CN111305285A - 超深覆盖层工作井安全监测仪器安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深覆盖层地连墙形成的工作井安全监测仪器安装方法，在预埋测斜管内注入清水，平衡部分外部超高泥水混合物的压力，避免预埋的测斜管不被挤压变形，保证其正常工作。通过在上层钢筋笼顶部安装定滑轮，可以快速敷设监测仪器的引出电缆，提高仪器电缆敷设施工效率。使用气泵+气缸作为动力驱动，远程控制土压力计主动顶出，与被测土体可靠接触，方便可靠。土压力计主动顶出过程通过手持式读数仪与排气检验水箱能相互验证，反映气泵打气过程，V型底座可清除下降过程中被测土体侧突出的土块。在超高密度的泥水混合物下，避免土压力计感应面被混凝土包裹而无效，保证其感应面可靠顶到被测土体，准确反映土体对工作井周围的压力。

Description

超深覆盖层工作井安全监测仪器安装方法

技术领域

本发明属于岩土工程安全监测技术领域，涉及一种超深覆盖层中地连墙形成的工作井安全监测仪器安装方法。

背景技术

近年来，我国大力发展地下工程建设，地下工程种类也越来越多，包括地下商场、地下民防工程、地铁隧道、水工隧洞等等。地下工程的建设离不开基坑开挖，一般认为，基坑开挖深度达到5m及以上即为深基坑，一些大型水调水工程的工作井，基坑开挖的深度达50m以上，属于超深基坑的级别。超深基坑的施工过程中，地下连续墙形成的工作井周边会受到外侧土体压力、施工载荷等因素的影响，产生变形，从而影响基坑整体结构的稳定性和安全性。因此在超深基坑的施工过程中，对地下连续墙的变形及应力监测十分重要。

由于超深覆盖层基坑的施工过程中，通常使用钢筋笼分层吊装，高密度泥水混合护壁等施工方法，导致常规的变形监测、土体压力监测等施工方法不再适用于超深基坑的安全监测设备安装。超高的泥水混合物压强下，变形监测的预埋测斜管很容易被挤压变形，土压力计也很难在深基坑下安装到位；由于钢筋网分层吊装，仪器观测电缆线无法直接敷设安装到位，在与钢筋网的吊装施工中存在交叉施工，需快速敷设电缆，避免影响土建施工。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种超深工作井安全监测仪器安装方法，适用于超深基坑的施工，安全、可靠、高效。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

超深工作井安全监测仪器安装方法，包括如下步骤：

步骤1，按照设计位置，分别装配好上、下层钢筋笼，上、下层钢筋笼内均安装有测斜管；

步骤2，测斜管底部及管接头部位用专用接头连接；

步骤3，在下层钢筋笼内预埋土压力计仪器组件，将土压力计安装于气缸顶出杆端部，将土压力计与气缸固定在V型底座上；根据土压力计安装位置，选取适当长度的电缆接入土压力计，适当长度的进气管和排气管分别接入气缸的进气口和排气口；

步骤4，吊装下层钢筋笼，到位后，将该段测斜管内注满清水；

步骤5，上层钢筋笼在工作井上方地面就位，上层钢筋笼顶部安装定滑轮；

步骤6，将集中在下层钢筋笼顶部的电缆用预留的牵引绳索拉到上层钢筋笼顶部；

步骤7，固定牵引绳索端部，在上层钢筋笼吊装下到工作井过程中，在地面反向牵引电缆，使电缆牵引敷设到位；

步骤8，对接上、下层钢筋笼内的测斜管；

步骤9，完成吊装上层钢筋笼后，从测斜管顶部灌入清水；

步骤10，上层钢筋笼就位，安装完成；

步骤11，测试预埋的仪器，将排气管管口放入排气检验水箱，启动气泵，观察水箱内有无气泡产生；

步骤13，将土压力计电缆接入手持式读数仪，使用手持式读数仪进行数据采集测试，判断土压力计是否正常工作；

步骤14，在混凝土浇筑时，继续对土压力计测量并记录读数，及时补充气压，至土压力计完全埋入混凝土，安装完成。

进一步的，所述钢筋笼采用尼龙扎带绑扎。

进一步的，所述测斜管接头部位密封连接。

进一步的，所述土压力计通过土压力计底座固定在土压力计底座上。

进一步的，所述电缆和进排气管设置在保护管内，保护管固定在钢筋笼上。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1.由于在预埋测斜管内注入清水，平衡部分外部超高泥水混合物的压力，即使在超高的泥水混合物压强下，也可以避免预埋的测斜管不被挤压变形，保证测斜管正常工作。

