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混凝土坝外部变形监测仪器的应用及施工方法为实时监测大坝结构的安全与稳定，提高大坝运行的可靠性，采用技术先进、成熟的大坝自动监测系统，不但能够达到快速完成工程安全监测数据采集工作，做到观测数据快速整编及时分析、及时反馈，同时也可降低现场工作人员工作强度，达到少人值守或无人值守，提高水库的综合管理水平。大坝外部变形监测仪器主要有三向测缝计、静力水准仪、遥测引张线仪。本文主要依基康公司的仪器为例，简述外部变形监测仪器的应用及施工方法。一、外部变形监测：1、三向测缝计三向测缝计用于砼面板堆石坝周边缝的开合度、错动及相对沉降的监测，也可用于基岩软弱夹层两侧岩体的错动等监测，其工作原理主要是通过测量安装于支架上的三个不同方向测缝计的开合度，换算为x,y,z三维空间上的位移量，进而判断坝体的活动情况，进而采取相应的措施。（1）基座的安装：1）、首先应在基座就位前将主支架、底板与斜撑在室内进行组装，要求主支架与底板垂直，上紧螺栓。2）、在平整好的安装平面上找出安装的控制桩号，并作一标记，在标记处作出一条垂直于施工缝的垂线，此线即是基座安装的中心轴线。3）、将支座A与支座B按图纸尺寸位置置于面板上，调整好各自的位置，依次从固定支座上的固定孔标注出基座面的钻孔位置。4）、移去固定支座后用冲击钻头钻孔，孔深依膨胀螺栓而定，但不应少于75mm。5）、清理钻孔后再次把两个支座移回原位对准，将孔中灌注1：0.5水泥浆并插入膨胀螺栓，用拉紧的细线调整两个支座的位置，使支座A与B保持在同一平面上，待7天后安装活动支架及测缝计。（2）支架安装1)安装活动支架，安装前应在活动支架与主支架的铰接处涂抹足够的黄油。将活动支架装入铰接孔后，检查传动是否灵活2)装上铰轴的限位螺母，安装时以活动支架能灵活转动并不至于过松为准，最后锁紧固定螺母，并再次在铰接处涂抹足量的黄油。3)将球型万象节与量程调节杆、位移计连接，根据现场情况，调整两球型螺杆的中心距离，距离以从零位起拉出测缝计传递杆50mm左右为宜，此时两球形螺杆的距离分别为：平行于底座面的两支位移计以860mm为宜，法向以560mm为宜。然后上紧量程调节杆螺螺母以锁定连接杆。4)取下连接杆一端的球形螺杆，在测缝计与连接杆上涂抹黄油，再套入800mm（法向为500m）的PVC波纹管，并在球杆铰接处涂抹黄油以润滑，最后上好球形螺杆及顶丝，注意调节万向节松紧适度后锁紧。5)将装好的测缝计与万象节装在支架与基座上，如有必要再次做适当调节后锁紧各固定螺栓。6)用读数仪进行读数，检查测缝计是否损坏，并记下此时的安装测备考。7)精确量取各测缝计两个万向节间的中心距离（精确到0.1mm），其中平行于底座的两支在测得距离上加40mm，一般应为900mm，法向距离为实测距离。此数据将作为计算空间位移的必要条件参数。2、静力水准仪静力水准仪是由一系列含有液位计的容器组成，所有测点的容器通过管路连接起来，形成连通器组，并保证了所有仪器内部气压相同；参照点容器安装于一个相对稳定的位置，当其容器位于参照点通标高的不同位置，工作中任意一点液位产生了相对于参照点高程的变化，都会引起容器内液位高低的变化，从而反映出测点相对于参照点稻城的变化量。仪器安装步骤：1）第一步是安装容器（即储液筒），将所有容器安装在相同标高在监测程序开始前是非常重要的，因为传感器的量程限定为：±15cm（总量程30cm）。参照容器（基准点），应安装在一稳定的位置或者是能够准确观测的位置。支架设计是用螺栓固定于墙面上或者测墩上，每一螺栓应拧紧或者将每一螺栓头用环氧灌封。