淺談長隧洞安全監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)的監(jiān)理經(jīng)驗

鄧先科

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都 611130)

1 概述

錦屏二級水電站引水隧洞工程具有“長隧洞、高埋深、突涌水”等特點，安全監(jiān)測儀器布置采用動態(tài)設(shè)計，分為施工期臨時安全監(jiān)測及運行期永久監(jiān)測。引水隧洞布置的監(jiān)測儀器主要有:多點位移計、錨桿應(yīng)力計、錨索測力計、滲壓計、測縫計、鋼筋計及應(yīng)變計等，共布置監(jiān)測斷面157個，監(jiān)測儀器近1500支(套)。筆者通過對錦屏二級水電站引水隧洞監(jiān)測儀器的施工監(jiān)理，對長隧洞安全監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)經(jīng)驗進行了總結(jié)。

2 施工準(zhǔn)備工作階段

熟悉監(jiān)理承包合同、熟悉承包商施工合同。根據(jù)監(jiān)理規(guī)劃的要求，結(jié)合工程情況編制出詳細(xì)具體、具有可操作性的監(jiān)理實施細(xì)則。

(1)人員資質(zhì)方面。

要求承包商選派具有豐富安全監(jiān)測工作經(jīng)驗的施工管理人員、施工人員(原則上應(yīng)具有國家能源局頒發(fā)的安全監(jiān)測專業(yè)上崗資格證)。執(zhí)行監(jiān)理工程師考核制度，每季度對相關(guān)人員進行考核，不合格人員不得上崗。

(2)設(shè)備配置方面。

要求承包商配備齊全的監(jiān)測儀器率定、檢驗、校正設(shè)備(包括大、小校正儀、率定電橋、壓力缸、恒溫水箱等)，并配置滿足施工要求的交通車輛。

(3)施工組織設(shè)計方面。

要求承包商結(jié)合該工程的特點，編制符合規(guī)程規(guī)范要求的施工組織設(shè)計，經(jīng)監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)后實施，現(xiàn)場嚴(yán)格按施工組織設(shè)計要求進行操作。

(4)儀器到貨后的驗收。

主要包括:儀器外觀驗收、初步數(shù)據(jù)測定，若發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)不穩(wěn)定情況，應(yīng)嚴(yán)格按合同要求，退回該批次儀器。

(5)儀器的檢驗、率定。

儀器的檢驗、率定過程應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求進行操作，并應(yīng)先做力學(xué)性能檢測，再做儀器耐水壓性能檢測，最后再進行溫度性能檢測。經(jīng)試驗證明:部分監(jiān)測儀器力學(xué)性能檢測后，耐水壓性能不能滿足規(guī)范要求;若檢驗、率定過程反之，則不能檢測出這部分不合格儀器。

(6)儀器安裝前的組裝。

鋼筋計、錨桿應(yīng)力計等監(jiān)測儀器在安裝前需進行現(xiàn)場組裝。焊接過程中，應(yīng)與讀數(shù)儀進行連接，并動態(tài)監(jiān)控儀器的溫度變化過程。

(7)有關(guān)資料。

①要求承包商建立相關(guān)監(jiān)測臺帳。包括監(jiān)測儀器出、入庫臺帳，監(jiān)測儀器率定臺帳，監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)臺帳，二次儀表維護臺帳，往來文函臺帳等。

②發(fā)文確定有關(guān)安全監(jiān)測施工方面的規(guī)定，如:多點位移計各測點芯線顏色，架立筋不能焊接于錨桿應(yīng)力計端頭等。

③發(fā)文明確安全監(jiān)測周報、月報、各類相關(guān)報告編寫格式、編寫內(nèi)容，并明確監(jiān)測物理量變化過程線圖繪制要求，做到樣式一致，規(guī)格統(tǒng)一，內(nèi)容全面。

3 現(xiàn)場施工階段

開挖階段，應(yīng)及時了解現(xiàn)場施工進度，在監(jiān)理周例會匯報材料內(nèi)增加安全監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容，避免監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)滯后而導(dǎo)致圍巖初期變形相關(guān)資料缺失。

混凝土襯砌階段，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行倉位聯(lián)合驗收簽字制度，對于安全監(jiān)測專業(yè)監(jiān)理工程師未簽字驗收的不得進行混凝土開倉澆筑。