2.通过在上层钢筋笼顶部安装定滑轮，反向牵引电缆，在钢筋笼分层吊装的施工方法下，可以快速敷设监测仪器的引出电缆，提高仪器电缆敷设施工效率，减少仪器安装、电缆敷设对土建施工的影响，不影响土建施工进度。

3.使用气泵+气缸作为动力驱动，使土压力计主动顶出，与被测土体可靠接触，方便可靠。土压力计主动顶出过程通过手持式读数仪与排气检验水箱能相互验证，反映气泵打气过程，V型底座可清除下降过程中被测土体侧突出的土块。在超高密度的泥水混合物下，避免土压力计感应面被混凝土包裹而无效，保证其感应面可靠顶到被测土体，准确反映土体对工作井的压力。

4.本发明方案成本低廉，安装方便。

附图说明

图1为本发明提供的超深工作井安全监测仪器安装结构示意图。

图2为下层钢筋笼中土压力计仪器组件结构示意图。

图3为土压力计仪器组件侧视图。

图4为下层钢筋笼安装施工时预埋测斜管注水示意图，其中土压力计仪器组件未画出。

图5为下层钢筋笼安装就位后电缆牵引示意图，其中预埋测斜管和土压力计仪器组件未画出。

图6为钢筋笼分层吊装时电缆牵引示意图，其中预埋测斜管和土压力计仪器组件未画出。

图7为上层钢筋笼安装就位后预埋测斜管注水示意图。

图8为主动顶出式土压力计管线端结构示意图。

附图标记说明：

1-上层钢筋笼，2-下层钢筋笼，3-土压力计仪器组件，4-测斜管，5-V型底座，6-土压力计，

7-气缸，8-土压力计底座，9-紧固螺栓，10-顶出杆，11-保护管，12-螺套接头，12-进气管，

13-排气管，14-排气检验水箱，15-气泵，16-读数仪，17-电缆，18-牵引绳索，19-定滑轮。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明提供了一种超工作井安全监测仪器安装结构，如图1所示，包括上层钢筋笼1、下层钢筋笼2、土压力计仪器组件3，其中，上层钢筋笼1和下层钢筋笼2各采用尼龙扎带绑扎，不使用铅丝，上层钢筋笼1和下层钢筋笼2之间通过螺套接头12连接(螺套接头也可根据需要替换成其他连接部件)，上层钢筋笼1和下层钢筋笼2内均预埋有测斜管4，当安装入超深工作井时，测斜管4内注有清水，用以平衡部分外部超高泥水混合物的压力，避免预埋测斜管被挤压变形。土压力计仪器组件安装在下层钢筋笼中。

如图2、图3所示，土压力计仪器组件3包括V型底座5、土压力计6、气缸7，其中，土压力计6与气缸7均固定在V型底座5上，具体的说，V型底座5上固定有土压力计底座8，土压力计安装在土压力计底座内并通过紧固螺栓9固定，土压力计底座8为环形，土压力计6安置于气缸顶出杆10头部。气缸与进气管12和排气管13连接，进排气管与仪器电缆均连接至工作井上方的地面上，进排气管与仪器电缆17外覆盖有保护管11。保护管通过尼龙扎带固定在上层钢筋笼1和下层钢筋笼2上。在地面上，排气管通至排气检验水箱14，进气管与气泵15连接，土压力计电缆连接至手持式读数仪16。

安装定位完毕的上层钢筋笼、下层钢筋笼底部浇筑混凝土。

本发明还提供了超深工作井安全监测仪器安装方法，包括如下步骤：

步骤1，按照设计位置，采用尼龙扎带绑扎，分别装配好上、下层钢筋笼，避免使用铅丝；上、下层钢筋笼内均安装有测斜管；

步骤2，测斜管底部及管接头部位用专用接头连接，并用胶带密封，避免泥浆进入；

步骤3，在下层钢筋笼内预埋土压力计仪器组件，将土压力计安置于气缸顶出杆头部的土压力计底座上，并用3个紧固螺栓固定土压力计，将土压力计底座与气缸一同安装在V型底座上，并通过螺栓固定。根据土压力计安装位置，选取适当长度的电缆接入土压力计，适当长度的橡胶软管接入气缸的进气口和排气口，作为进气管和排气管，固定气缸的进气、排气孔，避免漏气。将仪器电缆和与气缸连接的进排气管设置在保护管11内，将保护管11用尼龙扎带固定在下层钢筋笼上；电缆和进排气管连接牵引绳索，安置在下层钢筋笼顶部；

