CN108444441A - 一种土石坝内部沉降监测装置及方法 - Google Patents

一种土石坝内部沉降监测装置及方法 Download PDF

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陈林
于世松
郑敏生
吉顺文
何耀辉
施齐欢
戴春华
高尚
叶辉
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Abstract

本发明属于水工建筑物安全监测技术领域，特别涉及一种土石坝内部沉降监测装置及方法。本发明的一种土石坝内部沉降监测装置包括下部智能储液罐，沉降设备和采集装置。本发明的一种土石坝内部沉降监测装置的使用步骤为（1）挖沟（2）埋设预制板（3）设备安装（4）沉降前数据采集（5）沉降后数据采集和计算。本发明具有观测效率高、观测精度高以及寿命长的特点。

Description

一种土石坝内部沉降监测装置及方法
技术领域
本发明属于水工建筑物安全监测技术领域，特别涉及一种土石坝内部沉降监测装置及方法。
背景技术
土石坝在填筑过程中及工程完工后，需要进行内部沉降监测，以了解施工期及工后坝体变形情况，确保工程安全。目前土石坝内部沉降主要采用水管式沉降仪进行监测，它是利用液体在连通管两端口保持同一水平面原理制成，将沉降测头安装于大坝内部预定测点，观测台安装于坝后观测房内，沉降测头与观测台之间通过管路连接，当测点发生沉降时，观测台上的连通管液面高度也将降低，前后两次读数之差即为该测点的沉降量。该方法在实际监测中存在诸多缺点与不足：（1）测读前需要向进水管内注水，待回水管出现回水，同时测量管液面静止后方能观测，观测工序复杂，劳动强度大，工作效率低；（2）人工测读，精度较差；（3）观测台体积较大，需设置专门观测用房，增加工程造价；（4）由于观测房布置于坝后坡上，自身存在沉降，因此实测沉降量实际为测点相对于观测房的相对沉降量，而非测点的绝对沉降量；（5）台风或暴雨天气，特别是夜晚，观测难度大，危险系数较高。
发明内容
为解决土石坝内部沉降现有监测技术在观测效率、观测精度及自动化采集中存在的诸多问题，本发明提供的技术方案如下：
一种土石坝内部沉降监测装置，包括智能储液罐，沉降设备和采集装置，所述的沉降设备为1组硅压沉降仪或者通过连接管连接的2组及以上的硅压沉降仪，所述的智能储液罐通过连接管与硅压沉降仪相连，所述的采集装置通过电缆与智能储液罐和硅压沉降仪相连。
所述的硅压沉降仪和储液罐均装有防冻液。硅压沉降仪和储液罐内装有防冻液，使得该设备可以在冷天也能使用。
所述的连接管包括回液管，进液管和通气管，所述进液管依次连接智能储液罐及各个硅压沉降仪，所述回液管连接智能储液罐和距离智能储液罐最远的硅压沉降仪，所述通气管连接各支硅压沉降仪的内腔与智能储液罐的上部。
所述的硅压沉降仪设有保护壳，所述的保护壳设有矩形缺口，所述的沉降仪装在预制板上。其中的保护壳用于保护其中的硅压沉降仪不收外部天气的变化，使得该设备可以更长久的使用。
所述的智能储液罐安装在安装架上，所述安装架安装在坝后基准点上，所述的硅压沉降仪安装在设计预定位置。所述的设计预定位置即为待测点的位置，一般是图纸中就设计好的测点。
所述的智能储液罐安装在安装架上。
所述的连接管和电缆装在保护管中。
所述的智能储液罐下部为传感器，上部为储液罐。
所述的硅压沉降仪内设有压力感应膜。当传感器和储液罐之间的高差产生变化时，感应膜的全桥硅片发生形变，形变转化的电信号经电缆传输至采集装置。
一种土石坝内部沉降监测装置的检测方法，包括以下步骤：
（1）挖沟：大坝填筑到高于埋设高程1.0～1.5m后，沿埋设剖面线挖沟，沟深1.0～1.5m，并整平沟底；
（2）埋设预制板：在设计预定位置埋设预制板；
（3）设备安装：将进液管，回液管，通气管及电缆均装于保护管内穿引至坝后基准点；将硅压沉降仪及保护壳固定在步骤（2）所述的预制板上；将安装架固定在坝后极准点上；所述的坝后基准点就是坝后不动的点，一般为基岩或者稳定的土体。
（4）沉降前数据采集：将硅压沉降仪及智能储液罐的电缆接入采集设备，测试得到硅压沉降仪及智能储液罐的初始读数分别为S0、A0；
（5）沉降后数据采集和计算：预定位置发生沉降时，测试得到硅压沉降仪及智能储液罐的读数分别为S1、A1，则预定位置的沉降量即可计算：H= （S1- S0）-（A1- A0）；
公式中的H为沉降量，S0为沉降前硅压沉降仪的初始读数，A0为沉降前智能储液罐的初始读数，S1为沉降后硅压沉降仪的读数，A1为沉降后智能储液罐的读数。
所述步骤（2）中的预制板顶面与所述步骤（1）中的沟底面在同一水平面。
本发明提供了一种土石坝沉降监测装置及方法，通过安装在坝体内的硅压沉降仪与安装在基准点上的智能储液罐之间的液压差的变化获得预定位置的沉降量；本发明具有以下优点：
（1）本发明装回液管，进液管和通气管，使得整个系统内部气压达到自平衡系统，不受大气压力影响。
（2）本发明的连接管，电缆和硅压沉降仪均设有保护壳，无需设置专门观测用房，减少工程造价，同时也可以达到延长设备寿命的作用。
