14 TCN 100 2001 thiet bi quan trac cum dau moi

Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn -Số : 92 /2001/QĐ-BNN Cộng hoà xã hội chđ nghÜa viƯt nam §éc lËp - Tù - H¹nh -Hµ Nội , ngày 11 tháng năm 2001 Quyết Định Của Bộ trởng Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Số 92/2001/QĐ-BNN, ngày 11 tháng năm 2001 Về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: 14 TCN 100-2001Thiết bị quan trắc cụm đầu mối công trình thuỷ lợi - Các quy định chủ yếu thiết kế bố trí Bộ TRƯởNG Bộ NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - Căn Nghị định số 73/CP ngày 01/11/1995 Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn tổ chức máy Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn ; - Căn vào pháp lệnh chất lợng hàng hoá ngày 24 tháng 12 năm 1999; - Căn vào Quy chế lập, xét duyệt ban hành tiêu chuẩn ngành ban hành kèm theo định số 135/1999/QĐBNN-KHCN ngày 01 tháng 10 năm 1999; - Theo đề nghị ông Vụ trởng Vụ khoa học công nghệ chất lợng sản phẩm, Quyết định Điều Nay ban hành kèm theo định tiêu chuẩn ngành " 14TCN 100-2001-Thiết bị quan trắc cụm đầu mối công trình thuỷ lợi - Các quy định chđ u vỊ thiÕt kÕ bè trÝ " §iỊu Tiêu chuẩn có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày ký ban hành Điều Các ông Chánh văn phòng Bộ, Vụ trởng Vụ khoa học công nghệ Chất lợng sản phẩm, Thủ trởng đơn vị liên quan chịu trách nhiệm thi hành định KT Bộ trởng Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn Thứ trởng (Đã ký) Phạm Hồng Giang nông nghiệp phát triển nông thôn cộng hoà xã héi chđ nghÜa viƯt nam §éc lËp - Tù - Hạnh phúc tiêu chuẩn ngành 14tcn 100 - 2001 thiết bị quan trắc cụm đầu mối công trình thuỷ lợi quy định chủ yếu thiết kế bố trí (Ban hành theo định số: 92/2001/QĐ-BNN ngày 11 tháng năm 2001 Bộ trởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) Các quy định chung 1.1 Tiêu chuẩn áp dụng để thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm đầu mối công trình thuỷ lợi thuộc tất cấp, giai đoạn thiết kế Thiết bị quan trắc bao gồm thiết bị đo thiết bị thu Tiêu chuẩn quy định nội dung thiết kế bố trí thiết bị đo 1.2 Nội dung quan trắc công trình thuỷ lợi quy định tiêu chuẩn gồm: Quan trắc chuyển vị; Quan trắc thấm; Quan trắc áp lực kẽ rỗng; Quan trắc nhiệt độ; Quan trắc trạng thái ứng suất; Quan trắc áp lực đất, đá lên công trình; Quan trắc áp lực nớc, áp lực mạch động dòng chảy; Quan trắc ứng lực cốt thép kết cấu bê tông cốt thép Các quan trắc khác đợc quy định cụ thể tiêu chuẩn tơng ứng 1.3 Thành phần khối lợng công tác quan trắc đợc ấn định theo cấp, loại kiểu công trình 1.4 Việc bố trí thiết bị quan trắc phục vụ cho công tác nghiên cứu để làm rõ thêm xác hoá vấn đề lý thuyết tính toán cần có chế độ quan trắc đặc biệt 1.5 Quan trắc công trình thuỷ lợi phải đợc tiến hành từ mở móng xây dựng, suốt trình thi công khai thác vận hành công trình Công tác tổ chức quan trắc giai đoạn xây dựng ban quản lý dự án chủ trì tổ chức thực Thời kỳ vận hành khai thác phận quản lý khai thác công trình thực Các kết quan trắc đợc phân tích, tính toán, tổng hợp để sử dụng gửi cho quan quản lý, thiết kế công trình nghiên cứu khoa học có yêu cầu 1.6 Trong đồ án bố trí thiết bị đo cần phải có quy trình lắp đặt, quy trình quan trắc biểu mẫu thống để tiện ghi chép số liệu quan trắc 1.7 Trong giai đoạn thiết kế, công tác quan trắc công trình cần phải làm rõ nội dung sau: 1.7.1 Giai đoạn báo cáo nghiên cứu tiền khả thi: Sự cần thiết phải bố trí thiết bị quan trắc; Xác định sơ thành phần khối lợng thiết bị đo, thiết bị thu; Vốn đầu t 1.7.2 Giai đoạn báo cáo nghiên cứu khả thi: Sự cần thiết phải bố trí thiết bị quan trắc công trình; Thành phần khối lợng thiết bị đo, thiết bị thu (danh mục thiết bị đo, thiết bị thu, loại thiết bị phải đặt mua nớc ngoài); Vốn đầu t; Kiến nghị (nếu cần) chế độ quan trắc đặc biệt phải có đề cơng quan trắc đặc biệt; Quan trắc đặc biệt bao gồm nội dung chủ yếu sau: - Sự cần