一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型属于水电站及水利工程大坝安全监测技术领域，具体涉及一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置。背景技术：2.渗流监测系统是掌握水工建筑物及其地基的渗流状态，及时发现隐患，评判工程安全稳定性的重要设施，包括监测渗流形成的浸润线、扬压力、坝基渗透压力、渗流量和渗流水质等监测项目，据统计20％的大坝失事是由地基渗透引起扬压力过高、渗漏量增大、渗透坡降过大引起坝基渗透变形而造成的。无论何种工程等级、规模大小的混凝土坝或土石坝，扬压力或坝基渗透压力均为大坝安全监测的必设项目之一，其测值大小直接反应大坝坝体渗透稳定性及坝基防渗帷幕的防渗效果，是分析和评价大坝安全的重要依据。3.大坝扬压力或坝基渗透压力通常是由设置在坝基廊道内的测压管进行日常监测。随着大坝安全监测工作的重视程度愈益增加，以及相应技术规范要求的不断提高，对监测系统数据准确性和可靠性的要求越来越高，大坝坝基廊道扬压力监测装置也必须逐步向高适用性、高精度、高灵敏度的方向转变，才能发挥其在大坝安全监测中的重要作用。最新混凝土坝及土石坝安全监测技术规范要求：扬压力监测装置应同时满足无压、有压及人工比测的要求，现有监测装置在精度、适用性等不能满足相应要求时，应对其进行改造。目前，多数大坝坝基廊道扬压力监测装置在采用渗压计自动化监测的同时，根据运行初期有压或无压状态，单一地对应采用压力表或电测水位计进行人工校测，但后期由于坝体和坝基材料参数变化，以及坝基防渗帷幕或下游排水设施运行状态的改变，造成坝基廊道扬压力水头的变化。当扬压力由有压状态变为无压状态，或由无压状态变为有压状态，原有监测装置不能满足要求，且不便进行加装或改造；另外，存在诸多装有压力表的扬压力监测装置，在后期渗透稳定后，扬压力水头大幅下降，但仍然处于有压状态，水头在0～25cm之间，即压力表测值应处于0～0.025mpa之间，由于原有压力表量程过大，致使其指示测值在0mpa处不变，数据失真，无法检校自动化测值的可靠性，达不到监测要求，此时拆卸更换小量程压力表极为不便、成本较大，且后期当扬压力水头增大时依然不能满足监测要求。4.中国专利公告号cn 203643076 u公开了一种水电厂基础廊道扬压测量装置，但该装置仅解决了扬压力水头低于压力表安装高程，测压管处于无压状态时实现免拆卸读数，不能满足扬压力水头略高于压力表安装高程时的小量程读数，且其测量读数范围限于廊道基础面至压力表安装高程，当测压管水位低于廊道基础面时测量也存在盲区。中国专利公告号cn 214471488 u公开了一种大坝扬压力测压管的人工观测装置，解决了扬压力水头在测压管管口高程附近小范围波动时人工观测的便捷度，但未考虑由于其零点对齐误差、观测段老化倾斜等带来的误差问题，且不能满足测压管水头大范围变动时有压、无压及自动化人工比测的监测要求。技术实现要素：5.本实用新型的目的在于克服目前大坝坝基廊道扬压力监测装置在运行过程中因各种因素造成扬压力水头变化，导致原监测装置量程不符、灵敏度较差的设计缺陷，弥补扬压力监测装置不能同时满足有压无压和自动化人工比测的不足。在不影响原有坝体结构安全性和渗透稳定性的前提下，实现各运行状态下扬压力水头的无盲区高精度监测，提供一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置。该装置结构精巧，操作简单，便于安装和改造，具有较强的适用性和较好的经济性。6.本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：7.