大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程測(cè)量裝置領(lǐng)域，特別是一種大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管。本實(shí)用新型適用于超高混凝土面板堆石壩面板撓度、壩體內(nèi)部沉降和水平位移分布式監(jiān)測(cè)，也可用超高心墻堆石壩、土壩等工程的壩體沉降分布式監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大壩變形觀測(cè)中，存在外部觀測(cè)和內(nèi)部觀測(cè)之分，內(nèi)部變形主要有壩體沉降和壩體上下游的水平位移觀測(cè)。對(duì)面板堆石壩還有面板變形觀測(cè)，周邊縫變形觀測(cè)等。壩體外部變形的觀測(cè)儀器都埋設(shè)在外部，運(yùn)行觀測(cè)比較容易，儀器更新維護(hù)使得持續(xù)觀測(cè)亦有保障。
[0003]目前傳統(tǒng)壩體沉降監(jiān)測(cè)儀器以水管式沉降儀為主，該方法是基于連通器的原理，其觀測(cè)原理簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，工程應(yīng)用實(shí)踐豐富，且結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。傳統(tǒng)式沉降儀不足之處在于觀測(cè)結(jié)果受氣壓、溫度等環(huán)境因子的干擾影響較大，且沉降監(jiān)測(cè)是點(diǎn)式觀測(cè)，一般間隔20~30米安裝一個(gè)沉降測(cè)頭，對(duì)施工干擾很大，費(fèi)用較高。傳統(tǒng)沉降儀還存在一個(gè)致命性缺點(diǎn)，即耐久性問(wèn)題，大壩安全與運(yùn)行年數(shù)往往是成反比的，埋設(shè)在壩體內(nèi)部的沉降儀在監(jiān)測(cè)初期的運(yùn)行效果一般較好，但在后期會(huì)出現(xiàn)儀器設(shè)備損壞而無(wú)法維修更新的問(wèn)題。
[0004]壩體內(nèi)部水平位移主要采用傳統(tǒng)的引張線(xiàn)水平位移計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，基本原理是利用固定在壩體內(nèi)部?jī)啥说匿摻z將水平位移傳遞到傳感器或者測(cè)量尺上。該方法測(cè)量原理簡(jiǎn)單、直觀、不受溫度和外界環(huán)境變化的影響，但是對(duì)鋼絲的要求較高，鋼絲本身會(huì)有一個(gè)彈性變形，壩體內(nèi)部會(huì)有沉降，這會(huì)影響最終的測(cè)量精度。
[0005]對(duì)于混凝土面板堆石壩而言，面板撓度變形是壩體變形觀測(cè)中必不可少的一部分。面板變形常規(guī)監(jiān)測(cè)儀器有測(cè)斜儀，例如固定式測(cè)斜儀、活動(dòng)式測(cè)斜儀、單點(diǎn)測(cè)斜儀等，通過(guò)近幾十年的工程實(shí)踐證明，測(cè)斜儀仍存在很多不足，一般只適用于小變形，施工條件復(fù)雜儀器的埋設(shè)粗活率不高，且后期由于儀器無(wú)法維修使用壽命有限，及點(diǎn)式測(cè)量的問(wèn)題，測(cè)量數(shù)據(jù)有限不足以真實(shí)的反應(yīng)出面板撓度變形曲線(xiàn)。
[0006]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其光纖陀螺民用化，國(guó)內(nèi)開(kāi)始將光纖陀螺技術(shù)引用到大壩安全監(jiān)測(cè)中，如蔡德所2003年成功將光纖陀螺技術(shù)成功運(yùn)用于某工程的面板堆石壩面板撓度和壩體沉降變形監(jiān)測(cè)，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)“壩體面板撓度或壩體內(nèi)部水平及垂直變形裝置”申請(qǐng)?zhí)?200410012677.3公開(kāi)了一種光纖陀螺技術(shù)監(jiān)測(cè)面板堆石壩面板撓度及壩體水平位移和壩體沉降裝置，監(jiān)測(cè)管道采用鋼管和波紋管相間形成，檢測(cè)裝置通過(guò)檢測(cè)監(jiān)測(cè)管道的變形獲得面板堆石壩面板撓度及壩體水平位移和壩體沉降數(shù)據(jù)，但在該方案中存在變形只在波紋管處，鋼管不會(huì)隨之變形，而且波紋管處凸凹不平，會(huì)干擾測(cè)量裝置的測(cè)量精度，造成測(cè)量數(shù)據(jù)不精確。而且光纖陀螺測(cè)值漂移問(wèn)題突出、管道布置方式單一、工程成本較高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管，能夠以較高的精度隨著面板堆石壩面板撓度變化、壩體內(nèi)部沉降和水平位移而隨之變形，且內(nèi)壁光滑，表面摩擦力小，耐腐蝕。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管，多個(gè)撓性管節(jié)互相連接，撓性管節(jié)的端頭設(shè)有翹起的翻邊，兩個(gè)法蘭圈壓緊在兩根撓性管節(jié)的翻邊上，兩個(gè)法蘭圈之間通過(guò)螺栓連接。