固結(jié)灌漿階段，每單元開灌前應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行灌前驗收簽字制度。檢查標(biāo)識標(biāo)線是否清晰、完整、準(zhǔn)確，是否進行技術(shù)交底等，當(dāng)其具備上述條件、待安全監(jiān)測專業(yè)監(jiān)理工程師簽字驗收后，方可進行單元固結(jié)灌漿。

3．1 監(jiān)測儀器的安裝埋設(shè)

(1)多點位移計。

多點位移計的隧洞中埋設(shè)與邊坡埋設(shè)的不同之處在于:表筒需埋設(shè)于基巖內(nèi)，需全套儀器組裝完成并送入孔內(nèi)進行灌漿。安裝時應(yīng)注意:①先連接傳遞桿，再進行預(yù)拉，傳遞桿連接時卡銷不得脫離卡槽;②傳遞桿長度應(yīng)與設(shè)計長度一致，多余長度的傳遞桿應(yīng)鋸除;③傳感器預(yù)拉時應(yīng)固定，卡銷對準(zhǔn)卡槽;④在送入孔的過程中，折彎幅度應(yīng)盡可能大，避免傳遞桿彎折;⑤入孔后測讀數(shù)據(jù)應(yīng)與組裝時差異不大，否則應(yīng)重新組裝，重新入孔。

(2)錨桿應(yīng)力計。

錨桿應(yīng)力計的安裝難點:①一般安裝在距掌子面30m左右，此時無鉆孔臺車，安裝時只能采用登高車;②頂拱(6m長錨桿)儀器較重，登高車載人斗載人數(shù)量有限;③下傾孔孔底巖芯不易取出，造成孔深不夠。安裝時應(yīng)特別注意:①進漿管、回漿管的區(qū)別，否則容易造成灌漿不密實;②頂拱安裝錨桿應(yīng)力計不得使用機械頂入;③安裝前后讀數(shù)差異應(yīng)不大，否則應(yīng)重新安裝。

(3)滲壓計。

該工程滲壓計于固結(jié)灌漿結(jié)束后在襯砌混凝土表面鉆孔進行安裝，再通過與預(yù)先預(yù)埋的電纜線進行連接，其難點在于:①預(yù)埋的電纜線盒若固定不牢固，混凝土澆筑振搗時容易偏斜;②混凝土表面封孔不易，容易造成缺陷。安裝時應(yīng)注意:①安裝前滲壓計應(yīng)用砂袋包裹好并存放于有水的桶內(nèi);②預(yù)埋的電纜線盒應(yīng)通過測量定位，并牢固地固定于襯砌混凝土模板上，模板上的線盒四周用紅色油漆進行標(biāo)識;③盒內(nèi)填充泡沬或棉紗;④安裝時應(yīng)將孔內(nèi)的水用棉紗蘸干，若遇確實不能蘸干的孔，應(yīng)記錄孔內(nèi)水深的情況;⑤封孔時應(yīng)將老混凝土打磨，粉塵清理干凈，用高一強度等級的混凝土或環(huán)氧砂漿進行封孔;⑥滲壓計初始讀數(shù)應(yīng)在室內(nèi)選取，應(yīng)選擇飽和狀態(tài)下的滲壓計濾石剛沒入水面的值作為初始值。

(4)測縫計。

該工程測縫計主要安裝于基巖與混凝土交接面上，與大壩內(nèi)安裝測縫計的不同之處在于需要先預(yù)拉，預(yù)拉完后一次安裝到位，其難點在于:預(yù)拉后不易固定。安裝時應(yīng)注意:①預(yù)拉一般為量程的1/3～1/4，可通過卡尺丈量或通過讀數(shù)儀測讀數(shù)據(jù)(建議采用讀數(shù)儀測讀數(shù)據(jù));②預(yù)拉時卡銷對準(zhǔn)卡槽;③預(yù)拉固定后能回縮(建議采用豎向鐵絲加膠帶);④安裝時，伸縮縫應(yīng)與基巖面齊平;⑤安裝后測讀數(shù)據(jù)應(yīng)與安裝前差異不大，否則應(yīng)重新預(yù)拉，重新安裝。