thiết phải tiến hành quan trắc đặc biệt; - Nội dung cần quan trắc đặc biệt; - Danh mục thiết bị đo, thiết bị thu để quan trắc đặc biệt; - Vốn đầu t phục vụ quan trắc đặc biệt; - Thời gian bắt đầu, kết thúc quan trắc đặc biệt 1.7.3 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật bao gồm nội dung: Bố trí tuyến quan trắc mặt mặt cắt công trình; Bố trí thiết bị đo tuyến, mặt cắt; Sơ đồ bố trí hệ thống dây dẫn từ thiết bị đo đến thiết bị thu; Bản liệt kê danh mục thiết bị đo, thiết bị thu; Tổng dự toán 1.7.4 Giai đoạn Bản vẽ thi công gồm nội dung sau: Thiết kế lắp đặt cho loại thiết bị đo; Thiết kế chi tiết tuyến dẫn từ mốc thiết bị đo ®Õn thiÕt bÞ thu; ThiÕt kÕ chi tiÕt, kÕt cấu thiết bị đo (nếu cha có thiết kế mẫu); Thiết kế lắp đặt thiết bị đo, thu, lập danh mục số lợng, loại, vị trí đặt thiết bị đo, thiết bị thu, mặt cắt toàn công trình; Dự toán hạng mục 1.7.5 Giai đoạn Thiết kế kỹ thuật thi công (đối với công trình thiết kế bớc): Thực theo quy định Điều 1.7.3 1.7.4 1.8 Bố trí thiết bị đo phục vụ cho quan trắc đặc biệt nh quan trắc tạm thời thời gian thi công nên bố trí tập trung vào khối, đơn nguyên đại diện quan trọng mà dựa vào đánh giá đợc làm việc toàn công trình 1.9 Trong đố án thiết kế cần phải sử dụng thuật ngữ ký hiệu quy ớc nh sau: Đơn nguyên đo: đoạn công trình mà ta bố trí thiết bị đo; Tiết diện đo: mặt cắt ngang hay đứng để thể vị trí, loại thiết bị đo; Tuyến đo: đờng thẳng theo phơng ngang hay dọc tim công trình; Điểm đo: vị trí đặt thiết bị đo quy định chủ yếu quan trắc thiết kế bố trí thiết bị 2.1 Quan trắc chuyển vị 2.1.1 Nội dung quan trắc chuyển vị gồm: Quan trắc lún mặt, lún lớp đất thân (lún sâu); Quan trắc chuyển vị ngang, nghiêng, lệch; Quan trắc độ mở rộng hay thu hĐp cđa khíp nèi, khe hë 2.1.2 Bè trÝ c¸c thiết bị đo để quan trắc chuyển vị đợc quy định nh sau: - Đối với công trình đất, quy định theo Điều 3.1.2 - Đối với công trình bê tông đá, quy định theo Điều 3.2.2; Đối với công trình bê tông cốt thép đất, quy định theo Điều 3.3.2 3.3.4 2.2 Quan trắc thÊm 2.2.1 Néi dung quan tr¾c thÊm gåm: Quan trắc độ cao mực nớc hồ chứa, trớc sau mặt cắt bố trí thiết bị đo; trớc sau công trình xả, cống lấy nớc v.v ; Quan trắc đờng bão hoà; Quan trắc áp lực nớc thấm lên công trình; Quan trắc lu lợng thấm 2.2.2 Bố trí thiết bị đo để quan trắc thấm đợc quy định nh sau: Đối với công trình đất, quy định theo Điều 3.1.4; Đối với công trình bê tông đá, quy định theo Điều 3.2.3; Đối với công trình bê tông cốt thép đất, quy định theo Điều 3.3.5 đến 3.3.8 2.3 Quan trắc nhiệt độ 2.3.1 Để quan trắc nhiệt độ công trình bê tông, cần đặt nhiệt kế đo từ xa, nhiệt kế điện trở đợc áp dụng nhiều Nhiệt kế đợc bố trí công trình thi công Hệ thống dây dẫn đợc nối từ nhiệt điểm thu tập trung 2.3.2 Số lợng nhiệt kế bố trí công trình phụ thuộc vào kích thớc, hình dạng công trình nhiệm vụ đề cho công tác quan trắc Việc bố trí nhiệt kế cần phải thông qua tính toán Nguyên tắc phải đủ điểm để vẽ đợc biểu đồ đồng nhiệt độ, để so sánh với lý thuyết tính toán Nên bố trí nhiệt kế hai biên hạ lu với số lợng dày hơn, vào tâm công trình Nếu bê tông có dùng chất phụ gia cần bố trí nhiệt kế tâm để kiểm tra ảnh hởng đến chế độ nhiệt bê tông 2.3.3 Công trình bê tông đá có cột nớc lớn (công trình cấp II trở lên) phải bố trí thiết bị đo nhiệt mặt tiếp xúc công trình với Chiều sâu đá cần quan trắc quy định tối đa 0,5 Hđ (Hđ chiều cao đập) 2.3.4 cấu kiện mỏng công trình (chiều dày nhỏ 5m), nhiệt độ giảm tơng đối nhanh, trờng hợp không cần phải bố trí nhiệt kế, trừ trờng hợp có yêu cầu nghiên cứu 2.3.5 Quan trắc nhiệt độ nớc thấm để xác định hớng tốc độ dòng thấm Bố trí nhiệt kế để đo nhiệt độ dòng thấm nguyên tắc giống nh nhiệt kế đo nhiệt độ bê tông Để đơn giản, nên bố trí trùng với tuyến quan trắc đờng bão hoà 2.4 Quan trắc ứng suất công trình 2.4.1 Để quan trắc ứng suất công trình đất nh công trình bê tông, áp dụng hai phơng pháp: Quan trắc