（3）本发明通过采用硅压沉降仪，智能储液罐和采集装置。可直接获得预定位置的绝对沉降量。
（4）本发明通过采用硅压沉降仪，智能储液罐和采集装置。使得本装置具有结构简单、安装方便、工作可靠、测量精度高等优点，且可实现自动化监测，大大降低人工成本，提高工作效率，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1是本发明结构示意图
图中：1-智能储液罐；11-储液罐；12-传感器；2-连接管；21-进液管；22-回液管；23-通气管；3-硅压沉降仪；4-电缆； 51-保护管；52-保护壳；6-安装架；7-预制板；8-采集装置。
具体实施方式
下面结合图1进行进一步的说明：
一种土石坝内部沉降监测装置，包括下部为传感器12，上部为储液罐11的智能储液罐1，沉降设备和采集装置8，所述的硅压沉降仪3和储液罐11均装有防冻液。硅压沉降仪3和储液罐11内装有防冻液，使得该设备可以在冷天也能使用。所述的沉降设备为1组硅压沉降仪3或者通过连接管连接的2组及以上的硅压沉降仪3，所述的智能储液罐1通过连接管2与硅压沉降仪3相连，所述的采集装置8通过电缆4与智能储液罐1相连，所述的采集装置8通过电缆4与硅压沉降仪3相连。所述的智能储液罐1安装在安装架6上。所述的连接管2和电缆4装在保护管51中，所述的连接管2包括回液管22，进液管21和通气管23。保护管51可以保护其中的连接管2和电缆4。所述的硅压沉降仪3设有保护壳52，所述的保护壳52设有矩形缺口。其中的保护壳52用于保护其中的硅压沉降仪3不收外部天气的变化，使得该设备可以更长久的使用。
所述智能储液罐1通过安装架6固定在大坝外部基准点上，所述储液罐内灌1有防冻液，所述传感器12安装于储液罐11下部，用于测量储液罐内液体压力，并通过电缆4与外部采集装置8连接。
所述连通管2包括进液管21、回液管22和通气管23，所述进液管21依次连接智能储液罐1及各支硅压沉降仪3，所述回液管22连通智能储液罐1及距离智能储液罐1最远的硅压沉降仪3，所述通气管23用于连接各支硅压沉降仪3内腔与智能1储液罐上方空间，保证整个系统内部气压平衡；
所述硅压沉降仪3通过膨胀螺栓固定在预制板7上，所述硅压沉降仪内含压力感应膜，当传感器12和储液罐11之间的高差产生变化时，感应膜的全桥硅片发生形变，形变转化的电信号经电缆传输至采集装置8。
当预定位置发生沉降时，硅压沉降仪3也随之沉降，由于智能储液罐1固定不动，因此可以通过硅压沉降仪3与智能储液罐1之间液体压力的变化可计算出高差的变化量，进而得到预定位置的沉降量。
一种如上所述的土石坝内部沉降监测装置的检测方法，包括以下步骤：
（1）当大坝填筑到高于预定埋设高程约1.0～1.5m后，沿埋设剖面线挖沟，沟深1.0～1.5m，并整平沟底。
（2）在设计预定位置埋设预制板7，并使预制板7顶面与沟底面在同一水平面。所述的设计预定位置即为待测点的位置，一般是图纸中就设计好的测点。
（3）设备安装：将进液管21，回液管22，通气管23及电缆4均装于保护管51内穿引至坝后基准点；将硅压沉降仪3及保护壳52固定在步骤（2）所述的预制板7上；将安装架6固定在坝后基准点上；所述的坝后基准点就是坝后不动的点，一般为基岩或者稳定的土体。
（4）沉降前数据采集：将硅压沉降仪3及智能储液罐1的电缆4接入采集设备，测试得到硅压沉降仪及智能储液罐的初始读数分别为S0、A0；
（5）沉降后数据采集和计算：预定位置发生沉降时，测试得到硅压沉降仪3及智能储液罐1的读数分别为S1、A1，则预定位置的沉降量即可计算：H= （S1- S0）-（A1- A0）；
所述硅压传感器为液体压力测量装置，技术参数如下：
测量范围：0～1000mm；灵敏度：≤1mm；测量精度：≤0.1%F.S；温度测量范围：-40℃～＋80℃；温度灵敏度：±0.1℃；温度测量精度：±0.5℃。
公式中的H为沉降量，S0为沉降前硅压沉降仪3的初始读数，A0为沉降前智能储液罐1的初始读数，S1为沉降后硅压沉降仪3的读数，A1为沉降后智能储液罐1的读数。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：包括智能储液罐，沉降设备和采集装置，所述的沉降设备为1组硅压沉降仪或者通过连接管连接的2组及以上的硅压沉降仪，所述的智能储液罐通过连接管与硅压沉降仪相连，所述的采集装置通过电缆与智能储液罐和硅压沉降仪相连。
2.如权利要求1所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的硅压沉降仪和储液罐均装有防冻液。
3.如权利要求1所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的连接管包括回液管，进液管和通气管，所述进液管依次连接智能储液罐及各个硅压沉降仪，所述回液管连接智能储液罐和距离智能储液罐最远的硅压沉降仪，所述通气管连接各支硅压沉降仪的内腔与智能储液罐的上部。