一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置，包括渗压计、测压管、y型支管、支管闷盖、球阀、连接支撑端、红外水平仪、透明观测管、压力表、观测尺、电缆线、水平支管、弯管和竖向支管；8.在测压管出廊道地面附近设置y型支管，一方面用于将渗压计电缆线自支管闷盖送出，实现任意扬压力水头的自动化监测，另一方面，当扬压力水头低于y型支管分岔处时，电测水位计自y型支管出入进行人工校测；y型支管上部设置扬压力水头大小及监测方式启闭的球阀，球阀上部由连接支撑端将测压管与透明观测管相连接，设置红外水平仪嵌套在透明观测管处且能够上下移动，非工作状态下放置在连接支撑端上；观测尺固定在廊道垂直侧墙处；在测压管旁路设水平支管，通过弯管连接竖向支管；压力表连接在竖向支管上，当扬压力水头较高达到压力表灵敏度时，采用压力表进行人工校测。9.本实用新型进一步的改进在于，测压管采用直径为50mm镀锌钢管，由廊道平面处向下钻孔至建基面以下，孔深在建基面以下的深度不大于1m。10.本实用新型进一步的改进在于，y型支管采用与测压管同材质直径为50mm的镀锌钢管，与测压管夹角ψ不大于30°，y型支管长度不超过15cm。11.本实用新型进一步的改进在于，测压管顶部设置连接的支撑端，由支撑环和顶部内螺旋组成，与透明观测管的底部外螺旋连接固定。12.本实用新型进一步的改进在于，压力表选用能监测到安装高程处可能产生最大水头压力值的量程，精度等级不低于0.4级；以压力表中心线高程为参照，竖向支管顶部高程应略高于压力表中心线，透明观测管底部高程低于压力表中心线。13.本实用新型进一步的改进在于，红外水平仪为长方体结构，内部嵌套在透明观测管能够上下移动，并在两个方向上设置水准气泡一、水准气泡二、紧固螺母一和紧固螺母二，观测时将水位观测窗中标记线与透明观测管上的水位对齐，通过水准气泡一、水准气泡二与紧固螺母一和紧固螺母二将红外水平仪调平固定在透明观测管上，维持透明观测管为垂直状态，打开红外水平仪开关发射水平光束至观测尺，由观测尺上光束位置测读扬压力水位；红外水平仪在非工作状态下放置在连接支撑端上。14.本实用新型进一步的改进在于，透明观测管采用透明pvc材料制成，管径小于测压管内径，与测压管顶部通过螺纹连接，顶部设置端盖，端盖顶部设置通气孔，孔径为2mm，在保证透明观测管水面与大气相通的同时，防止杂物进入透明管内。15.本实用新型进一步的改进在于，观测尺设置在透明观测管附近廊道的垂直侧墙处，分度值为1mm，观测尺范围覆盖整个透明观测管。16.本实用新型进一步的改进在于，竖向支管顶部设置竖管闷盖和排水放气阀，以满足当扬压力水头处于压力表中心线与水平支管底部之间时，电测水位计自竖向支管顶部出入进行人工校测，支管闷盖及竖管闷盖均采用螺栓连接，内衬止水材料，以承担测压管运行中的水头压力，且保证密封效果；在竖向支管顶部附近设置的排水放气阀，用以排除测压管及各支管中存在的气体及做泄压灵敏度测试。17.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果：18.本实用新型提供的一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置，该装置的先进性在于设置y型支管结构，同时满足自动化监测和低水头水工测量方式，结构精巧，便于操作；利用透明观测管与观测尺配合，提高了有压但水头较小时监测灵敏度，弥补了低水头下压力表量程不符、灵敏度较差的设计缺陷；设置球阀和红外水平仪，克服细长型pvc管在观测时可能出现倾斜不完全垂直，水头读数有误差的现象，增加扬压力水头的测值精度；监测装置整体结构简单，不仅适用于新建大坝的坝基扬压力监测装置的布置，也可广泛运用于现有监测装置的改造，设备造价成本低、易于实现，各工况下监测方法简单明了，具有很好的适用性和工作稳定性。