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摘要：

為了保證監測數據的連續性、完整性、可靠性、及時性和準確性等，對監測施工提出了較高的要求。監測施工主要包括施工前準備、儀器現場檢驗率定、監測儀器安裝、電纜連接及保護以及監測數據的采集及分析。

關鍵詞：

巖土工程；監測儀器；電纜連接；數據采集

0前言

隨著社會的發展，世界各國的水利水電及公路、鐵路等基礎設施的建設，日新月異、突飛猛進。在工程項目的實施過程中，巖土工程安全監測工作顯得尤為重要，根據安全監測數據分析，可提前預知巖土工程變形趨勢及變化量，以便土建工程施工提前采取相應措施，避免重大事故的發生，加快施工進度。如果沒有監測數據指導施工，工程項目難以順利實施，然而現場如何確保監測工作的有效實施，確保監測數據的連續性、完整性、可靠性、及時性和準確性，第一時間把最完整的資料提供給施工各方，值得進一步探討。

1儀器安裝前的技術準備工作

技術準備的目的是了解設計意圖、布置和技術規程，以便滿足設計要求，達到設計目的。技術準備的主要內容有：（1）閱讀監測工程設計圖紙、報告及各項技術規程，熟知設計意圖和監測實施的技術方法與標準。（2）設計交底與技術培訓：通過設計交底使工作人員更加了解設計意圖，明確監測目的與意義。通過培訓，使工作人員了解技術方法、技術標準及施工注意事項，確保施工質量。（3）考察現場條件，制定施工方案：監測工程的施工是與其他工程交叉進行的，儀器安裝埋設施工既要達到設計要求，又要克服惡劣環境的影響，避免干擾。因此，儀器安裝埋設前，對現場條件要進行全面的考察，提出具體措施與施工方案（包括進度計劃），在施工過程中還要根據條件變化隨時進行調整。

2儀器的現場驗收及檢驗率定

2.1儀器設備現場驗收

根據開工申請、施工組織報告及設計技術要求，儀器進入現場后，應在監理的主持下，由設計部門、業主方進行現場驗收。儀器設備到達現場后，應及時通知施工各方組織驗收，驗收過程中應檢查生產廠家資質證明，如生產許可證、使用說明書、體系認證證書、率定資料、檢驗合格證、裝箱單等是否齊全，包裝是否規范，儀器外觀是否良好，測讀是否正常。儀器技術參數及數量是否與設計要求相符，若有疑問應及時與廠家聯系。

2.2儀器設備現場檢驗和率定

在埋設安全監測儀器之前，都要逐一進行檢驗率定，主要目的是檢查儀器的工作性能、靈敏度，率定儀器的工作曲線。檢驗率定的主要內容是進行力學性能、溫度性能和防水性能的檢驗率定，其中儀器力學性能的檢驗率定最重要。只有檢驗合格、率定曲線符合性良好的儀器才能在工程中使用。巖土工程監測一般選用有多年生產歷史及多個工程實踐應用實例的正規儀器廠家的儀器設備，儀器出廠時都進行了各項檢驗與標定，并附有標定卡片及合格證。但從儀器出廠到安裝前還有運輸、儲存等環節，儀器的性能可能會發生變化。巖土工程內部監測中，監測儀器大多在隱蔽的工作環境下長期運行，儀器一旦安裝埋設，一般無法再進行檢修和更換。因此，對所有將要埋設的儀器，必須在現場進行全面的檢驗和率定。其主要的任務是：校核儀器出廠參數的可靠性、檢驗儀器工作的穩定性，以檢驗儀器在搬運過程中是否損壞、保證儀器性能長期穩定。

3儀器的現場埋設安裝

觀測儀器的埋設應嚴格按照規程規范、儀器說明書及現場監理的要求實施，以確保監測數據能準確反映建筑物真實變形量。

4觀測儀器電纜連接及保護

儀器與電纜的連接是保證監測儀器能長期運行的重要環節之一。盡管儀器經過各種測試保證無任何質量問題，可若加長電纜或連接頭有問題，儀器也不能長期正常工作，故電纜與儀器的連接在安裝前必須引起足夠重視。