(5)鋼筋計。

鋼筋計的連接方法有綁扎、螺紋連接、綁條焊、溶槽焊、閃光對焊、坡口焊等。為保證所采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，該工程所有鋼筋計全部采用坡口焊。其難點在于:①需要將鋼筋計及母材削尖;②保證鋼筋計與鋼筋同心同軸;③弧形鋼筋難以控制。焊接時應(yīng)注意:①弧形鋼筋應(yīng)先在地面按原弧度進行放樣;②焊接時應(yīng)用棉紗包裹鋼筋計傳感器部位并不停地澆水使傳感器保持冷卻(建議采用讀數(shù)儀全程監(jiān)控傳感器溫度，當(dāng)溫度超過60℃時，要求停止焊接);③同心同軸是控制關(guān)鍵;④焊縫飽滿，不得有氣泡、夾渣;⑤母材長度一般在1．5m以上。

(6)應(yīng)變計、無應(yīng)力計。

長隧洞薄壁混凝土與大壩內(nèi)大體積混凝土安裝應(yīng)變計、無應(yīng)力計的不同之處在于無安裝支架、無固定端;其難點在于:無固定端，但又必須定位準(zhǔn)確，混凝土振搗時不能產(chǎn)生偏移。安裝時應(yīng)注意:①按設(shè)計確定的位置采用將細(xì)鋼絲一端系于基巖內(nèi)膨脹螺釘?shù)亩祟^，一端系于鋼筋網(wǎng)上作為應(yīng)變計支架(分上下兩層);②鋼絲與應(yīng)變計接觸點加橡膠軟墊;③鋼絲綁扎于應(yīng)變計端頭;④橫向、縱向應(yīng)分清，應(yīng)按設(shè)計要求進行編號并準(zhǔn)確記錄傳感器編號;⑤無應(yīng)力計筒應(yīng)筒口朝上，固定牢固，筒體中心軸線應(yīng)垂直于水平面。

3．2 監(jiān)測電纜的牽引及維護

錦屏二級水電站引水隧洞監(jiān)測電纜牽引量大、長度較長、電纜接頭較多，同時面臨多工作面施工相互干擾、電纜牽引及維護難度較大等問題。其施工難點主要表現(xiàn)在以下幾方面:①電纜牽引量大，電纜最多的部位近150根，若集中穿管牽引，薄壁混凝土容易對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響;若分散牽引，又不利于電纜的保護;②電纜牽引長度長，最長的電纜牽引長度近1500m，平均單根電纜牽引長度近1000m;③單根電纜接頭較多，每次電纜放線長度為100m，平均每根電纜近11個接頭;④工作面多，放線部位較分散，混凝土澆筑高峰期近30個澆筑臺車同時施工，同時面臨鋼筋制作、安裝、混凝土澆筑等施工干擾;⑤洞內(nèi)施工環(huán)境復(fù)雜，電纜位置標(biāo)識標(biāo)線一周后基本看不清;⑥混凝土襯砌完成后，混凝土表面鉆孔固結(jié)灌漿干擾等。

針對上述問題，為了更好地保護監(jiān)測電纜，在錦屏二級水電站引水隧洞工程中采取了以下控制措施:

(1)混凝土澆筑前，采用倉位聯(lián)合驗收簽證制度，從而避免了監(jiān)測儀器的漏埋、監(jiān)測電纜的漏牽。

(2)為保證監(jiān)測電纜走線位置準(zhǔn)確，便于記憶，同時考慮便于施工，監(jiān)理工程師要求監(jiān)測電纜線統(tǒng)一走洞右側(cè)邊壁、平底板距洞底板1．5m高位置，弧形底板距小邊墻1．5m高位置;同時要求洞內(nèi)動力電源線統(tǒng)一走洞左側(cè)邊壁，避免監(jiān)測電纜與動力電源線靠近而造成信號干擾，也避免了電源線樁施工時損壞監(jiān)測電纜線的可能。

(3)為便于保護監(jiān)測電纜線，監(jiān)理工程師提出在電纜走線位置粘貼條形磁磚，從而有效地避免了監(jiān)測電纜走線位置標(biāo)識標(biāo)線不清的問題，待固結(jié)灌漿結(jié)束后再統(tǒng)一清除。