19.本实用新型的先进性还在于采用“全面覆盖、分段监测”的设计原则，在不影响渗压计自动化监测的全周期运行的同时，人工监测方式覆盖了扬压力水头可能存在的全部四种状况，且各水头的监测方法互不干扰，过程简单明了，易于实现，真正意义上实现坝基廊道扬压力的全量程监测，克服了因各因素造成杨压力水头出现较大变化，而导致原有设计状态的监测装置量程不符、存在监测盲区的缺陷，有效提高了坝基扬压力监测值的稳定性、可靠性。附图说明20.图1为全量程高灵敏度坝基廊道扬压力监测装置安装结构示意图。21.图2为透明观测管上红外水平仪结构示意图，其中图2(a)为主视图，图2(b)为俯视图。22.图3为透明观测管顶部端盖结构示意图，其中图3(a)为主视图，图3(b)为俯视图。23.图4为测压管与透明观测管连接结构示意图，其中图4(a)为安装有红外水平仪的透明观测管示意图，图4(b)为透明观测管示意图。24.附图标记说明：25.1-渗压计、2-测压管、3-y型支管、4-支管闷盖、5-球阀、6-连接支撑端、7-红外水平仪、8-透明观测管、9-观测管端盖、10-压力表、11-三通、12-竖管闷盖、13-排水放气阀、14-观测尺、15-电缆线、16-电缆管、17-固定条、18-销钉、19-水平支管、20-弯管、21-竖向支管、701-水准气泡一、702-水准气泡二、703-水位观测窗、704-水平线发射窗、705-紧固螺母一、706-紧固螺母二、901-通气孔、902-端盖侧壁、903-端盖顶部、601-支撑环、602-顶部内螺旋、801-底部外螺旋。具体实施方式26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。27.参考图1至图4，本实用新型全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置，包括渗压计1、测压管2、y型支管3、支管闷盖4、球阀5、连接支撑端6、红外水平仪7、透明观测管8、端盖9、压力表10、三通11、竖管闷盖12、排水放气阀13、观测尺14、电缆线15、电缆管16、固定条17、销钉18、水平支管19、弯管20和竖向支管21。28.其中，在测压管2出廊道地面附近设置y型支管3，一方面将渗压计1电缆线15通过电缆管16自支管闷盖4送出，实现任意扬压力水头的自动化监测，另一方面，可满足当扬压力水头低于y型支管分岔处时，电测水位计自y型支管出入进行人工校测；y型支管上部设置扬压力水头大小及监测方式启闭的球阀5，球阀5上部由连接支撑端6将测压管2与透明观测管8相连接，设置红外水平仪7嵌套在透明观测管8处上下移动，非工作状态下放置在连接支撑端6上；以固定条17和销钉18将观测尺14固定在廊道垂直侧墙处，当扬压力水头高于压力表10中心线但压力表10无度数时，将红外水平仪7移动至透明观测管水位处，通过水准气泡一701、水准气泡二702、紧固螺母一705和紧固螺母二706调平固定，打开红外水平仪7开关发射水平光速至观测尺14位置，实现有压但压力较小时的观测读数；在测压管旁路设水平支管19，通过弯管20连接竖向支管21，竖向支管21顶部设置竖管闷盖12和排水放气阀13，以满足当扬压力水头处于压力表中心线与水平支管底部之间时，电测水位计自竖向支管21顶部出入进行人工校测；设置三通11连接竖向支管21和压力表10，当扬压力水头较高达到压力表10灵敏度时，采用压力表10进行人工校测。29.所述测压管2采用直径为50mm镀锌钢管，由廊道平面处向下钻孔至建基面以下，孔深在建基面以下的深度不应大于1m。测压管2及渗压计1的安装埋设按照dl/t 5784-2019《混凝土坝安全监测系统施工技术规范》的相关要求进行。30.