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1、GN-1型测斜仪作业指导书HY-D-03-2010第1页 共2页第一版 第0次修改颁布日期:2010-1-1广州市瀚源建设工程 质量检测有限公司目录1、适用范围及依据31.1适用范围31.2标准及依据32、测量原理及仪器结构32.1测量原理：33.3计算方法43.3.1公式42.2结构52.3型号、规格及技术指标63、安装与埋设63.1验收与保管63.2测斜仪组装63.2.1测杆63.2.2专用电缆73.2.3读数仪和数据采集系统73.2.4测斜仪的组装和检验73.3地质调查73.4测斜管的安装与埋设（图4）83.4.1测斜管83.4.2测斜管接头83.4.3回填料83.4.4管口保护93.4
2、.5钻孔安装法（图4-a）93.4.6预埋设安装法(适用土石坝)104、测斜仪的使用及计算114.1操作114.2计算机通讯114.3测值的准确性125注意事项125.1测斜仪组装时应注意的事项125.2测斜仪安装时应注意的事项135.3测斜仪使用时应注意的事项146、安全与环保146.1安全施工146.2环境保护147、附件15GN-1型测斜仪作业指导书1、适用范围及依据1.1适用范围测斜仪主要有滑动式测斜仪、固定式测斜仪、梁式测斜仪等。现在主要使用的是滑动式测斜仪，现在介绍GN-1型测斜仪的使用。GN-1型测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、岩体边坡、土建基坑、路基等结构物的水平位移，该仪
3、器配合测斜管可反复使用。测量时被测值由手持遥控器选定存入读数仪，传输给计算机，计算出位移量并绘制管形图，无纸化操作。测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器，承载电缆为带钢芯表面镶有标尺的聚胺脂电缆。测斜仪具有智能识别功能。1.2标准及依据2、测量原理及仪器结构2.1测量原理：在需要观测的结构物体上埋设测斜管, 测斜管内径上有两组互成90 的导向槽，将测斜仪顺导槽放入测斜管内，逐段一个基长(测点间距)进行测量。测量数据经计算即可描述出测斜管随结构物变形的曲线，以此可计算出测斜管每个基长上的轴线与铅垂线所成倾角的水平位移。 图1 图2如图1所示：测斜仪以铅垂线为轴，倾向高端导向轮一侧读数增大(+X)，倾
4、向另一侧读数减小(-X)。3.3计算方法3.3.1公式 当被测结构物体发生倾斜变形时，带动测斜管同步变形，测斜仪将测量测斜管轴线与铅垂线所成的倾角，并换算成水平位移量，其位移量Si与输出的读数Fi具有如下关系： Si = LSin(a + bFi + cFi2 + dFi3)式中： Si测斜管轴线在i点与铅垂线的倾斜量(水平位移)，单位为mm； Fi测斜仪在i点的实时测量值，单位为F； abcd测斜仪的标定系数； L测量标距。 测斜管轴线与铅垂线的总倾斜量： S = S1 + S2 + S3 + S4 + . (图2) 式中：S各测点测值求和后，测斜管轴线的总倾斜量(水平位移)，单位为mm。3
5、.3.2被测结构物倾斜变形量的计算方法 Si = Si - Si0式中：Si被测结构物在i点实时测量值相对于基准值的变化量，单位为mm ； Si 测斜仪在i点的实时测量值，单位为mm ； Si 0测斜仪在i点的基准值，单位为mm 。 被测结构物的总倾斜变形量S = S - S0式中：S 各测点测值求和后，实时测量值相对于基准值的总倾斜变形量，单位为mm； S 各测点测值求和后，实时测量值的总倾斜变形量，单位为mm； S 0 各测点测值求和后，基准值的总倾斜变形量，单位为mm。注：当使用EXCEL进行计算时需要先将角度转换为弧度，再乘仪器标距得出位移量，公式如下： Si = LSin(a + b
6、Fi + cFi2 + dFi3) /180)2.2结构 GN-1型测斜仪由倾斜传感器、测杆、导向定位轮、信号传输电缆及绕盘等组成，可用GN-103A型读数仪读取测量数据，并将测量数据传输给计算机。 图32.3型号、规格及技术指标规格代号GN-1 测杆直径： mm 25/38 轮 距： mm500 总 长： mm700 测量范围； 15 灵敏度： /F 9测量精度： F.S0.1%系统误差： mm/25m4.5耐水压： MPa1绝缘电阻： M50 测量电缆：带钢丝芯及长度标记的聚胺脂电缆3、安装与埋设3.1验收与保管开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验报告是否与装箱清单相符。
7、仪器应保管在干燥、通风的房间中。3.2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。3.2.1测杆测斜仪测杆内装有倾斜传感器，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。3.2.2专用电缆测斜仪电缆是带钢芯表面镶有标尺的聚胺脂多芯屏蔽电缆，电缆中有钢缆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,在每1米处有一个耐腐蚀耐磨的标记铜环。测斜仪
8、出厂的电缆标准配备长度为50米,如工程需要测量的最深测斜管的长度超出50米，可用标准双倍长度电缆进行测量。3.2.3读数仪和数据采集系统测斜仪传感器通过专用电缆与读数仪连接，在现场测量时的数据先存贮在读数仪中，之后再传输给计算机，经测斜仪专用通讯系统软件计算后转化为物理位移量。3.2.4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。把电缆放出大于测孔深度的长度来，将测量线一头插在读数仪上，另一头插在电缆绕盘的插座上。将测杆与电缆连接，并用专配扳手拧紧。最后检查测斜仪测杆和电缆以及读数仪都互相连接正确和可靠
9、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,如图3所示。3.3地质调查（1）对软弱夹层（尤其瑟吉欧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。（2）每一测孔的岩心应尽量取全，特别是对于软弱夹层（带），应尽量取出，并按工程地质规范进行详细描述，作出钻孔岩心柱状图，图中标出软弱层（带）的层次、深度、厚度，并对其性状作详细描述。（3）对于岩心不易取全或难以取心的钻孔，应采用地球物理测井、钻孔电视等手段以了解孔内地质情况，用以弥补钻探资料的不足3.4测斜管的安装与埋设（图4）3.4.1测斜管测斜管有
10、(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
11、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。3.4.2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。3.4.3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、砾石、原坝料。安装在岩土边坡或混凝土坝内的测
12、斜管可采用高压水泥砂浆回填。3.4.4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。（图4）测斜管的安装埋设示意图3.4.5钻孔安装法（图4-a）3.4.5.1测斜孔的造孔要求钻孔开口直径应不小于110mm，终孔直径应不小于95mm。钻孔宜取岩芯，并进行岩芯描述。孔壁要求平整光滑。钻孔完毕后应全面清孔
13、，除净孔内残留岩粉、杂物，测定钻孔偏斜度。3.4.5.2测斜管的安装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。3.4.5.3回填方法（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
14、，回填料可用砾石、粗砂、细砂、膨润土球、原坝料等，每填至35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。（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。3.4.6预埋设安装法(适用土石坝) 3.4.6.1坝内预埋设法(图4-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。3.4.6.2坑式预埋设法(图4-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