(4)對于電纜牽引量大的部位，采用集中加分散的方式進行牽引，即對電纜進行分束，每束20～30根左右，分散牽引，同時記錄每束電纜的牽引位置并預(yù)留出固結(jié)灌漿孔孔位。

(5)對于電纜接頭較多的部位，在電纜接線時，通知業(yè)主、監(jiān)測中心、監(jiān)理工程師現(xiàn)場旁站，連接完成后進行外觀檢查并進行抽檢，每次抽檢一組(3根)，若發(fā)現(xiàn)任何一根接頭的耐水壓不滿足要求，則該部位所有接頭全部重新進行連接，并將電纜接頭抽檢結(jié)果上報業(yè)主，備案待查。

(6)固結(jié)灌漿單元開灌前，采用聯(lián)合驗收簽證制度，要求進行現(xiàn)場交底，技術(shù)員、鉆孔操作員清楚電纜走線位置，現(xiàn)場電纜走線標(biāo)識清晰。

(7)要求在灌漿孔位布置圖上標(biāo)示出監(jiān)測電纜走線位置。

3．3 監(jiān)測儀器無讀數(shù)情況的責(zé)任認(rèn)定

由于施工環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)測儀器長期在飽和水狀態(tài)下運行，難免會造成部分監(jiān)測儀器讀數(shù)不穩(wěn)定或無讀數(shù)。針對無讀數(shù)監(jiān)測儀器應(yīng)明確其產(chǎn)生的原因，分清責(zé)任，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，避免類似情況的發(fā)生。

在錦屏二級水電站引水隧洞工程中，針對監(jiān)測儀器無讀數(shù)情況采取的處理方式如下:

(1)要求承包商在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀器無讀數(shù)時應(yīng)第一時間報告監(jiān)理工程師，不得瞞報、漏報。若瞞報、漏報，一經(jīng)查實，監(jiān)理工程師將按有關(guān)規(guī)定進行處罰。

(2)要求承包人發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀器無讀數(shù)時不得編造數(shù)據(jù)或采取串接的方式，否則監(jiān)理工程師將按有關(guān)規(guī)定將直接責(zé)任人清退出場。

(3)要求承包人在發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀器無讀數(shù)時，應(yīng)在監(jiān)理工程師的見證下立即對監(jiān)測電纜的相關(guān)性能進行檢測，包括電阻、絕緣等并對現(xiàn)場進行拍照，初步判斷監(jiān)測儀器無讀數(shù)原因并要求現(xiàn)場相關(guān)負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)。

(4)要求無讀數(shù)監(jiān)測儀器應(yīng)在一周內(nèi)完成責(zé)任認(rèn)定工作，否則視為承包商責(zé)任。

(5)對于不能判定責(zé)任的無讀數(shù)監(jiān)測儀器，組織召開專題會討論，必要時邀請專家判定。

(6)監(jiān)測儀器無讀數(shù)時，監(jiān)理工程師在當(dāng)月工程進度款中扣除相關(guān)費用，待責(zé)任認(rèn)定清楚后，對于應(yīng)該返還承包商的再進行返還。

(7)為避免類似無讀數(shù)情況的發(fā)生，要求承包商按事故責(zé)任“四不放過”原則進行處理并上報相關(guān)整改措施。

3．4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與整理

監(jiān)測數(shù)據(jù)要求真實、可靠，監(jiān)理工程師對承包商采集的數(shù)據(jù)采取不定期跟蹤檢查。

不同廠商供應(yīng)的監(jiān)測儀器應(yīng)采用與之匹配的讀數(shù)儀進行數(shù)據(jù)采集，不得混用，避免造成系統(tǒng)誤差。

不同類型的監(jiān)測儀器應(yīng)選用與之對應(yīng)的監(jiān)測檔位測讀，原則上要求一個部位的一類儀器測讀完成后再測讀另一類儀器。

對于突然無讀數(shù)的監(jiān)測儀器，應(yīng)換一臺讀數(shù)儀進行測讀，或?qū)⒆x數(shù)儀調(diào)至A檔再進行測讀。

數(shù)據(jù)記錄時，應(yīng)采用正規(guī)的記錄本，記錄時應(yīng)對上一次的數(shù)據(jù)進行比對，若發(fā)現(xiàn)差異較大則需重新測讀，避免讀數(shù)誤差;同時，要求測讀人、記錄人簽字確認(rèn)。