4.1電纜質量的要求

監測儀器的接長信號電纜應具有耐油、耐酸、耐堿、防水和質地柔軟的性能，電纜外保護套宜印有長度標記。具體要求可參照SL531-2012《大壩安全監測儀器安裝標準》執行。

4.2電纜的連接

儀器接長信號電纜的連接依其外護套的材質不同而采用不同的連接方法。PVC外護套電纜的連接宜采用熱縮套管法。橡膠外套電纜的連接宜采用硫化法。但在實際施工過程中，由于熱縮套管法相對操作方便，造價低廉，目前已被廣泛采用，硫化法在實際工程中已鮮有人使用，僅在有特殊要求的部位使用。電纜熱縮套管法雖優點明顯，但也不可避免存在一定不足。在實際使用過程中，熱縮套管法接線僅適用于耐水壓小于1.0MPa的工程部位，而對于大中型水工建筑物，經常有水壓力超過1.0MPa的部位（如水電站的壓力管道、高壩壩基等），采用此法接線很難保證電纜接線的質量，甚至會影響到監測數據的正常讀數采集。而高水頭壓力的部位往往也是工程監測的重點部位，為了保證該部位監測數據的有效、穩定、可靠，采用耐水壓監測儀器是必然的，而更重要的是在電纜接引的時候也要保證電纜接頭部位耐水壓要求。當接引的信號電纜有耐水壓要求時，硫化法是首選，因為其在水利水電行業使用時間長、技術成熟，耐水壓能達到3.0MPa甚至更高，但操作復雜、造價高是這種方法最突出的缺點。為了彌補以上方法的缺陷，有些廠家在熱縮套管法的基礎上研制出外護套強度更高和兩端密封更牢的專用接頭，稱為“專用接頭法”。專用接頭法實際上就是在電纜進行熱縮套管連接后再在接頭外增加特制的防水外殼，這樣就提高了電纜接頭耐水壓的要求，實驗證明其耐水壓最低能滿足3.0MPa的要求。與硫化法相比，這種方法僅增加適當的成本就能滿足硫化法所具備的技術參數，且操作簡單。通過壓水實驗得知，在5MPa壓力作用下，采用熱縮管套管連接的普通接頭，10d左右就出現絕緣下降，并迅速衰減，兩個月時間就會嚴重影響觀測數據，一年左右水會從接頭處滲透，從200m外的端頭滴出。而采用專用接頭連接的電纜在高水壓下仍然能保持良好的絕緣性，且穩定性也好。因此，在有耐水壓要求的部位使用專用接頭是可行的。

4.3電纜的敷設及保護

觀測電纜走線是監測施工的組成部分。電線走線和儀器安裝、埋設同等重要，設計與施工階段均應予以重視。電纜走線有明走、暗走之分，但無論電纜采取什么樣的走線方式，其最終目的是保證監測電纜的完整性，避免由于監測電纜受損導致儀器無法正常讀數。具體如何走線不詳細描述，下面重點介紹在實際走線過程中容易忽略的問題。（1）在進行電纜敷設前，首先要熟悉設計圖紙和水工建筑物的整體建筑結構，避免由于對建筑物不熟而導致監測電纜漏埋、錯埋。（2）電線走線敷設時，應嚴格按照電纜走線設計圖和技術規范施工，盡可能減少電纜接頭。遇有特殊情況需要改變時，應以設計修改通知為依據。（3）由于地下工程施工的特殊性，開挖期地下工程進行電纜敷設及保護一定要切實可靠，同時也對監測施工人員提出了很高的要求。在進行地下工程電纜走線時，首先要了解開挖期地下洞室的主要施工工序，根據主要施工工序結合監測設計圖紙提前規劃監測電纜的敷設方案，盡量避免或減少洞室開挖爆破對電纜的損壞；其次要熟悉地下系統結構，地下系統是比較復雜的建筑結構，在進行電纜走線時一定要考慮全面，尤其注意在洞室交叉部位及附近是否有電纜走線，做到盡可能的避讓，同時做好標記并畫走線圖。（4）做好電纜走線記錄是電纜敷設的最后一步，在實際工程中，這一點往往容易被忽略，實際上這是監測電纜敷設最關鍵也是最重要的一個環節。在很多工程中，由于監測電纜敷設后沒有及時或沒有做好電纜走線記錄，后續工程施工損壞了監測儀器電纜的情況屢見不鮮。

