水管式沉降儀水管式沉降儀是可直接測(cè)讀出結(jié)構(gòu)物各點(diǎn)沉降量的儀器，主要應(yīng)用于土石壩下游堆石體（反濾層）、心墻、堤防等分層豎向位移（沉降）。
1結(jié)構(gòu)型式水管式沉降儀主要由沉降測(cè)頭、管路、量測(cè)板等三部分組成。如圖1所示。
1.挖槽；2.混凝土；3.砂或粘土；4.脫氣設(shè)備；5.反壓設(shè)備；6.測(cè)驗(yàn)版；7.沉降計(jì)筒；8.溢流管；9.通氣管；10.脫氣水；11.水泵；12.氣泵；13排氣管圖1 水管式沉降計(jì)量測(cè)原理示意圖
（1）沉降測(cè)頭。由外徑200mm、高340mm的有機(jī)玻璃筒（或防銹處理過(guò)的鋼管），上、下鋁合金蓋板組成。底座上設(shè)有帶保護(hù)的進(jìn)水管（與連通水管相連）、通氣管及排水管。（2）管路。所有管路均應(yīng)堅(jiān)固，徑向變形小，吸濕量小。進(jìn)水管采用能承受0.2Mpa內(nèi)壓的1010尼龍管。通氣管、排水管及保護(hù)管應(yīng)采用聚乙烯塑料管。（3）量測(cè)板。與測(cè)頭相連的進(jìn)水管、通氣管及排水管的終端均固定在量測(cè)板上，與進(jìn)水管相通的玻璃測(cè)量管附有最小刻度為1mm的不銹鋼尺。量測(cè)板上還配有抽氣、供水裝置。 2工作原理采用連通管原理測(cè)量測(cè)頭的沉降（如圖2），即采用水管將壩內(nèi)測(cè)頭連通水管的水杯與壩外量測(cè)板上的玻璃測(cè)量管相連接，使壩內(nèi)水杯與壩外量管兩端都處于同一大氣壓中，當(dāng)水杯充滿水并溢流后，觀測(cè)房中玻璃管中液面高程即為壩內(nèi)水杯杯口高程。測(cè)得水杯杯口高程的變化量即為該測(cè)點(diǎn)的相對(duì)垂直位移量。 1.通氣管；2.水杯；3.排水管；4.測(cè)量管；5.水位；6.標(biāo)尺；7.進(jìn)水管圖2 連通管原理圖 3主要技術(shù)指標(biāo)南京水利科學(xué)研究院土工所制造的水管式沉降儀測(cè)量系統(tǒng)量程為100mm（可按用戶要求定），準(zhǔn)確度±2mm，管長(zhǎng)小于300m。南京自動(dòng)化研究院南瑞大壩監(jiān)測(cè)公司生產(chǎn)的NSC-1型水管式沉降儀量程為0~100mm，測(cè)量精度為±1~±5mm。 4布置原則 1、觀測(cè)斷面應(yīng)布置在最大橫斷面及其它特征斷面上（原河床、合龍段、地質(zhì)及地形條件復(fù)雜、結(jié)構(gòu)及施工薄弱段等），一般可設(shè)1~3個(gè)斷面。這些地段具有代表性，而且能控制主要沉降變形及其變化情況。 2、每個(gè)斷面上可布設(shè)1~3條觀測(cè)垂線，其中一條宜布設(shè)在壩軸線附近。觀測(cè)垂線的布置應(yīng)盡量形成縱向觀測(cè)斷面。 3、觀測(cè)垂線上測(cè)點(diǎn)的間距，應(yīng)根據(jù)壩高，結(jié)構(gòu)形式，壩料特性及施工方法與質(zhì)量而定，一般2~10m。一條觀測(cè)垂線上的測(cè)點(diǎn)，一般宜3~15個(gè)測(cè)點(diǎn)，最下一個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)置于壩基以下3m左右，以作為壩體沉降變形監(jiān)測(cè)的基點(diǎn)。 4、沉降管應(yīng)盡量與測(cè)斜管合用一根管，沉降管及沉降環(huán)一般隨壩體填筑安裝埋設(shè)，也可在工程填筑完成后鉆孔埋設(shè)（采用叉簧片的沉降環(huán)），但施工期的大部分沉降變形已無(wú)法獲得。 5、水管式沉降儀測(cè)點(diǎn)，一般沿壩高橫向水平布置三排，分別在1/3、1/2及2/3壩高處。對(duì)于軟基及深覆蓋層的壩基表面，還應(yīng)布設(shè)一排點(diǎn)，一般每排布設(shè)3~5個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)的分布也應(yīng)盡量形成觀測(cè)垂線。 