數(shù)據(jù)測讀完成后，應(yīng)在當(dāng)天錄入電腦數(shù)據(jù)庫，生成相關(guān)物理量變化過程線，對于數(shù)據(jù)變化較大的，要求形成監(jiān)測快報上報監(jiān)理工程師。

4 監(jiān)測資料、文函的整理

4．1 監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)資料

監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)資料包括:單元工程驗收評定表、安裝埋設(shè)驗收表、安裝埋設(shè)考證表、監(jiān)測電纜走線簽證表、鉆孔驗收簽證表、鉆孔記錄表、灌漿驗收簽證表、灌漿原始記錄表、灌漿封孔驗收表、監(jiān)測儀器廠家資料、監(jiān)測儀器率定資料(需蓋CMA章)。

在平時的資料收集過程中，應(yīng)按上述順序進行整理，并按設(shè)計編號從小樁號至大樁號依次排列。

4．2 設(shè)計圖紙、通知的整理

依據(jù)設(shè)計圖紙、設(shè)計通知建立設(shè)計圖紙、通知臺帳并適時更新。臺帳內(nèi)容包括:設(shè)計通知編號、通知的主要內(nèi)容、通知存放位置等。紙質(zhì)版設(shè)計通知按年份依編號進行排列，并對盒進行編號。

4．3 監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)臺帳

依據(jù)設(shè)計圖紙、設(shè)計通知建立監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)臺帳并適時更新。臺帳內(nèi)容包括:監(jiān)測斷面、儀器名稱、儀器編號、埋設(shè)部位、安裝埋設(shè)日期、施工依據(jù)、完好情況等。

4．4 監(jiān)測儀器到貨、率定及領(lǐng)用臺帳

依據(jù)監(jiān)測儀器到貨情況建立臺帳并適時更新。臺帳內(nèi)容包括:采購單編號、到貨日期、到貨儀器類型、到貨儀器規(guī)格型號、到貨儀器量程、到貨儀器編號、到貨儀器出廠檢驗日期、入庫情況等。

在監(jiān)測儀器到貨臺帳的基礎(chǔ)上，增加監(jiān)測儀器率定情況、監(jiān)測儀器領(lǐng)用情況。

4．5 監(jiān)測電纜抽檢臺帳

監(jiān)測電纜抽檢臺帳內(nèi)容包括:抽檢日期、抽檢根數(shù)、壓水情況、抽檢部位電纜總根數(shù)等。

4．6 監(jiān)測計量統(tǒng)計臺帳

監(jiān)測計量統(tǒng)計臺帳內(nèi)容包括:計量單編號、計量內(nèi)容、計量數(shù)量，累積計量量。

4．7 往來文函的整理

對所有往來文函進行登記并按文件編號從小到大分標(biāo)段、分年份裝盒，對承包商來文電子版統(tǒng)一要求加注(監(jiān)測)，對發(fā)文統(tǒng)一加注(監(jiān)測)，便于后期歸檔時檢索。

4．8 監(jiān)理工程理師現(xiàn)場指令、質(zhì)量處罰整改通知單的整理

所有監(jiān)理工程師現(xiàn)場指令、質(zhì)量處罰整改通知單均按文件編號從小到大分標(biāo)段、分年份裝盒。監(jiān)理工程師現(xiàn)場指令要求承包商整改完成后及時進行回復(fù)，并將承包商的回復(fù)單附于現(xiàn)場指令后。

5 結(jié)語

通過一系列行之有效的控制辦法，在參建各方的共同努力下，錦屏二級水電站4條引水隧洞共計安裝監(jiān)測儀器1500多支(套)。監(jiān)測儀器安裝埋設(shè)符合規(guī)程規(guī)范要求，監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、可靠，為錦屏二級水電站引水隧洞安全鑒定提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。目前，監(jiān)測儀器完好率滿足國家規(guī)程規(guī)范要求，各種資料滿足國家工程檔案歸檔要求，達到竣工驗收標(biāo)準(zhǔn)。