5現場觀測數據的采集與分析

儀器安裝埋設后，其初始值的選取非常重要，直接關系到以后觀測數據是否真實反映建筑物的實際變化量。若監測數據小于建筑物的實際變化量，則監測不到建筑物的安全隱患，容易發生重大事故；若監測數據大于建筑物的實際變化量，則會造成對建筑物安全性的錯誤判斷，在建筑物本身處于安全運行的情況下，投入大量人力物力對建筑物進行不必要的加固，造成資金浪費。因此，基準值不能隨意確定，必須考慮儀器安裝埋設的位置、所測介質的特性、儀器的性能及環境因素等，然后根據初期數次觀測、并考慮以后一系列變化或穩定情況后，才能確定基準值的數值，下面以混凝土內安裝的儀器為例，分析應如何選取初始值。安全監測儀器多為金屬材料制成，因材料熱膨脹系數原因，儀器讀數會受溫度變化影響。儀器在埋設前處于自然環境中，埋設后則處于混凝土內部，埋設前后溫差較大，如按常規方法確定初始值，那么早期混凝土的水化熱升溫在儀器測值變化中勢必起到主導作用，而真正需要監測的物理量并沒有發生變化，這樣勢必造成實測物理量與實際情況發生較大的偏差。因此對混凝土內監測儀器初始值的選取要結合監測儀器自身的特性，同時也要考慮水化熱對監測成果的影響。如測縫計的初始值宜在混凝土終凝時確定；鋼筋計宜在混凝土固化后，鋼筋能夠隨周圍材料變形時確定；滲壓計宜在混凝土水化熱基本穩定時確定；應變計組初始值選取不僅要考慮溫度的平衡還要考慮其彈性上的平衡，一般在應變相差范圍10～25με且埋設點的溫度達到均衡時確定初始值。

6結語

安全監測工程作為一項輔助性工程，在主體工程中起著舉足輕重的作用。認真做好安全監測工作能為掌握主體工程建筑物的變形情況提供科學有效的理論依據，確保建筑物的安全運行，降低運行成本，間接創造一定的經濟效益。綜上所述，要做好安全監測工作，現場監測人員必須注意以下幾點：（1）要由有資質的專業施工部門實施，以保障安全監測工程質量。（2）儀器選型技術參數要達到或超過設計要求，以滿足設計思路及意圖。（3）認真做好儀器到場的驗收及現場率定檢驗，以確保儀器的可靠性。（4）協調現場各土建施工單位，強化安全監測，人人重視安全監測工作，以保障儀器安裝埋設后的完整性及安全性。（5）嚴格按照規程規范安裝埋設，并認真做好安裝埋設過程及監測過程中的各項記錄，以保障監測數據的真實性、完整性及連續性。（6）對觀測數據進行認真細致的分析，以準確判斷變形量，確保建筑物的安全運行。

作者：鐘益斌 王洪巖 張岳 單位：華能瀾滄江水電股份有限公司 中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司

參考文獻：

[1]DL/T5006-2007，水電水利工程巖體觀測規程[S].

[2]巖土工程安全監測手冊•第三版[M].北京：中國水利水電出版社，2013.