容器组合体有三根用于系统精密调平的螺纹支撑杆。所有支架安装完后，将容器装到托架上，并在有机玻璃筒上面放一水平尺来抄平，调节穿过支架的丝扣杆上的螺帽来调节水平，当筒体调节水平后，拧紧支架两边的螺帽。2）下一步是接上液管。通常是在两容器之间滚动一较大直径的管盘来完成，容器上有带有“T”形连接件的阀门。连接液管安装位置应低于容器，如可能的话，一点至另一点的液管应稍微倾斜。最低端有一阀门用于排气和充液。3）液管内充液：充液操作时，应当心排除管内的空气和气泡。加液时应缓慢不间断加入直至可以在容器内看到液体，并且不允许在任何容器中使得液位超过1英寸（25mm）。4）安装传感器：这一操作步骤要求相当高，并且应极为小心地操作完成。静力传感器的最大承载能力大约为15磅（6.8kg）。在安装期间，任何草率或者不当的操作都可能导致传感器损坏。在将悬重安装到容器内之前不要拆卸传感器。将我们所提供的“Ｏ”形圈放置到传感器腔室上并在“Ｏ”形圈上涂上一层黄油。在有机玻璃容器上口1/2英寸(12mm)范围内涂一层黄油。将悬重连接到传感器上并将其放入容器内。切记悬重的系列号应与传感器的系列号相吻合，并且容器盖也需与其容器吻合。当双手拿着传感器时，悬重的吊钩应在传感器的挂钩上，应使传感器体垂直，并慢慢地提起悬重。下落悬重进入容器内，手握容器盖刚刚在容器上面。现在使容器上面的孔与容器盖上的螺丝孔对中，使盖子缓慢下落进入容器内，并应当心不要使其摇动以及“Ｏ”形圈与有机玻璃筒产生接触。当容器盖按上述方式就位后，将三颗螺丝拧紧（不要过紧）。当所悬重已安装就位后，系统应使传感器在最大极限荷载下静置几个小时。连接通气管，通气的作用是使所有容器内液面以上压力保持恒定，整个通气系统应相互连通并仅在一点通大气。传感器连通管也应相互连通并应通至潮气格栅，从容器里出来的通气管连接到传感器潮气格栅的另一边，以便保持压力均衡。使容器内的液体加至大约使悬重淹没一半的位置。这是建议的初始点。一旦系统充液完成后，应将充液阀关闭。3、遥测引张线仪CCD遥测引张线仪CCD遥测引张线仪为基康公司新出品的新型智能传感器，配合引张线（铟钢丝）、浮船及测点箱，完成对混凝土坝段的水平位移监测。钢丝线体两端固定，测点箱与线体属于相对独立的两个参照物，当坝体发生位移，会引起钢丝和仪器产生相对位移，通过仪器读出了该位移量的具体数值。本仪器可布置在各类引张线测点保护箱内左侧或右侧，传感器本身需占用面积为130×130mm2。为了固定仪器底板，需要在保护箱底板上加工4个安装螺孔。注意底板的中心线也可看做是引张丝的水平投影。先将升降台架固定在安装调整板上，然后将仪器主体与升降台架连接组装成一体放入引张线测点保护箱内。利用升降台架调整引张线坐标仪的垂直方向位置，使引张线处于仪器主体中间位置，后锁紧升降台架固定螺栓。利用仪器安装调整板两侧的长条孔和4个固定螺栓调整引张线坐标仪的水平方向位置，使引张线处于仪器主体镜头中心附近的位置，然后锁紧4个螺栓。配合BGK-6860-1/1A测点箱及固定端、张紧端的安装BGK-6800-1/1A引张线测点箱是专门为BGK-6800引张线坐标仪配套装置，它包含箱体（含底板）、水槽、浮船、人工读数标尺等设备，在箱体底板上已经预留有BGK-6800引张线坐标仪的安装孔，安装时可直接将其固定即可。引张线机械系统的安装可选择常规的露天布置，每个测点需要设置测墩，墩的高度1.2m至1.5m，引张线钢丝采用钢管保护。各测点箱尽可能布置在同一高程上，高程误差应小于1厘米。值得注意的是，在安装引张线时铟钢丝的高度可能有一定的差别，这个时候只需要向水槽添加或减少液体，使液面高度符合要求。