步骤4，吊装下层钢筋笼，到位后，将该段测斜管内注满清水，避免管外壁压力过大，导致测斜管变形，如图4所示；

根据液体压强公式

P＝ρgh

液体的压强只取决于液体的密度ρ和深度h，液体密度越大、深度越深，则液体压强越大。泥水混合物形成泥浆护壁并以此暂时稳定开挖出来的沟槽，其密度大于清水密度，超深基坑的泥水混合物底部，其压强远大于普通清水环境下的压强。超高的泥水混合压力作用下，尤其是在工作井混凝土浇筑施工时，将形成更大的压强，预埋在钢筋网内的测斜管(ABS材质，Ф70mm)易导致挤压变形，甚至破坏。在预埋的测斜管内注入清水后，可以平衡管外部分压强，大大减小测斜管在高外压下的挤压变形。注入的清水，也不影响活动测斜仪的滑轮能在测斜管凹槽内自由移动。

步骤5，上层钢筋笼在工作井上方地面就位，上层钢筋笼顶部安装定滑轮19；如图5所示，

步骤6，将集中在下层钢筋笼顶部的电缆17用预留的牵引绳索拉到上层钢筋笼顶部；

步骤7，固定牵引绳索18端部，在上层钢筋笼吊装下到工作井过程中，在地面反向牵引电缆，使电缆快速牵引敷设到位，并逐步用尼龙扎带固定电缆外的保护管，提高仪器电缆敷设施工效率，如图6所示；

步骤8，对接上、下层钢筋笼内的测斜管，并用胶带密封；

步骤9，完成吊装上层钢筋笼后，从测斜管顶部灌入清水，避免管外壁压力过大，导致测斜管变形，如图7所示；

步骤10，上层钢筋笼就位，安装完成；

步骤11，测试预埋的仪器，将排气管管口放入排气检验水箱，启动气泵，观察水箱内有无气泡产生，若有气泡，则说明进排气管路线正常，如图1、图8所示；

步骤13，将土压力计电缆接入手持式读数仪，使用手持式读数仪进行数据采集测试，判断土压力计是否正常工作；当读数仪数据明显增大时，表明土压力计已顶至被测土体，仪器已安装到位，如图1、图8所示；

步骤14，在混凝土浇筑时，继续对土压力计测量并记录读数，及时补充气压，至土压力计完全埋入混凝土，安装完成。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.超深覆盖层中地连墙形成的工作井安全监测仪器安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，按照设计位置，分别装配好上、下层钢筋笼，上、下层钢筋笼内均安装有测斜管；

步骤2，测斜管底部及管接头部位用专用接头连接；

步骤3，在下层钢筋笼内预埋土压力计仪器组件，将土压力计安装于气缸顶出杆端部，将土压力计与气缸固定在V型底座上；根据土压力计安装位置，选取适当长度的电缆接入土压力计，适当长度的进气管和排气管分别接入气缸的进气口和排气口；

步骤4，吊装下层钢筋笼，到位后，将该段测斜管内注满清水；

步骤5，上层钢筋笼在工作井上方地面就位，上层钢筋笼顶部安装定滑轮；

步骤6，将集中在下层钢筋笼顶部的电缆用预留的牵引绳索拉到上层钢筋笼顶部；

步骤7，固定牵引绳索端部，在上层钢筋笼吊装下到工作井过程中，在地面反向牵引电缆，使电缆牵引敷设到位；

步骤8，对接上、下层钢筋笼内的测斜管；

步骤9，完成吊装上层钢筋笼后，从测斜管顶部灌入清水；

步骤10，上层钢筋笼就位，安装完成；

步骤11，测试预埋的仪器，将排气管管口放入排气检验水箱，启动气泵，观察水箱内有无气泡产生；

步骤13，将土压力计电缆接入手持式读数仪，使用手持式读数仪进行数据采集测试，判断土压力计是否正常工作；

步骤14，在混凝土浇筑时，继续对土压力计测量并记录读数，及时补充气压，至土压力计完全埋入混凝土，安装完成。

2.根据权利要求1所述的超深工作井安全监测仪器安装方法，其特征在于：所述钢筋笼采用尼龙扎带绑扎。

3.根据权利要求1所述的超深工作井安全监测仪器安装方法，其特征在于：所述测斜管接头部位密封连接。

4.根据权利要求1所述的超深工作井安全监测仪器安装方法，其特征在于：所述土压力计通过土压力计底座固定在土压力计底座上。

5.根据权利要求1所述的超深工作井安全监测仪器安装方法，其特征在于：所述电缆和进排气管设置在保护管内，保护管固定在钢筋笼上。

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