头顶面以上1.5m时， 才可按正常程序碾压施工。（7）埋设全过程做好现场保护及施工记录，编制监测仪器埋设 考证表。6测读方法每次测读前，用水准仪测出测量板的标点高程，读出测量板上各 测点玻璃管上的水位。然后逐个向测头连通管得水杯充水排气。进水 速度要小于排水管的排水速度，避免测头内积水位上升，溢出的水会 进入通气管，破坏大气连通，招致测量系统工作失常。如果通气管阻 塞，可向管内抽气或抽水。量测管得稳定数值判定标准时每20 分钟读一次数，直至最后两 次读数不变为止。寒冷地区为防止管路冻坏，可用乙二醇和甲醇的配比为 655:345 （体积比）混合液，再掺入 0.4（体积比）的水所配成的防冻液来代 替脱气水，可达到-52C以上的防冻效果。