trực tiếp trị số ứng suất quan trắc trị số biến dạng sau tính toán lý thuyết đàn hồi dẻo Khi thiết kế bố trí thiết bị đo từ xa cần ý kết hợp với thiết kế bố trÝ hƯ thèng nhiƯt kÕ sÏ tiÕt kiƯm d©y dÉn điểm quan trắc 2.4.2 Số lợng bố trí thiết bị quan trắc ứng suất công trình phụ thuộc vào quy mô, hình dạng công trình tính phức tạp Để quan trắc ứng suất điểm theo toán chiều, hai chiều, môi trờng đẳng hớng liên tục ®iĨm (®o) chóng ta chØ cÇn bè trÝ 1, thiết bị đo đủ (Xem hình 2-1) 2.4.3 Trong trờng hợp tổng quát để nghiên cứu trạng thái ứng suất toán không gian, phải bố trí cụm gồm thiết bị đo (Xem hình 2-2) Khi nghiên cứu toán biến dạng phẳng bố trí thiết bị đo Trờng hợp toán ứng suất phẳng bố trí thiết bị đo (hình 2-3) Trong trờng hợp ứng suất hai hớng vuông góc với cần bố trí hai thiết bị đo cho điểm quan trắc Hình 2-1: Sơ đồ bố trí cụm thiết bị đo Mặt đứng Mặt cạnh Mặt cạnh Mặt Mặt Hình 2-2: Sơ đồ bố trí cụm thiết bị đo Mặt cạnh Mặt đứng Hình 2-3: Sơ đồ bố trí cụm thiết bị đo Mặt 2.4.4 Đối với kết cấu bê tông, để quan trắc ứng suất phải bố trí vị trí công trình đợc tính toán theo lý thuyết thí nghiệm mô hình nhằm so sánh trị số thực tế với trị số tính toán Để nghiên cứu ứng suất cục nơi nh mép lỗ cống, góc cửa vào cống phải đặt thiết bị đo từ 2-3 điểm quan trắc 2.4.5 Để nghiên cứu ứng suất đá, thiết bị đo phải đặt hố khoan đợc khoan trớc vào đá Trong đá, thiết bị đo phải đặt thẳng đứng Để loại trừ ứng suất thân đá khỏi số quan trắc, phải bố trí thiết bị đo ống hình trụ không chịu ứng suất trớc Do việc xác định ứng suất đá khó khăn phức tạp, nên bố trí thiết bị đo điểm mà xuất ứng suất lớn (Xem hình 2-4) Bê tông Tấm thép Hình 2-4: Sơ đồ bố trí thiết bị đo ứng suất đá 2.4.6 Nội dung thiết kế bố trí chi tiết thiết bị đo ứng suất công trình bê tông đá đợc quy định Điều 3.2.5 3.1.6 công trình đất 2.5 Quan trắc ứng lực cốt thép 2.5.1 Để đo ứng lực cốt thép chịu lực kết cấu bê tông cốt thép, sử dụng lực kế (Load cell) hàn trực tiếp vào cốt thép chịu lực (không đợc hàn vào đoạn cốt thép cong) Vị trí đặt lực kế, vào biểu đồ mômen tính toán 2.5.2 Không nên bố trí lực kế đơn chiếc, mà bố trí thành cụm 2-3 trở lên Có thể bố trí cốt thép cách hai Đối với cốt thép có đờng kính nhỏ 20cm không đợc hàn lực kế vào cốt thép 2.6 Quan trắc áp lực nớc, áp lực mạch động dòng chảy 2.6.1 Thiết bị đo mạch động dòng chảy thờng dùng cảm biến kiểu tự cảm Các thiết bị đợc lắp đặt bắt đầu đổ bê tông hoàn thành đổ bê tông phải có phận đặt sẵn khối bê tông để đảm bảo liên kết chắn thiết bị đo với mặt bê tông Trờng hợp phải đặt thiết bị đo thời gian thi công bê tông, cần thiết kế vỏ bọc kim loại để bảo vệ thiết bị khỏi chịu va đập trình xây dựng Trớc đa thiết bị đo vào vận hành phải tháo bỏ vỏ bọc Thiết bị đo phải lắp đặt hoàn chỉnh trớc công trình ngập nớc trớc xả lũ, thời gian lắp đặt thiết bị cần phải đảm bảo bê tông chèn có đủ cờng độ 2.6.2 Các thiết bị đo áp lực nớc, áp lực mạch động đặt mặt phẳng nằm ngang thẳng đứng công trình Sơ đồ bố trí, vị trí đặt thiết bị đo phải vào kết tính toán thí nghiệm mô hình 2.6.3 Thiết bị đo rung động để xác định biên độ dao động công trình có tiêu chuẩn riêng, nên tiến hành đo rung động điểm tự (công son) Điều 3.2.6 3.3.13 quy định chi tiết việc bố trí thiết bị đo mạch động công trình bê tông đá mềm yếu 2.7 Lắp đặt dây dẫn từ thiết bị đo đến điểm quan trắc (điểm thu) 2.7.1 Phần lớn thiết bị đo dùng để quan trắc thực tế công trình thuỷ lợi thiết bị đo từ xa, nên lập đố án bố trí thiết bị đo cần phải thiết kế hƯ thèng d©y dÉn Néi dung thiÕt kÕ bao gåm tuyến dây dẫn từ điểm đặt thiết bị đo đến điểm quan trắc, biện pháp lắp đặt hệ thống dây dẫn, biện pháp bảo vệ dây khỏi va đập nh trình tự đổ bê tông 2.7.2 Để tránh h hỏng, hệ thống dây dẫn phải đợc bọc cẩn thận đặt vào rãnh (máng), sau phải đợc lấp đầy nhựa đờng bê tông 2.7.3 Các máng, rãnh đặt dây dẫn phải bảo đảm khô r¸o, tr¸nh níc thÊm däc theo m¸ng; m¸ng bè trÝ phía