所述y型支管3采用与测压管2同材质直径为50mm的镀锌钢管，与测压管2夹角ψ应不大于30°，以保证目前市场上规格尺寸最大的渗压计传感器及电测水位计探头能自由放入和拔出。y型支管3长度在不影响支管闷盖4使用下尽可能短，其下沿尺寸不宜超过15cm。31.所述测压管2顶部设置连接支撑端6，由支撑环601和顶部内螺旋602组成，与透明观测管8的底部外螺旋801连接固定，y型支管3与连接支撑端6之间设置球阀5，此球阀5仅在需要用透明观测管8观测时开启，其余时间均处于关闭状态。32.所述压力表10选用能监测到安装高程处可能产生最大水头压力值的量程，精度等级不低于0.4级。以压力表10中心线高程为参照，竖向支管21顶部高程应略高于压力表10中心线，透明观测管8底部高程应略低于压力表10中心线。33.所述红外水平仪7为长方体结构，设置有水位观测窗703和水平线发射窗704，红外水平仪7内部嵌套在透明观测管8可上下移动，并在两个方向上设置水准气泡一701、水准气泡二702和紧固螺母一705、紧固螺母二706，观测时将水位观测窗703中标记线与透明观测管8上的水位对齐，通过水准气泡一701、水准气泡二702与紧固螺母一705、紧固螺母二706将红外水平仪7调平固定在透明观测管8上，维持透明观测管8为垂直状态，打开红外水平仪7开关发射水平光束至观测尺14，由观测尺14上光束位置测读扬压力水位。红外水平仪7在非工作状态下放置在连接支撑端6上。34.所述透明观测管8采用透明pvc材料制成，管径略小于测压管2内径，与测压管2顶部通过螺纹连接，顶部设置端盖9，端盖9包括端盖侧壁902和端盖顶部903，端盖顶部903设置通气孔901，孔径为2mm，在保证透明观测管8水面与大气相通的同时，防止杂物进入透明管内。35.所述观测尺14设置在透明观测管8附近廊道的垂直侧墙处，分度值为1mm，观测尺14范围应覆盖整个透明观测管8。36.所述支管闷盖4及竖管闷盖12均采用螺栓连接，内衬止水材料，以承担测压管2运行中的水头压力，且保证密封效果。在竖向支管21顶部附近设置排水放气阀13，用以排除测压管2及各支管中存在的气体及做泄压灵敏度测试。37.参考图1中各水位高程与尺寸、角度示意图，本实用新型提供的一种全量程高灵敏度的大坝坝基廊道扬压力监测装置，在各扬压力水头范围下，渗压计1实现自动化监测，扬压力自动化校测与人工监测方法如下：38.当扬压力水位低于水平支管19底部高程h1时，打开支管闷盖4采用电测水位计测量，测量中首先标定y型支管3的管口高程h1，以及y型支管3下沿长度l，电测水位计到达感应液面时，管口处刻度为x支测，则此时扬压力水位为39.当扬压力水位在水平支管19底部高程h1与透明观测管8底部高程h2时，打开竖管闷盖12采用电测水位计测量，首先标定竖向支管21的管口高程h2，电测水位计到达感应液面时，管口处刻度为x竖测，则此时扬压力水位为h2-x竖测。40.当扬压力水位在透明观测管8底部高程h2与透明观测管8顶部高程h3时，打开球阀5用透明观测管8与观测尺14观测，首先标定压力表10中心高程h3，将红外水平仪7移动至透明观测管8水位处，读出观测尺刻度x尺测，则此时扬压力水位为h3+x尺测。41.当扬压力水位高于透明观测管8顶部高程h3时，采用压力表10监测，首先标定压力表10中心高程h3，读出压力表10测值x压测，则此时扬压力水位为h3+100·x压测。42.上述附图及具体实施方式，对本实用新型的基本原理特征及具体实现方式进行了描述，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，凡根据本实用新型技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改与等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!