[0009]大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管用于埋設(shè)在構(gòu)建物的內(nèi)部，并由沿著大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管行走的監(jiān)測(cè)裝置獲取大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的數(shù)據(jù)。
[0010]在法蘭圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于容納翻邊的翻邊階臺(tái)，兩個(gè)法蘭圈之間設(shè)有凸凹定位結(jié)構(gòu)。
[0011]在法蘭圈的內(nèi)圈外側(cè)設(shè)有外弧口。
[0012]在撓性管節(jié)的端頭之間設(shè)有密封圈，密封圈的內(nèi)圈邊緣設(shè)有牽引繩管懸掛孔。
[0013]還設(shè)有穿過(guò)撓性管節(jié)的中繼懸掛件，中繼懸掛件上設(shè)有中繼懸掛孔。
[0014]中繼懸掛件的頂部設(shè)有覆蓋頭，覆蓋頭為整個(gè)中繼懸掛件最寬的位置，中繼懸掛件的中部設(shè)有梯形部，在中繼懸掛件28的底部設(shè)有中繼懸掛孔。
[0015]大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管2的直徑為200~299mm。
[0016]所述的撓性管節(jié)的內(nèi)壁設(shè)有增厚部，在增厚部設(shè)有牽引繩孔。
[0017]所述的撓性管節(jié)采用超高分子量聚乙烯材料。
[0018]本實(shí)用新型提供的一種大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管，通過(guò)采用帶翻邊的撓性管節(jié)以法蘭的方式互相拼接的結(jié)構(gòu)，能夠以較高的精度隨著面板堆石壩面板撓度變化、壩體內(nèi)部沉降和水平位移而隨之變形，且便于實(shí)現(xiàn)密封，撓性管節(jié)的內(nèi)壁光滑，表面摩擦力小，耐腐蝕，便于沿著大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管行走的監(jiān)測(cè)裝置獲得關(guān)于面板堆石壩面板撓度變化、壩體內(nèi)部沉降和水平位移的精確數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0020]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型中沿著壩體面板布置的大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型中水平布置在壩體中的大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型中大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管上中繼懸掛件的局部放大示意圖。
[0024]圖5為本實(shí)用新型中大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管上中繼懸掛件的橫截面示意圖。
[0025]圖6為本實(shí)用新型中密封圈的橫截面示意圖。
[0026]圖7為本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8為本實(shí)用新型中監(jiān)測(cè)裝置的橫截面示意圖。
[0028]圖9為本實(shí)用新型中大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。
[0029]圖10為采用本實(shí)用新型測(cè)得的大壩撓度曲線(xiàn)。
[0030]圖11為現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)測(cè)得的大壩撓度曲線(xiàn)。