thợng lu (mặt chịu áp) phải đặt cách mặt thoáng 2m nhằm tránh nớc thấm vào máng 2.7.4 Các điểm quan trắc (tạm thời cố định) nên đặt hành lang ngăn chuyên dùng phải bố trí cao trình thấp cao trình thiết bị đo, nhng phải cao mực nớc hạ lu 2.7.5 Để lắp đặt thiết bị đo vào công trình nh hệ thống dây dẫn, quan thiết kế phải lập đồ án thiết kế bố trí quy trình lắp đặt Bố trí thiết bị quan trắc cụm đầu mối chủ yếu công trình thuỷ lợi 3.1 Bố trí thiết bị quan trắc đập đất đập đất đá hỗn hợp 3.1.1 Thành phần, khối lợng công tác quan trắc: đợc quy định nh sau: S.T.T Néi dung quan tr¾c Quan tr¾c chun vị Quan trắc thấm Quan sát áp lực kẽ rỗng Quan trắc nhiệt độ Quan trắc ứng suất Quan trắc áp lực đất lên kết cấu bê tông nằm đập Quan trắc biến dạng phận bê tông cốt thép nằm đập I + Cấp công tr×nh II III IV + + + + + + + + + + + + + + + V + + Đập cấp IV V yêu cầu nghiên cứu đặc biệt cần bố trí thiết bị đo để quan trắc lún, đờng bão hoà lu lợng thấm 3.1.2 Thiết bị đo để quan trắc lún 3.1.2.1 Để quan trắc lún mặt (lún đỉnh, mái đập) ta sử dụng thiết bị đo giới thiệu Phụ lục A; Đối với công trình nhở từ cấp IV trở xuống nên u tiên áp dụng phơng pháp trắc đạc dùng hệ thống mốc mặt Để quan trắc lớp đất khác thân đập cao (cấp II trở lên) nên sử dụng thiết bị đo tự động nh: Quả lắc thuận đảo, thiết bị đo kiểu từ tính (Magnetic Extensometer), thiết bị ®o lón s©u b»ng khÝ nÐn (Pneumatic settlement cell) v.v (Xem Phụ lục A) Đối với đập thấp (cấp IV trở xuống) nên sử dụng mốc sâu đơn giản Hệ thống mốc mặt mốc sâu phải bố trí 10 đạc, Quả lắc thuận - đảo, Thiết bị đặt nghiêng (Inclinometer) v.v Đối với đập thấp (cấp IV, V), để quan trắc độ mở rộng khe nứt, dùng hệ thống mốc trắc đạc đặt mặt công trình, nên đặt đối xứng qua khe nối Số lợng thiết bị đo để quan trắc khe nèi phơ thc vµo chiỊu cao, chiỊu réng vµ kết cấu đập; Theo chiều dọc khe nối cách 10-15m bè trÝ mét ®iĨm ®o 3.2.3 Bè trÝ thiết bị quan trắc áp lực thấm lên đáy đập, chống thấm vòng quanh công trình 3.2.3.1 Để quan trắc áp lực thấm (kể áp lực đẩy nổi) lên đáy công trình phải bố trí thiết bị đo lên mặt tiếp xúc đáy công trình Thiết bị đo áp lực kế (xem Phụ lục A) ống đo ¸p, nÕu bè trÝ ¸p lùc kÕ sÏ quan tr¾c đợc trị số áp lực lên điểm đo, bố trí ống đo áp cho ta cột nớc áp lực điểm quan trắc Nguyên tắc bố trí áp lực kế nh ống đo áp áp dụng nh quan trắc áp lực kẽ rỗng, quan trắc đờng bão hoà, đập đất đá hỗn hợp 3.2.3.2 Để quan trắc cột nớc áp lực nớc tác dụng lên chống thấm (màn phun xi măng) với thiết bị ống đo áp, nên bố trí ống đo áp phía trớc sau phun Số lợng ống đo áp bố trí tuyến từ - ống: Một ống đặt phía trớc phun, có độ sâu nửa độ sâu màn; ống lại (2-3 ống) bố trí sau phun, có ống đặt sát phun độ sâu độ sâu phun, ống đặt sát ngang mặt tiếp xúc đập Nếu đập có nhiều lớp đá xấu khác lại xuất xói ngầm hoá học chịu tác dụng nớc ngầm có áp lực tăng số lợng ống đo tuyến, nhng không nhiều ống tuyến Trờng hợp đá đồng đều, không xử lý thấm cho phép bố trí 1-2 thiết bị đặt sát đáy công trình với để quan trắc áp lực ngợc thành phần hoá học nớc thấm 3.2.3.3 Tuyến quan trắc áp lực thấm phụ thuộc vào chiều dài, hình dạng, kết cấu đập điều kiện địa chất đập Khi công trình có nhiều đơn nguyên (nhiều đoạn) đơn nguyên bố trí tuyến đo Trờng hợp công trình có nhiều loại vật liệu khác (ví dụ đập có đơn nguyên bê tông, đơn nguyên đá xây bắt buộc đơn nguyên phải bố trí tuyến quan trắc) 3.2.3.4 Quan trắc thấm vòng quanh (thấm hai bên vai) công trình bê tông tiến hành trờng hợp đất đắp hay địa 19 chất khối tựa đất đá xấu, nứt nẻ nhiều Nguyên tắc bố trí tuyến đo áp giống nh quan trắc đờng bão hoà 3.2.4 Bố trí thiết bị quan trắc nhiệt độ 3.2.4.1 Do thay đổi nhiệt độ công trình bê tông khối lớn, xuất khe nứt nhiệt gây nguy hiểm cho làm việc công trình nên cần ý mức quan trắc chế độ nhiệt công trình bê tông Thiết bị quan trắc nhiệt thờng dùng hệ thống nhiệt kế đặt sẵn vào khối bê tông từ thi công công trình