6、振弦式沉降儀布設(shè)同上，但埋設(shè)時(shí)注意，儲(chǔ)液罐安裝高程要比傳感器和通液管路高。 7、布設(shè)水平向固定式測(cè)斜儀時(shí)，測(cè)點(diǎn)布置可參照分層豎向位移測(cè)點(diǎn)間距結(jié)合布設(shè)。測(cè)斜管的剛度盡量與周?chē)喈?dāng)，且采用伸縮式接頭連接，同時(shí)隨壩體填筑同步埋設(shè)。 5埋設(shè)安裝要點(diǎn)水管式沉降儀通常采用挖溝槽方法埋設(shè)，也可不挖溝槽直接在填筑面鋪設(shè)。埋設(shè)要點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：（1）通常采用挖溝槽方法埋設(shè)，當(dāng)壩面填筑到測(cè)點(diǎn)以上約1.0m高程時(shí)，沿埋設(shè)線開(kāi)挖埋設(shè)溝槽。溝槽開(kāi)挖深度1.0~1.2m（粗粒料壩體用上限），對(duì)粗粒料壩體，必須過(guò)渡層形式人工壓實(shí)整平基床；對(duì)細(xì)粒料壩體，應(yīng)注意仔細(xì)操作，避免超挖。（2）在埋設(shè)測(cè)頭處澆筑厚約10cm的混凝土基床，并用水平尺校準(zhǔn)測(cè)頭的水平和校測(cè)管路基床坡度，其不平整度允許偏差為不大于±2mm，管路基床坡度為1%~3%（預(yù)計(jì)測(cè)點(diǎn)及沿線沉降量大時(shí)取上限），傾向觀測(cè)房。（3）將測(cè)頭置于基床面上，連接各管路，在其周?chē)⒋笥跍y(cè)頭外徑10cm的模板澆筑混凝土（400#），至距頂面10cm時(shí)平放鋼筋網(wǎng)繼續(xù)澆筑、抹平，正常養(yǎng)護(hù)至拆模。澆筑混凝土前須對(duì)測(cè)頭性能進(jìn)行測(cè)試檢查，確定合格后方可施工。（4）各管路外套保護(hù)管，然后沿已整平的基床蛇形平放引至觀測(cè)房。（5）在觀測(cè)房?jī)?nèi)，將各測(cè)頭的管路對(duì)號(hào)就位連接到量測(cè)板上（管路均采用無(wú)接頭整管），打開(kāi)各測(cè)頭通氣管路上的閥門(mén)，依次用脫氣水給各測(cè)頭的測(cè)量管充水排氣，氣泡排盡后開(kāi)通向玻璃量管得閥門(mén)，使其水位升高一點(diǎn)，關(guān)緊水閥，待管內(nèi)水位穩(wěn)定后，讀出水面刻尺數(shù)值，即為測(cè)頭初始讀數(shù)，同時(shí)測(cè)出量測(cè)管安裝基面的高程。（6）粗粒料壩體中以過(guò)渡層形式人工壓實(shí)回填至測(cè)頭頂面以上1.8m；細(xì)粒料壩體中回填原壩料人工壓實(shí)至測(cè)頭頂面以上1.5m時(shí)，才可按正常程序碾壓施工。（7）埋設(shè)全過(guò)程做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)及施工記錄，編制監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)考證表。 6測(cè)讀方法每次測(cè)讀前，用水準(zhǔn)儀測(cè)出測(cè)量板的標(biāo)點(diǎn)高程，讀出測(cè)量板上各測(cè)點(diǎn)玻璃管上的水位。然后逐個(gè)向測(cè)頭連通管得水杯充水排氣。進(jìn)水速度要小于排水管的排水速度，避免測(cè)頭內(nèi)積水位上升，溢出的水會(huì)進(jìn)入通氣管，破壞大氣連通，招致測(cè)量系統(tǒng)工作失常。如果通氣管阻塞，可向管內(nèi)抽氣或抽水。量測(cè)管得穩(wěn)定數(shù)值判定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)每20分鐘讀一次數(shù)，直至最后兩次讀數(shù)不變?yōu)橹埂：涞貐^(qū)為防止管路凍壞，可用乙二醇和甲醇的配比為655:345（體積比）混合液，再摻入0.4（體積比）的水所配成的防凍液來(lái)代替脫氣水，可達(dá)到-52℃以上的防凍效果。
