CN108387989B - 用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，该发明将应力光缆的一端通过桩孔埋设于变电站深层土壤和基岩中，以监测地基沉降的特定区域；再将应力光缆的剩余部分埋设于地表浅表层的软性土壤层中，以监测土体切向变形和水土流失；其中，应力光缆通过桩孔入地后，在确保光缆中光纤信号正常的情况下，先用人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔；同时，应力光缆埋设于地表浅表层的软性土壤层中时，浅表层土壤采用U型沟槽开挖，槽底先敷设细沙，然后敷设应力光缆，再敷设人造填充剂以覆盖应力光缆，最后采用土壤掩埋。

Description

用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统防灾减灾技术领域，更具体地，涉及一种用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法。

背景技术

电力变电站是电力能源传输与变换的重要枢纽，也是国家能源网络的重点基础建设设施。过去变电站通常选址在地基坚实、地势较高的地带。随着经济社会的发展，土地资源日益减少，越来越多的平原、滩涂、低洼地带被开发利用，城市和临近城市的变电站也不得不建在原本这些不宜建站的地区。随之而来的是变电站地基沉降问题日益突出，特别是我国南方的珠江三角洲、长江三角洲、洞庭湖、鄱阳湖等冲击平原区，软土天然含水量较高，达70％～80％，地基沉降问题较为突出。同时，这些地区夏季多雨，雨水对变电站的地质冲刷渗透，导致水土流失、地面发生开裂、崩坏等地质灾害，对变电站的运行也会构成潜在的威胁，影响电网安全稳定运行。

光纤应力传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰强、多点测量时间短等优点，可用于滑坡体内、桥梁、水利、建筑等工程灾害的监测。采用光纤应力传感器原理的应力光纤光缆可以用于监控变电站的地质基础沉降状况，但其前提是应力光纤光缆必须埋设于变电站地域范围及其周边的浅表土壤层中，有一部分甚至要深入变电站地基一下的基岩层。这种情况下，应力光纤光缆必须要有一定的弯折，而且要安全妥善地安置于地下，光缆外皮要能水浸侵蚀。

发明内容

本发明提供一种可提高光缆的使用寿命的用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，包括以下步骤：

S1：将应力光缆的一端通过桩孔埋设于变电站深层土壤和基岩中，以监测地基沉降的特定区域；

S2：将应力光缆的剩余部分埋设于地表浅表层的软性土壤层中，以监测土体切向变形和水土流失；

S3：应力光缆通过桩孔入地后，在确保光缆中光纤信号正常的情况下，先用人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔；

S4：应力光缆埋设于地表浅表层的软性土壤层中时，浅表层土壤采用U型沟槽开挖，槽底先敷设细沙，然后敷设应力光缆，再敷设人造填充剂以覆盖应力光缆，最后采用土壤掩埋。

进一步地，所述桩孔分布于变电站站内或临近变电站地面区域，垂直或倾斜于地面。

进一步地，所述桩孔深度穿过地基的土壤层到达基岩层，光缆入地深度达到基岩层。

进一步地，所述桩孔直径应满足光缆入地后弯折曲率的要求。

进一步地，所述用于回填桩孔和光缆沟槽的人造填充剂采用如下比例配方形式混合制作而成：

石英砂30份，活性白土20份，水合硼酸锌5-10份，白芥子2-3份，樟脑油2-3份，增塑剂3-5份，硅油交联剂2.5份，混合均匀后经60-70摄氏度高温烘烤约60分钟冷却后即成。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明将应力光缆的一端通过桩孔埋设于变电站深层土壤和基岩中，以监测地基沉降的特定区域；再将应力光缆的剩余部分埋设于地表浅表层的软性土壤层中，以监测土体切向变形和水土流失；其中，应力光缆通过桩孔入地后，在确保光缆中光纤信号正常的情况下，先用人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔；同时，应力光缆埋设于地表浅表层的软性土壤层中时，浅表层土壤采用U型沟槽开挖，槽底先敷设细沙，然后敷设应力光缆，再敷设人造填充剂以覆盖应力光缆，最后采用土壤掩埋，实现了弯折光缆的防水保护，延长了深埋光缆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的应力光缆通过垂直于地面的桩孔进行地下敷设方法的剖面示意图；