Việc bố trí tuyến quan trắc nhiệt số lợng nhiệt kế tuyến phụ thuộc vào kích thớc, quy mô cấp công trình Mỗi đơn nguyên công trình bố trí tuyến quan trắc nhiệt Theo chiều cao công trình cách khoảng 1015m bố trí mặt cắt ngang (tiết diện) quan trắc Số lợng nhiệt kế bố trí mặt cắt ngang phải đủ để vẽ đợc biểu đồ đẳng nhiệt công trình, thờng bố trí từ 5-7 nhiệt kế mặt cắt ngang (xem hình 4.1) nên bố trí phần sát biên dày phần tâm công trình 3.2.4.2 Đối với công trình bê tông đá có chiều dày nhỏ 5m không cần phải tiến hành quan trắc nhiệt 3.2.5 Quan trắc ứng suất 3.2.5.1 Để quan trắc trạng thái ứng suất công trình bê tông khối lớn, thờng thực phơng pháp: trực tiếp gián tiếp qua biến dạng, sau tính chuyển thành ứng suất theo lý thuyết đàn hồi dẻo Thiết bị quan trắc gián tiếp qua biến dạng thiết bị kiểu dây căng (Tenzomet, Embeded Strain gauge) v.v Thiết bị đo trùc tiÕp øng st thêng dïng hiƯn lµ: Pressure cell, Total pressure cell v.v Nguyên tắc bố trí hệ thống thiết bị đo công trình bê tông phải vào biểu đồ ứng suất tính toán (kể biểu đồ ứng suất nhiệt), u tiên bố trí dày mặt cắt có biểu đồ ứng suất hai dấu Việc bố trí tuyến số lợng thiết bị đo tuyến nh quy định Điều 2.4 3.2.5.2 Quan trắc ứng suất nhiệt công trình bê tông toàn khối có ý nghĩa quan trọng Khi bố trí thiết bị để quan trắc ứng suất nhiệt cần vào biểu đồ ứng suất nhiệt tính toán sát mép thợng lu, mặt tiếp xúc bê tông với đá khe nhiệt khe nối phải bố trí nhiệt kế dày khối bê tông Nên bố trí thiết bị 20 đo để quan trắc ứng suất ứng st nhiƯt cïng mét tun (Xem h×nh 3.9) H×nh 3.9: Sơ đồ bố trí tuyến quan trắc nhiệt ứng suất đập bê tông trọng lực đá 3.2.6 Bố trí thiết bị quan trắc áp lực mạch động dòng chảy 3.2.6.1 Quan trắc áp lực mạch động dòng chảy sau đập tràn, cửa cống lấy nớc, mũi hất máng phun, thân dốc nớc v.v thực công trình quan trọng cấp II trở lên Để quan trắc áp lực mạch động dòng chảy ta thờng dùng thiết bị đo kiểu cảm biến (Pressure Cell, Hydraulic Load Cell v.v ) đặt vị trí cần đo nh: cửa van, mũi hất đập tràn, hố tiêu v.v Các thiết bị đo mạch động đợc đặt thành tuyến song song vuông góc với trục dòng chảy Tại tuyến đo, số lợng thiết bị đo bố trí không đợc Đối với công trình quan trọng trớc bố trí thiết bị quan trắc mạch động phải thông qua thí nghiệm mô hình để đặt thiết bị đo xác (Xem hình 3.10) 21 Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thiết bị đo quan trắc áp lực mạch động dòng chảy lên mặt công trình bê tông 3.2.6.2 Để quan trắc rung động công trình động đất, thiết bị máy làm việc hoạt tải, không quy định tiêu chuẩn 3.3 Bố trí thiết bị quan trắc công trình bê tông cốt thép đất 3.3.1 Các công trình bê tông cốt thép đất đề cập tiêu chuẩn chủ yếu là: đập tràn cột nớc thấp, cống lộ thiên, trạm bơm v.v Nguyên tắc định nội dung quan trắc lập đồ án thiết kế bố trí thiết bị đo thực nh quy định nêu phần 3.3.2 Đối với công trình bê tông cốt thép đất, việc quan trắc chuyển vị, áp lực thấm nền, đờng bão hoà hai vai công trình quan trọng, cần phải bố trí thiết bị quan trắc Ngoài công trình cấp II trở lên phải bố trí thiết bị đo để quan trắc trạng thái ứng suất thân nền, áp lực mạch động hạ lu bể tiêu năng, áp lực ngang đất 3.3.3 Quan trắc lún công trình bê tông cốt thép đất giống nh đập đất, công trình bê tông, theo phơng pháp Trắc đạc phơng pháp tự động nh: Quả lắc thuận 22 đảo, Magnetic Extensometer v.v Nguyên tắc bố trí mốc đo để quan trắc lún đập bê tông giống nh đập đất Trong trờng hợp công trình đợc chia thành đoạn khe lún mốc đo đoạn sử dụng làm mốc quan trắc lún (kể quan trắc độ nghiêng) đoạn công trình Nếu khe lún qua trục mố trụ cho phép đặt mốc cao độ vào bốn góc mố trụ thợng lu hạ lu (Xem hình 3.11) Hình 3.11: Sơ đồ bố trí mốc đo quan trắc lún hai khoang công trình bê tông đất 3.3.4 Quan trắc chuyển vị ngang công trình bê tông cốt thép đất đợc tiến hành nh công trình bê tông đá 3.3.5 Để quan trắc áp lực thấm công trình, sử dụng áp lực kế