强震动观测是地震学和地震工程学以及防震减灾实践的重要基础之一，是认识强地震动特征和各类工程结构地震反应特性的主要手段（周雍年，2001）。强震仪的布设选择在不受周围环境、建筑和结构振动影响的空旷自由场地作为台址，台址应避开局部地形变化大的地点，如山梁、河谷等，台址与周边高大建筑物之间的距离应大于建筑物的高度和长度（庄灿涛等，2003；中国地震局，2005；周雍年，2006）。

强震仪内部有很多精密器件，这些器件对剧烈的温度、湿度、气压变化比较敏感。当强震仪安放于潮湿的室外加速度计观测罩时，这种安装环境可产生大的温湿度变化，有可能直接对观测仪器造成损害。因此，在安装强震仪时，减小温湿度变化是仪器正常工作的关键环节。

根据《中国数字强震动台网技术规程（JSGC—2003）》，强震仪一般安装在独立观测室，而在南方等人口稠密地区，很难寻找合适的安装环境。为确保自由场观测条件，强震仪工作地点通常选择在学校或公园的草坪、河道边等，环境较为恶劣。独立观测室涉及土地、造价等问题，而玻璃钢摆罩价格不菲（徐永林等，2002；郭德顺等，2006；于海英等，2007；陈琳荣等，2009；卞真付等，2009）。为保障观测效果，要求仪器墩尽可能矮小，若室外加速度计观测罩隔震槽防水渗涌措施不到位，则易进水。浙江地下水位较高，梅雨季节及强降水易导致室外观测站被水淹，强震仪损坏等事故时有发生。针对以上问题，发明一种小型室外加速度计观测罩，该观测罩具有体积小、制造方便、使用寿命长、防水隔震等特点，可以为强震仪提供良好的工作环境。

强震仪小型室外加速度计观测罩外观见图 1。该观测罩包括由混凝土制成的摆墩及容纳摆墩的防水室，防水室顶部设有观察窗，摆墩侧壁和防水室内壁之间设有防水密封隔震槽，以减少外界对强震仪的影响，为强震仪提供良好的工作环境。防水室用于容纳摆墩，摆墩底部与防水室底部进行一体浇筑，保证防水室具有良好的密封性，提高防水效果。摆墩与防水室之间不填充混凝土，不采用其他刚性材料直接连接或密封，而采用泡沫层以及位于泡沫层上方的橡胶层填充，形成隔震槽，要求具有良好隔震效果的同时确保防水性。隔震槽设计为该观测罩建设关键技术所在。

图 1(Fig. 1)

图 1 强震仪小型室外加速度计观测罩外观 Fig.1 Small outdoor soil layer observation station for the installation of strong motion

隔震槽的泡沫层具有良好的隔震效果，体积大，造价低，且不易老化，使用寿命长，而橡胶层具有良好的密封效果，二者结合使用，使隔震槽造价低，而隔震密封效果好。为了进一步提高防水效果，防水室内铺设防水卷材（除观察窗表面，包括防水室内壁、密封垫上表面及摆墩外表面），进一步防止水汽从防水室侧壁或底部渗漏进入。

由于内外温差变化，密封的防水室内会形成水汽影响强震仪工作，为加强空气流通排湿，使防水室保持相对干燥，在防水室靠近顶部相对的侧壁上设有2组通气孔（通风降温且防止低水位液体流入防水室），上覆挡虫网（防止小虫飞入，且不影响空气流通）。

观察窗（安装双层中空玻璃）活动安装在防水室顶部，一端铰接在防水室顶部边框，沿水平方向倾斜设置，防止雨水蓄积。活动观察窗便于安装或维修强震仪，平时密封在防水室顶部，防止外界流水或杂物进入，需要时打开观察窗，使用方便。

为方便数据采集及供电，防水室侧壁设有穿线管（强震仪数据线可以通过穿线管伸出防水室），管内设有密封垫，防止水的渗入。

强震仪小型室外加速度计观测罩构造见图 2，安装技术实施步骤如下：① 在地表清理出草皮、杂物等回填土，挖掘出适当深度和面积的安装槽；② 将Φ20钢筋防腐处理，交叉倾角插入安装槽的地面，相对水平面的倾斜角度在45°—60°范围，插入地面土层的长度为0.5—1.0 m，质地较硬则深度浅，质地软则深度大；③ 在露出地面的钢筋上套上摆墩模具，浇铸由砂子、石块、水泥混合的C30混凝土，完成摆墩制造；④ 在摆墩上套装泡沫层（泡沫层为边框结构，宽5 cm，高10 cm），其外设置混凝土挡墙模具，混凝土挡墙顶面为斜面，预埋通气管和过线管，一次性向模具内浇铸由砂子、石块、水泥混合的C30混凝土，完成混凝土挡墙制造；⑤ 待混凝土养护后，在混凝土挡墙防水翻折部及泡沫层上方铺设5 cm厚的橡胶层，由沥青粘合剂粘合；⑥ 在混凝土挡墙内壁、橡胶层上表面及摆墩侧壁满铺一层防水卷材；⑦ 安装与混凝土挡墙顶面配合的Low-E双层中空玻璃观察窗，观察窗倾斜设置，边框较高侧与混凝土挡墙顶面边沿铰接，便于开启和关闭；⑧ 固定边框。

图 2(Fig. 2)

图 2 强震仪小型室外加速度计观测罩构造 1 Φ20固定钢筋2泡沫边框3橡胶板4 Φ50镀锌管5防水卷材6混凝土挡墙7通气孔8销轴9 Low-E双层中空玻璃10铝合金边框11强震仪仪器墩(a)剖面图；(b)平面图 Fig.2 The structure map of the small outdoor soil layer observation station for the installation of strong motion

通过以上8个步骤，强震仪小型室外加速度计观测罩安装完成。

强震仪小型室外加速度计观测罩建造技术于2016年5月被授予发明专利（专利号：ZL 2014 1 0337887.3）。该观测罩在摆墩与防水室的混凝土挡墙之间设隔震槽，隔震槽底部通过泡沫层、橡胶层和防水卷材的复合密封，既起到防水密封效果，又达到隔震目的。该技术发明结构简单，混凝土材料使用寿命长，防水效果好，可为强震仪提供良好的工作环境。

该项技术发明已在湖州德清、舟山定海、台州玉环等十多个地震台站使用。与现有技术相比，采用本技术建造的强震仪小型室外加速度计观测罩，解决了室外加速度计观测罩防水、隔震、保温问题，改善了强震仪观测环境，且施工工期短、造价低、保护效果好，有利于仪器维修检测，不仅降低经济成本，还能有效降低施工工期。强震仪小型室外加速度计观测罩可为强震仪提供理想的观测环境，有效解决强震仪在较恶劣环境下的使用问题，具有现实意义，值得推广。