[0031]圖中:壩體1，大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管2，撓性管節(jié)21，翻邊22，密封圈23，法蘭圈24，翻邊階臺(tái)25，外弧口 26，牽引繩管懸掛孔27，中繼懸掛件28，覆蓋頭281，梯形部282，中繼懸掛孔283，牽引繩管29，觀測(cè)房3，監(jiān)測(cè)裝置4，采集板401，光纖陀螺儀402，加速度計(jì)403，磁傳感器404，數(shù)據(jù)記錄儀405，電源406，攝像頭407，數(shù)據(jù)及充電接口 408，緩沖裝置409，牽引掛鉤410，開(kāi)關(guān)411，指示燈412，萬(wàn)向滾輪413，聚四氟乙烯支腳414，重錘5，牽引裝置6，卷?yè)P(yáng)裝置61，管底引導(dǎo)輪62，引導(dǎo)輪7，擋板8。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1~3中，一種大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管，多個(gè)撓性管節(jié)21互相連接，撓性管節(jié)21的端頭設(shè)有翹起的翻邊22，兩個(gè)法蘭圈24壓緊在兩根撓性管節(jié)21的翻邊22上，兩個(gè)法蘭圈24之間通過(guò)螺栓連接。由此結(jié)構(gòu)，將各個(gè)撓性管節(jié)21可靠的互相連接?，F(xiàn)有技術(shù)中的連接方式是先將撓性管節(jié)之間套接，然后再焊接的連接方式，這種方式會(huì)在連接位置形成變厚的結(jié)構(gòu)，變厚的部分不容易隨著壩體I的變形而隨之變形，并且在連接的位置會(huì)形成錯(cuò)臺(tái)，使連接位置的隨動(dòng)變形受到影響，相應(yīng)整個(gè)大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的隨動(dòng)變形精度受到影響。而如圖2、3中所示的連接方式對(duì)大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管2的隨動(dòng)變形影響較小，從而提尚測(cè)量精度。
[0033]優(yōu)選的方案中，大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管2的直徑為200~299mm。較小的直徑能夠更好的反映面板堆石壩面板撓度變化、壩體內(nèi)部沉降和水平位移，從而提高監(jiān)測(cè)的精度。
[0034]優(yōu)選的，所述的撓性管節(jié)21采用超高分子量聚乙烯材料。即分子量150萬(wàn)以上的無(wú)支鏈的線(xiàn)性聚乙烯。該材料具有耐腐蝕、具有一定的撓性利于隨動(dòng)變形、成品表面光滑、表面摩擦力小，且易于加工的優(yōu)點(diǎn)。
[0035]如圖2、3中大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管用于埋設(shè)在構(gòu)建物的內(nèi)部，并由沿著大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管行走的監(jiān)測(cè)裝置4獲取大壩內(nèi)觀沉降監(jiān)測(cè)管的數(shù)據(jù)。通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置4內(nèi)的光纖陀螺儀402、三軸磁通門(mén)磁傳感器、加速度計(jì)403，磁傳感器404獲得監(jiān)測(cè)管道變形的精確數(shù)據(jù)。
[0036]優(yōu)選的方案如圖3中所示，在法蘭圈24的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于容納翻邊22的翻邊階臺(tái)25，由此結(jié)構(gòu)，使撓性管節(jié)21的翻邊22被精確定位，避免在撓性管節(jié)21連接的位置產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。在兩個(gè)法蘭圈24之間設(shè)有凸凹定位結(jié)構(gòu)，由此結(jié)構(gòu)，確保法蘭圈24之間同心，提高連接精度，進(jìn)一步避免在撓性管節(jié)21連接的位置產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。
[0037]優(yōu)選的方案如圖3中所示，在法蘭圈24的內(nèi)圈外側(cè)設(shè)有外弧口 26。由此結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩個(gè)互相連接的撓性管節(jié)21在連接的部位變形時(shí)，法蘭圈24不會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生干涉。從而提