đặt sẵn vào điểm cần quan trắc từ thi công Đối với cát mịn ph¶i thiÕt kÕ líp b¶o vƯ hÕt søc cÈn thËn để trách tắc 3.3.6 Các tuyến quan trắc áp lực thấm đợc bố trí vuông góc với trục tim công trình Số lợng tuyến quan trắc đợc ấn định điều kiện địa chất nền, kích thớc công trình, khoảng cách tuyến không đợc lớn 40m Số lợng tuyến công trình không nhỏ 3: tuyến giữa, lại hai bên thềm vai công trình nối tiếp với bờ 3.3.7 Trong tuyến quan trắc, áp lực kế đợc bố trí nh sau: - điểm đặc trng đờng viền; - trớc sau thiết bị chống thấm 23 3.3.8 Quan trắc thấm vòng quanh hai bên vai công trình phải thực đắp đất địa chất khối tựa đá xấu, nứt nẻ nhiều Thiết bị đo đợc cấu tạo giống nh ống đo đờng bão hoà đập đất Số lợng ống tuyến đo tuỳ thuộc vào quy mô công trình, tối thiểu phải lớn 3.3.9 Công trình bê tông cốt thép cấp II trở lên đất việc bố trí thiết bị đo để quan trắc ứng suất thân công trình phải bố trí thiết bị đo để quan trắc ứng suất đất nền, thiết bị quan trắc ứng suất áp lực kế phải đặt cách mặt đáy bê tông 10-15cm Việc bố trí chi tiết thiết bị quan trắc ứng suất đất nh Điều 2.4.1 3.2.5.1; số lợng tuyến quan trắc không đợc nhỏ 3: Một tuyến vị trí lòng sông, hai tuyến lại đặt hai bên thềm Khoảng cách tuyến quan trắc không nên lớn 30m Số lợng áp lực kế tuyến phụ thuộc vào kích thớc mặt cắt ngang công trình; tối thiểu từ đến 5: Hai biên, áp lực kế đợc bố trí dày giữa; Trờng hợp phức tạp cần phải tăng số lợng áp lực kế 3.3.10 Những phận công trình có khối bê tông lớn, phải bố trí thiết bị quan trắc ứng suất nhiệt áp dụng theo Điều 3.2.5 3.3.11 Công trình bê tông cốt thép, nên cần quan trắc ứng lực cốt thép Thiết bị đo lực kế (Load cell, Vibration load cell, Embeded strain gauge v.v ) C¸c lùc kÕ đợc bố trí thành tuyến theo phơng chịu lực, công trình bố trí không tuyến: Một tuyến tâm đáy móng, hai tuyến lại đặt hai biên đáy Số lợng lực kế tuyến phụ thuộc vào hình dạng kích thớc đáy móng công trình nhng không đợc 3, tốt bố trí thành cụm Các lực kế đợc hàn cố định vào thép chịu lực theo hai phơng (dọc ngang) Chỉ đặt lực kế ®èi víi thÐp cã ®êng kÝnh lín h¬n 20mm 3.3.12 Trờng hợp công trình có thiết kế thép néo vào phải bố trí lực kế để quan trắc øng st kÐo cđa nã ViƯc bè trÝ tun vµ số lợng lực kế tuyến áp dụng nh Điều 3.3.11 3.3.13 Công trình bê tông cốt thép đất mềm yếu cần phải bố trí thiết bị để quan trắc áp lực mạch động dòng chảy lên mặt đập, bể tiêu sân sau nối tiếp với bể Các thiết bị đo mạch động dòng chảy đợc bố trí tuyến song song vuông góc với dòng chảy Vị trí đặt điểm đo tuyến quan trắc cần nghiên cứu kỹ, nên đặt điểm có xung lực lớn dòng chảy 24 Đối với công trình cấp I cấp đặc biệt, vị trí đặt thiết bị đo mạch động phải thông qua kết mô hình 3.4 Bố trí thiết bị quan trắc đập vòm đá 3.4.1 Đập vòm dạng công trình bê tông đá, nội dung thiết kế bố trí thiết bị quan trắc áp dụng theo điều 3.2 Tuy vậy, Đập vòm thuộc loại kết cấu mỏng, tính chất làm việc không hoàn toàn giống đập bê tông trọng lực, nên có số quy định cho phù hợp 3.4.2 Do đập vòm đặt đá tốt, thiết kế bố trí thiết bị để quan trắc lún sử dụng phơng pháp đơn giản: bố trí mốc trắc đạc bề mặt đập Hình 3.12: Sơ đồ bố trí hệ thống thiết bị quan trắc đập vòm 3.4.3 Để quan trắc chuyển vị ngang đập vòm, sử dụng thiết bị sau: Quả lắc thuận Thiết bị đặt nghiêng (Inclinometer) Trờng hợp đập vòm có mặt cắt cong gẫy khúc bố trí dây treo chạy suốt từ đỉnh đến đặt điểm cố định mặt cong đập (Xem hình 3.12) Các điểm đặt thả lắc phải thẳng đứng từ xuống dới Quả lắc giá đỡ cần bố trí bng (hè) kh«ng ngËp níc 25 3.4.4 HƯ thèng lắc để quan trắc chuyển vị ngang quan trắc độ võng mặt cong so với trục dọc đập Số lợng điểm đặt quan trắc phụ thuộc vào chiều cao đập, trung bình 10-15m theo chiều cao bố trí điểm đo Mỗi khoang đập cần bố trí tuyến quan trắc chuyển vị ngang độ võng 3.4.5 Bố trí thiết bị ®o ®Ĩ quan tr¾c ®é më réng hay thu hĐp khe nhiệt khe lún đập vòm đặc biệt quan trọng phải tiến