滑坡监测中超深测斜管的埋设安装和观测技术实践

篇一 : 测斜管

滑坡监测中超深测斜管的埋设安装和观测技术实践   

长江设计院三峡勘测研究院 王正祥

1 概述

      在金沙江乌东德金坪子滑坡监测中，由于滑坡覆盖层较厚，要保证监测效果，除地面建立砼标三角网外，还必须安装超深钻孔测斜仪，使测斜管深入基岩以下，也是金坪子斜坡监测的必要手段之一。已成功安装的3孔测斜管均创记录的超过了l00m，最长安装钻孔测斜管达167m深。从工程实践来看，测斜管长超过了l00m，将极大的增加安装风险，并使观测工作难度显著加大。

通过不断的技术摸索、总结施工经验，归纳出了一套较系统的、实用简捷的、有效的施工安装整体方案。

2 超深测斜管的安装技术

2.1 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。

(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。

(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。

(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的位臵，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)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。测斜管 测斜管

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。

2.2 安装及埋设

(1)现场安臵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。

(2)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。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臵下管更顺利。

(3)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位臵，按2.1之(3)的方法铆接、密封。如此循环逐根连接和安装测斜管。

(4)测斜管放人钻孔过程中，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。

(5)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。

(6)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。

(7)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。

(8)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。

(9)填写埋设安装记录，绘制钻孔测斜管安装结构图(见图1)。

测斜管 测斜管

图1

3观测及数据分析

3.1 观测

测斜仪原理：CX

                               
登录/注册后可看大图

系列测斜仪的外壳（探管）倾斜以后，挂在壳

测斜管 测斜管

内的一个重垂器仍然垂直指向地心，重垂器连动着一个微型“滑动变阻器”（即电位器），随着倾斜角度的改变，电位器的动臂也按线性改变，仪器制造时，已经锁定了电位器的动臂改变量与倾角成正比，这样，在测量电缆的另一端，测得的电位器的电阻值，本质上反映的“是倾角”。(www.t262.com）

按使用方式的不同，测斜仪可分为滑动式测斜仪和固定式测斜仪，一般工程采用的大多是滑动式测斜仪。滑动式测斜仪主要由测头、测读仪、电缆和测斜管4部分组成。应用时先在土体中预埋测斜管，土体发生变形后，整个测斜管随之产生相应变形，通过测斜仪逐段测量倾斜角度，就可得到测斜管每段的水平位移增量，测斜仪工作原理见图1：

Δi=Lsinθi

式中：L 为探头轮距，一般为0.5m；θi为某一深度倾斜角。 当测斜管埋设进入相对稳定土层或非变形土层时，则可认为管底是位移不动点，管口的水平位移值Sn即为各分段位移增量的总和：

(1)观测前，首先用模拟测头检查测斜管导槽是否畅通，检查模

                               
登录/注册后可看大图

                               
登录/注册后可看大图

拟测头或真探头上是否有螺丝松动。模拟探头反复导槽，可提高采集

测斜管 测斜管

数据的精度。(2)采集数据时将测试电缆的大接头与测头连接，并用扳手拧紧，防止进水烧坏仪器内部电子元件。将测试电缆的小接头插入测读仪上的“传感器”插头，顺时针旋转，直至定位销到位。

(3)将测头导轮插入测斜管的导槽内，缓缓下到孔底，并停留10～15分钟，使探头与测量环境一致，一般先测可能出现最大位移的方向(A0)，即滑坡主位移方向。

(4)测读仪预热后，将测头由孔底开始自下而上沿导槽全长每隔1m测读一次，随时检查仪器上显示孔深与仪器电缆上的标记孔深是否一致，量测完毕后，将测头旋转180°插入同一对导槽，按以上方法再测一次(A180)，两次量测的部位应该一致，在此条件下，各测点的正反两读数值接近，符号相反，如果在测量过程中有可疑数据时，应及时补测。

(5)测完一对导槽以后，将测头以A0为基准，顺时针旋转90°，再测另一对导槽的两个方向，得到B0、B180两方向测值。具体步骤同(4)。

(6)测斜管的初始观测值应该是连续、独立两次以上观测值的平均值，如果几次读数相差较大，则应重测。

(7)数据传输时，先连接好传输线，再开机启动专用软件进行传输，蜂鸣两声完成。值得注意的是：输出端口传输数据时，采集端口要空闲。

(8)数据分析可用厂家自带软件(测斜仪使用说明书上有详细介绍)或电子表格进行。注意：厂家数据分析的计算公式是以0.5米为版本编辑而成，所以在实际工作中若是以1米为间隔进行的测量，在数据分析时都应乘以2倍。

(9)图2是根据3个月内的观测结果绘制的130m深的测斜管沿孔深位移分布图，最大差小于2.5mm，从而说明实际测量精度远远高于仪器每±4mm/15m的标称精度。

图3很直观地表示出了滑体滑面的深度及位移方向和速率。

图2

                               
登录/注册后可看大图

测斜管 测斜管

图3

5 结束语

通过超深测斜管的安装和观测，有以下施工经验可共参考。

(1)监测项目的施工，要根据已知资料分析，实际情况进行施工方法的确定，有利于大大提高工作效率。

                               
登录/注册后可看大图

(2)制定科学、周密的施工安装工艺流程是确保顺利完成的不可缺的前提，也是提高观测精度的保证。［www.t262.com）

王正祥，男，37岁，中级工（自修本科，2007年聘任助理工程师）。三峡勘测研究院工程测量大队担任组长。

业绩：①03年南水北调中线工程中，曾获长江勘测规划设计研究院个人一等功。

②05年撰写的技能论文《滑坡监测中超深测斜管的埋设安装和观测技术实践》，获三等奖。

③曾获三峡勘测研究院院级先进工作者；工程测量大队队级先进工作者；队级优秀人才。