图2为本发明的应力光缆通过倾斜于地面的桩孔进行地下敷设方法的剖面示意图；

图3为本发明的应力光缆浅表层敷设剖面示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，是应力光缆通过垂直于地面的桩孔进行地下敷设方法的剖面示意图。图1中，桩孔垂直于地面，桩孔深度穿过了地基的土壤层直到基岩层，光缆入地深度也达到了基岩层。桩孔直径满足了光缆入地后弯折曲率的要求，相当于允许光缆进入桩孔再弯折后返回地面，即桩孔直径要显著大于2倍光缆直径。光缆入地后回填桩孔时，先用一定量的人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔，图1中清楚表明了三种填充物质的顺序关系。

如图2所示，是应力光缆通过倾斜于地面的桩孔进行地下敷设方法的剖面示意图。图1中，两个桩孔倾斜于地面，桩孔深度同样都穿过了地基的土壤层直到基岩层，两个桩孔在地下联通。光缆入地深度也同样达到了基岩层。这种敷设方式的好处是光缆折弯曲率不必太大，桩孔的直径也不必太大，其缺点是对土建施工技术要求较高，要精确掌握好桩孔的定位与打孔角度，确保桩孔底部联通。与图1一样，光缆入地后回填桩孔时，先用一定量的人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔，图2中也清楚表明了三种填充物质的顺序关系。

图3所示，是本发明的应力光缆浅表层敷设剖面示意图。图3中，应力光缆用圆形截面表示，浅表层土壤采用U型沟槽开挖，槽底先敷设一定量厚度的细沙，然后敷设应力光缆，再敷设一定厚度的人造填充剂以覆盖应力光缆，最后采用土壤掩埋。图1和图2中埋设于土壤层中，未深入基岩层的应力光缆，都可采用此种方法敷设。

本发明所述的回填桩孔和光缆沟槽的人造填充剂，其成分比例为石英砂30份，活性白土20份，水合硼酸锌5-10份，白芥子2-3份，樟脑油2-3份，增塑剂3-5份，硅油交联剂2.5份，混合均匀后经60～70摄氏度高温烘烤约60分钟冷却自自然温度备用。活性白土有较强的吸水性，水合硼酸锌是一种碱性物质，白芥子、樟脑油可以防虫防蛀，硅油交联剂可以填充光缆橡胶外皮上因弯折产生的细小裂纹。这种混合填充剂烘烤冷却后，活性白土吸收了水合硼酸锌、白芥子、樟脑油、硅油交联剂，与基底材料石英砂形成一种类似水泥与粗砂的混合物，可以起到保护深埋地下的应力光缆的作用。

本发明中，细沙和土壤填充也可以由这种人造填充剂替代，这可视作本发明的等效技术修改。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将应力光缆的一端通过桩孔埋设于变电站深层土壤和基岩中，以监测地基沉降的特定区域；

S2：将应力光缆的剩余部分埋设于地表浅表层的软性土壤层中，以监测土体切向变形和水土流失；

S3：应力光缆通过桩孔入地后，在确保光缆中光纤信号正常的情况下，先用人造填充剂回填桩孔，直至人造填充剂完全覆盖光缆折弯处，然后用细沙填充桩孔，最后用土料回填桩孔；所述人造填充剂的组分包括有：石英砂、活性白土、水合硼酸锌、白芥子、樟脑油、增塑剂和硅油交联剂；

S4：应力光缆埋设于地表浅表层的软性土壤层中时，浅表层土壤采用U型沟槽开挖，槽底先敷设细沙，然后敷设应力光缆，再敷设人造填充剂以覆盖应力光缆，最后采用土壤掩埋。

2.根据权利要求1所述的用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，其特征在于，所述桩孔分布于变电站站内或临近变电站地面区域，垂直或倾斜于地面。

3.根据权利要求2所述的用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，其特征在于，所述桩孔深度穿过地基的土壤层到达基岩层，光缆入地深度达到基岩层。

4.根据权利要求3所述的用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，其特征在于，所述桩孔直径应满足光缆入地后弯折曲率的要求。

5.根据权利要求4所述的用于变电站地基位移监测的应力光缆地下敷设及保护方法，其特征在于，所述用于回填桩孔和光缆沟槽的人造填充剂采用如下比例配方形式混合制作而成：

石英砂30份，活性白土20份，水合硼酸锌5-10份，白芥子2-3份，樟脑油2-3份，增塑剂3-5份，硅油交联剂2.5份，混合均匀后经60-70摄氏度高温烘烤约60分钟冷却后即成。