hành quan trắc trình thi công công trình Thiết bị ®o khe hë ®ỵc bè trÝ ®èi xøng qua khe nhiƯt (khe lón), theo chiỊu cao ®Ëp cø 5-10m bè trí thiết bị đo Đối với đập cấp IV trở xuống đặt điểm dấu ống thăng để quan trắc độ mở rộng khe nối, khe lún Phơng án A Hình 3.13a Phơng án B Hình 3.13b 26 3.4.6 Bố trí thiết bị đo để quan trắc thấm qua nền, vai khe nối đập vòm quy định giống nh đập bê tông trọng lực Điều 3.2.3 Quan trắc làm việc phun xi măng chống thấm cho đập, sử dụng loại đơn giản ống đo áp đặt sẵn từ kết thúc khoan Tuyến quan trắc thấm đợc bè trÝ nh sau: - Mét tun ë tríc mµn phun xi măng có độ sâu nửa độ sâu cđa mµn; - PhÝa sau mµn bè trÝ hai tun: tuyến sát chống thấm có độ sâu 0,5-0,7 độ sâu màn; Tuyến thứ ba bố trí sát mặt tiếp xúc với 3.4.7 Quan trắc áp lực thấm lên mặt tiếp xúc với công trình, sử dụng số loại thiết bị sau: - ống đo áp; - áp lực kế : Total pressure, Pressure cell, Hydraulic Load cells v.v NÕu sư dơng ống đo áp phải bố trí ống dẫn dài lên khỏi mặt thoáng Trờng hợp dùng áp lực kế đặt sẵn lên mặt tiếp xúc với công trình phải bố trí hệ thống dây dẫn đến điểm quan trắc Thiết bị đo bố trí theo tuyến hay theo lới ô vuông Số lợng tuyến quan trắc tuỳ thuộc vào chiều dài, chiều cao điều kiện địa chất đập, khoảng cách tuyến tối đa 100-150m địa chất phức tạp, trờng hợp phức tạp thiết bị quan trắc phải bố trí dày 3.4.8 Bố trí thiết bị để quan trắc thấm vòng quanh hai biên công trình đợc thiết kế giống nh hệ thống thiết bị quan trắc đờng bão hoà đập đất 3.4.9 Quan trắc phân bố nhiệt độ bê tông đập vòm đặc biệt quan trọng phải đợc thực từ xây dựng công trình Thiết kế số lợng vị trí tuyến quan trắc nhiệt độ cần phải vào chiều cao số khoang đập, tối thiểu khoang đập phải có tuyến quan trắc nhiệt độ Theo chiều cao đập 10m có mặt cắt ngang quan trắc, ®ã bè trÝ tõ ®Õn ®iÓm tuú theo mặt cắt ngang đập Yêu cầu điểm đầu cuối phải cách biên đập từ 0,4 đến 0,6m 3.4.10 Để quan trắc nhiệt độ đập, cần bố trí nhiệt kế (Resistance thermometer) đo từ xa đặt sẵn lỗ khoan dới đập độ sâu 5-6m 27 Hệ thống lỗ khoan bố trí thành tuyến ngang, dọc theo đập theo lới ô vuông cho việc quan trắc thuận lợi Số lợng điểm đo bố trí phải đủ để phân tích đợc trờng nhiệt độ thấm đập 3.4.11 đập vòm, ứng suất tải trọng gây thờng lớn việc bố trí thiết bị đo để quan trắc ứng suất, biến dạng quan trọng Tại điểm quan trắc phải bố trí theo phơng đứng ngang Số lợng tuyến đo phụ thuộc vào chiều cao đập, nhiệm vụ nghiên cứu đặc biệt (nếu có), theo chiều cao đập khoảng 10m bố trí mặt cắt ngang Trên mặt cắt ngang bố trí từ đến điểm đo, vị trí cụ thể đặt thiết bị đo phải dựa vào kết tính toán trạng thái ứng suất biến dạng đập Kt Bộ trởng nông nghiệp ptnt Thứ trởng 28 Phụ lục A danh mục thiết bị đo thông dơng STT 1 Néi dung quan tr¾c Thiết bị đo Mốc quan trắc Quan lún mặt bê trắc lún tông cốt thép (Mốc mỈt mỈt) Mèc mỈt b»ng thÐp (Settlement gauge) Mốc quan trắc lún sâu bê tông cốt thép (Mốc sâu) Quan Mốc sâu trắc lún thép kiĨu khÝ nÐn s©u (Preumatic settlement cell) Mèc s©u b»ng thÐp kiĨu tõ tÝnh (Magnetic extensometer) Mèc ng¾m quan trắc chuyển vị ngang phơng pháp trắc đạc Hầm dọc quan Quan trắc chuyển vị trắc ngang chuyển dọi vị ngang Ghi Bằng bê tông hay thép đặt trực tiếp lên bề mặt đập; Đợc quan trắc phơng pháp trắc đạc Bằng thép đặt lên mặt lớp đất cần đo lún; Đợc quan trắc tự động Bằng bê tông kết hợp thép đặt trực tiếp lên lớp đất cần quan trắc; Đợc quan trắc trắc đạc Bằng thép, lúc quan trắc đợc độ lún nhiều lớp đất khác Nguyên lý quan trắc khí nén Cấu tạo giống nhng quan trắc nguyên lý từ tính lúc quan trắc đợc nhiều lớp đất khác Bằng bê tông hay thép; đặt lên đỉnh hay đập; Đợc quan sát theo phơng pháp trắc đạc Hầm đặt đỉnh đập, bê tông cốt thép có đờng kính khoảng 1m; Cắm sâu vào đá gốc, đỉnh có giá đỡ thép hình để treo lắc (quả dọi) 22 Quả lắc thuận, đảo quan trắc chuyển vị ngang, nghiêng dọi Thiết bị đo đợc đặt nghiêng để quan trắc lún ngang, nghiêng (Inclinometer) Quả lắc thuận chân cố định vào nền, đỉnh tự dịch chuyển; Quả lắc đảo ngợc lại: cố định đỉnh tự di chuyển dới đáy Căn vào dịch chuyển so với hớng thẳng đứng ban đầu, cho biết độ chuyển vị ngang, nghiêng, lệch Thiết bị đo đợc chôn nghiêng, đo ta thả thiết bị vào cho ta biết trị số dịch chuyển ngang, nghiêng 23 TiÕp theo ThiÕt bị đo biến dạng kiểu dây rung chiều (Vibrating Wire Jointmeter) Thiết bị đợc chôn vào hai bên Quan khớp nối; liên kết dây trắc căng có đặt thiết bị thu biến Loại đo biến dạng dạng chiều khe nối, Thiết bị đo biến Cấu tạo giống nh nhng khe nứt dạng kiểu dây rung đo biến dạng chiều chiều (Vibrating Wire Jointmeter) ống đo áp Khoan đặt ống đo áp vào thân đập nền, phía Quan dới ống có lọc bảo vệ Khi đo trắc đthả thiết bị vào ống tạo ờng bão thành mạch kín cho ta biết hoà giá trị cột nớc ống Giếng quan trắc Cấu tạo giống nh nhng có đờng bão hoà đờng kính lớn nhiều; (Observation Well) thiết bị thu có cấu tạo hình tròn, đo thả vào ống tự động báo giá trị cột nớc ống áp lực kiểu thuỷ Thiết bị đo hệ thống ống lực (Hydraulic đổ đầy chất lỏng; Thiết bị piezometer) thu cấu tạo nh nh áp Quan kế trắc áp áp lùc kÕ kiĨu Gièng nh trªn nhng èng lùc kÏ khÝ nÐn (Pneumatic thay chÊt láng b»ng khÝ nÐn rỗng piezometer) áp lực kế kiểu Gồm kim loại đợc dây rung (Vs kéo căng, ống thổi piezometer) cuộn dây điện từ Khi bị kích, kim loại rung tạo nên tín hiệu tần số truyền qua cáp tín hiệu đến thiết bị thu áp lực kiểu dây Cấu tạo giống nh trªn rung (Carlson pore pressure) 24 TiÕp theo 10 11 Quan tr¾c øng suÊt, áp lực nớc, áp lực mạch động áp lực kế kiểu dây căng đo gián tiếp (Tenzomet) áp lực kế kiểu dây căng đo gián tiếp (Strain gauge) ¸p lùc kÕ kiĨu trùc tiÕp (Pressure Cell) áp lực kế kiểu đo trực tiếp (Preumatic/ Hydraulic Pressure Cell) Lùc kÕ ®o trùc Quan tiÕp (Load Cell) trắc Lực kế kiểu dây ứng lực rung đo gián tiếp cốt thép (Embeded Strain gauge) Quan Nhiệt kế điện trở trắc (Carlson Resistance nhiệt Thermometer) độ Quan Cột thuỷ khí trắc cột nớc Đập thành mỏng Quan trắc lu lợng Đập mặt cắt hình thang Đập mặt cắt tam giác Thiết bị đo kiểu gián tiếp thông qua quan trắc biến dạng, sau tính chuyển thành ứng suất theo lý thuyết đàn hồi, dẻo Cấu tạo nh Nguyên lý làm việc nh trên, nhng có gắn thiết bị đo tự động chuyển từ tần số sang đơn vị lực Cấu tạo nh Nguyên lý làm việc giống nh thiết bị đo ứng suất Quan trắc biến dạng cốt thép, sau xác định ứng lực theo lý thuyết đàn hồi Theo nguyên lý điện thành nhiệt năng: Có điện trở kim loại, gắn thiết bị thu trị số đọc giá trị nhiệt độ Bằng bê tông, thép, gỗ đặt trớc tuyến quan trắc Bằng bê tông cốt thép; Bố trí sau đập rãnh tập níc Nh trªn Nh trªn 25 Phơ lơc B Ký hiệu mộ t số t hiết bịđo t hông dụng Phụ Lục TT Tên gọi công dụng Mốc đo lún mặ t M.M Mốc đo lún sâ u M.s Mốc ngắ m đo chuyển vịngang MN Thiết bịhầm đo chuyển vịngang Hn Thiết bịđo khe hở Kh Thiết bịđo đờng bão hoà BH p kếđo áp lực n c thấm akt p kếđo áp lực đất akđ p kếđo áp lực kẽ rỗng akr o 10 p kếđo áp lực cốt thép ak ct 11 Nhiệt kếđo nhiệt độ bê tông nk b 12 Thiết bịđo ứng suất bê tông loại đơn a k b1 13 Thiết bịđo ứng suất bê tông loại kép a k b2 14 Thiết bịđo ứng suất bê tông loại kép a k b3 15 Thiết bịđo áp lực mạch động a k đo Thiết bịđo rung động mạch động akr 16 Ký hiệu chữ Ký hiệu hì nh vẽ Mặ t ®øng MỈ t b»ng 26 MỈ tc ... độ quan trắc đặc bi t phải có đề cơng quan trắc đặc bi t; Quan trắc đặc bi t bao gåm c¸c néi dung chđ u sau: - Sự cần thiết phải tiến hành quan trắc đặc bi t; - Nội dung cần quan trắc đặc bi t;... khối lợng công tác quan trắc: đợc quy định nh sau: S.T.T Néi dung quan trắc Quan trắc chuyển vị Quan trắc thấm Quan sát áp lực kẽ rỗng Quan trắc nhiệt độ Quan trắc ứng suất Quan trắc áp lực đất... lợng công tác quan trắc: đợc quy định nh sau: S.T.T Néi dung quan trắc Quan trắc chuyển vị Quan trắc thấm Quan sát nhiệt độ Quan trắc ứng suất Quan trắc áp lực mạch động dòng chảy Quan trắc áp