壩體內部水平位移採用在壩面上豎直向下鑽測斜孔,在孔內分段布置固定測斜儀,固定測斜儀通過儀器電纜與自動測量單元電壓電流模組相連,自動監測系統軟體測得孔內各點位移得出壩體整體水平位移。
監測布置
——監測斷面的布置應視尾礦庫的等別、壩的結構型式和施工方法以及地質地形等情況而定,宜布置在最大壩高斷面及其它特徵斷面(原河床、地質及地形複雜段、結構及施工薄弱段等)上,可設1~3個斷面。
——每個監測斷面上可布設1~3條監測垂線,其中一條宜布設在壩軸線附近。監測垂線的布置應儘量形成縱向監測斷面。
——監測垂線上測點的間距,應根據壩高、結構形式、壩料特性及施工方法與質量等而定,一般2~10m。每條監測垂線上宜布置3~15個測點。最下一個測點應置於壩基表面,以兼測壩基的沉降量。
——有條件時,可參照上述要求布設內部豎向位移監測。”
監測方法及設備選型
根據相關規範、標準,本系統的尾礦庫壩體內部位移監測採用南京葛南實業有限公司生產的固定式測斜儀來實現。
通過在尾礦庫壩體不同位置的不同深度埋設固定式測斜及其配套設施來實時獲取壩體內部的位移數據,從而達到實時監測壩體內部位移(如位移方向、位移速率、累計位移等)的目的。
採用該方式對尾礦庫壩體內部位移監測的精度可以達到:±2.0mm,測斜儀巡視採樣周期可根據需要設定,最小為1分鐘,可以滿足洛陽市安監局對壩體內部位移監測的要求。
設備參數
固定式測斜儀
型固定式測斜儀由固定式測斜儀、測桿、導向輪、連線軟纜、傳輸電纜等組成。測斜儀採用的是耐衝擊型傾斜傳感器,可靠性好穩定時間快,安裝附屬檔案少組裝方便,配合測斜管使用,可方便實現測量的自動化,廣泛適用於測量土石壩、面板壩、邊坡、路基、基坑、岩體滑坡等結構物的水平或垂直位移、垂直沉降及滑坡的監測。
固定式測斜儀參數表:
規格代號 | GN-1B |
測桿直徑 | 25/38mm |
測桿輪距 | 500mm |
單孔測點 | 1~12點 |
測量範圍 | ±15° |
靈敏度 | ≤9 |
工程最小讀數mm/500mm/F? | ±0.02mm/500mm/F |
測量精度 | ±0.1% F.S |
由數支固定式測斜儀串聯裝在測斜管內,被測物發生變形時通過裝在不同高程上的傾斜感測器同步感受其變形,測量出被測結構物的傾斜角度,以此將壩體內部位移量Si計算出來出來。
測斜儀工作原理示意圖
計算公式如下:
Si= Li×Sin(a+b×Fi+c×Fi+d×Fi)
式中:
Si—被測物在第i點與鉛垂線(水平線)的傾斜變形量,單位為mm;
Li—第i支固定測斜儀兩輪距間的標距,單位為mm;
Fi—第i支固定測斜儀的實時測量值,單位為F;
a﹑b﹑c﹑d—第i支測斜儀的標定係數。
布設位置
本方案通過固定式測斜儀來監測壩體內部的位移情況。通過在該尾礦庫壩體設定8條壩體內部位移監測垂線,每條監測垂線上布設3個固定式測斜儀,共24個固定式測斜儀。
經過現場勘查,該合設計資料、圖紙以及打磨溝尾礦壩現狀及運行狀況等資料,結合“一次性設計,分布實施”的基本原則,同時考慮到壩體穩定性、施工難度及後期維護等因素,各期監測點布設情況如下:一期,在堆積壩標高1062m(初期壩內坡壩腳附近)上布設2個壩體內部位移觀測孔;二期,在堆積壩標高1098m上布設3個壩體內部位移觀測孔,最終閉庫後,在堆積壩壩頂(標高1150m)上布設3個壩體內部位移觀測孔,總計8個壩體內部位移觀測孔(詳見附錄:設計圖紙),每個觀測孔的不同深度布設3個型固定式測斜儀,用以對打磨溝尾礦庫壩體內部位移進行監測。