测斜仪在防波堤变形监测中的应用

2016-03-18杨佳佳谭鹏长江宜昌航道工程局湖北宜昌443003

中国水运 2016年2期

杨佳佳　谭鹏（长江宜昌航道工程局，湖北宜昌443003）

测斜仪在防波堤变形监测中的应用

杨佳佳谭鹏
（长江宜昌航道工程局，湖北宜昌443003）

摘要：介绍了测斜仪的工作原理，以吹填工程中防波堤变形监测为例，介绍了测斜仪在防波堤变形监测中的应用，根据实时监测数据分析监测点不同深度土体的实时位移状态，掌握监测点的位移速率及时调整施工部署，控制荷载增加速度；根据实际操作中出现的问题，分析测斜仪使用中的误差因素。

关键词：测斜仪；防波堤；位移监测

防波堤由于建造在地质构造复杂、岩土特性不均匀或软地基上，在自然因素的影响下其稳定性受到影响。测斜监测可以准确地确定不同深度土体变形的大小和方向，经过数据分析获得其位移变化规律并绘制位移变化曲线图，为防波堤施工期及运行期提供可靠的监测信息。

1　测斜仪的工作原理

测深仪反应的是土或结构物某一部位的倾斜度。以活动式的测斜管为例，来说明测斜的基本原理，如图1所示。

图1　测斜仪组成及工作原理

在土中预埋一根测斜管，测斜管分成几节，彼此用接头连接，使整个测斜管能随地基变形。变形后每节测斜管都有一个倾斜度qi，倾斜度的变化在测斜管两端产生了相应的水平位移Di,即

式中：Li表示第i节测斜管的长度，取相邻的两个头的中心距离，常取Li为一整数，如50cm或100cm。

某一测点处的水平位移可表示为：

根据测量结果即可确定土体的位移大小、速率和方向。

2　测斜管的埋设技术

根据监测要求选定钻孔位置，用钻机钻孔，成孔的垂直偏差小于2度。钻孔应钻至硬土层或岩层内50~100cm，以低端无水平位移为准。

导管逐根连接，连接处应做密封处理且两管之间凹槽应对应准确。管底用封盖密封，安装过程中用力要均匀防止导管扭曲，确保安装质量。

导管埋设至设计深度后，用中粗砂进行回填，钻孔回填要密实确保观测数据的准确性。

3　测试技术

量测时将探头插入测斜管，使滚轮卡在两道槽上缓慢下至孔底处，自下而上沿导槽全长每隔0.5m测读一次，为提高测量结果的可靠性，在每一次测量步骤中均须一定的时间延迟，以确保读数系统与温度及其他条件平稳。

测量完毕后将探头旋转180°插入另一对导槽中，按以上方法重复测量。前后两次测量时各测点应在同一位置上，在这种情况下，两次测量同一测点的读数绝对值之差小于10%，两次结果符号相反，否则应重测本组数据。

综上所述，盐酸右美托咪定进行全脑缺血前预处理，结果为Dex预处理组与Ns组的脑含水量差异有统计学意义，且Dex预处理组脑含水量平均值明显低于sham组和Ns组，该结果可说明盐酸右美托咪定预处理可以减轻大鼠全脑缺血再灌注损伤脑水肿的程度，对大鼠有一定的脑保护作用，可通过降低脑含水量水平，对脑缺血再灌注损伤起保护作用。

4　工程实例

4.1工程概况

某吹填工程吹填量达4900万方，吹填区与取泥区有斜坡式防波堤相隔。防波堤长度为9033m，防波堤内侧吹填设计标高为6.0m，外侧挖泥区设计标高为-14.5m。堤身地基为淤泥质粘土。随着吹填施工堤身所受的侧向压力逐渐增加，为了保证吹填造陆施工期堤身结构稳定安全，避免地基发生较大的侧向位移，准确的掌握地基水平位移规律，应对该防波堤进行监测与分析。

4.2监测结果

通过各期的监测数据，绘制出累计位移-深度和位移量变化曲线图见图2、图3。根据监测数据合理部署施工，真正做到监测数据指导施工进度和施工实施，防止施工事故和意外发生。

图2　位移-深度变化曲线图

由图2可以看出导管底部土体密实、孔隙率小、抗剪能力强、力学性质稳定，所以土体变形较小。随着吹填施工荷载增加，上层土体由于为淤泥层，力学性质较差，土体向外测滑动使测斜管向外侧倾斜变形。在2014年4月5日到10日之间由于多艘挖泥船在D03号监测点附近吹泥致使加载速度过快，侧向压力增大所以土体变形速度加快。随着5月份D03号监测点附近挖泥船撤场，此处堤身所受荷载趋于稳定，土体变形速率明显减缓。

图3　位移变化速率曲线图

由监测点D01位移变化速率曲线图（见图3）显示2014.05.9 日D01#位移量达4.05mm/d已逼近警戒值5mm/d。2014.05.9日监测数据显示D01位移量达10.5mm/d以超出警戒值，经现场勘查发现在D01监测点附近分别架设了3艘挖泥船的排泥管口，造成了D01附近加载速度过快继而使得此处围堰位移量突然增大。经研究决定此处挖泥船暂缓施工，监测人员继续对围堰实施监测。各船暂缓施工后围堰位移量趋于正常，三艘挖泥船恢复施工，但监测人员发现开工当天D01位移量达5.9mm/d。对三艘船的排泥管口位置进行调整并安排监测人员对D01进行加密观测。从图中可以看出经过调整排泥管口位置后D01处围堰位移量恢复正常。

4.3位移影响因素原因分析及预防措施

4.3.1位移影响因素原因分析

防波堤地基流泥、淤泥等软土层厚度大，在施工中抛石挤淤量不够，残留较厚的软土层，严重影响防波堤的稳定性。倒滤层受损严重，降低了抗渗能力，从而导致水路贯通，发生管涌、流土现象导致位移现象。

吹填施工过程中，排泥管口位置安排不合理导致防波堤吹填侧加载过快，防波堤受侧向压力影响发生位移现象

绞吸式挖泥船在防波堤边缘进行边坡施工时未按边坡要求合理施工且排泥管口距施工区域较近，导致防波堤发生位移。

4.3.2预防措施

（1）吹填施工的同时应根据吹填进度合理的进行倒滤层修复，提高抗渗能力避免大面积流土现象。

（2）施工过程中合理安排安排排泥管口位置，避免集中吹泥现象。

（3）绞吸式挖泥船在防波堤边缘进行边坡施工时，应合理选择边坡坡比，应利用潮涨落进行分层施工，高潮挖上层，低潮挖下层。

（4）合理安排监测频率，在进行边坡施工时应对施工区域防波堤进行加密观测并安排专人进行全天候巡视，确保防波堤运行安全。

（5）对于位移速率已超出警戒值的区域，应进行排泥管线向吹填区延伸或转移排泥管口位置等措施。

4.4测斜仪误差分析