4.如权利要求1所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的硅压沉降仪设有保护壳，所述的保护壳设有矩形缺口，所述的硅压沉降仪装在预制板上。
5.如权利要求1或4任意一项所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的智能储液罐安装在安装架上，所述安装架安装在坝后基准点上，所述的硅压沉降仪安装在设计预定位置。
6.如权利要求1或4任意一项所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的硅压沉降仪内设有压力感应膜。
7.如权利要求1或3任意一项所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的连接管和电缆装在保护管中。
8.如权利要求1或3任意一项所述的一种土石坝内部沉降监测装置，其特征在于：所述的智能储液罐下部为传感器，上部为储液罐。
9.一种如权利要求1到5任意一项所述的土石坝内部沉降监测装置的检测方法，包括以下步骤：
（1）挖沟：大坝填筑到高于埋设高程1.0～1.5m后，沿埋设剖面线挖沟，沟深1.0～1.5m，并整平沟底；
（2）埋设预制板：在设计预定位置埋设预制板；
（3）设备安装：将进液管，回液管，通气管及电缆均装于保护管内穿引至坝后基准点；将硅压沉降仪及保护壳固定在步骤（2）所述的预制板上；将安装架固定在坝后极准点上；
（4）沉降前数据采集：将硅压沉降仪及智能储液罐的电缆接入采集设备，测试得到硅压沉降仪及智能储液罐的初始读数分别为S0、A0；
（5）沉降后数据采集和计算：预定位置发生沉降时，测试得到硅压沉降仪及智能储液罐的读数分别为S1、A1，则预定位置的沉降量即可计算：H= （S1- S0）-（A1- A0）；
公式中的H为沉降量，S0为沉降前硅压沉降仪的初始读数，A0为沉降前智能储液罐的初始读数，S1为沉降后硅压沉降仪的读数，A1为沉降后智能储液罐的读数。
10.如权利要求6所述的一种土石坝内部沉降监测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中的预制板顶面与所述步骤（1）中的沟底面在同一水平面。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160490A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 武汉铁路职业技术学院 软基沉降量监测装置及方法
CN113959404A (zh) * 2021-09-03 2022-01-21 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水管式沉降仪打压排气方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363515A (ja) * 1989-08-01 1991-03-19 Kayaba Ind Co Ltd レベル測定装置
CN201567560U (zh) * 2009-12-30 2010-09-01 山东大学 数字式沉降装置
CN102146648A (zh) * 2011-03-14 2011-08-10 西南交通大学 一种高速铁路结构物沉降监测装置及监测方法
CN102494670A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 上海同禾土木工程科技有限公司 用静力水准仪监测地基沉降的方法及其使用的静力水准仪
CN102607518A (zh) * 2012-02-22 2012-07-25 石家庄铁道大学 基于液力测量的水平多点沉降监测装置及其监测方法
CN202350780U (zh) * 2011-06-13 2012-07-25 绵阳市奇石缘科技有限公司 基于连通器原理的高智能沉降观测系统
CN204007591U (zh) * 2014-07-22 2014-12-10 基康仪器股份有限公司 一种土石体沉降测量装置
CN104697496A (zh) * 2015-04-03 2015-06-10 朱平 分体式静液压差沉降监测系统及其安装方法
CN104792304A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 中交上海三航科学研究院有限公司 液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363515A (ja) * 1989-08-01 1991-03-19 Kayaba Ind Co Ltd レベル測定装置
CN201567560U (zh) * 2009-12-30 2010-09-01 山东大学 数字式沉降装置
CN102146648A (zh) * 2011-03-14 2011-08-10 西南交通大学 一种高速铁路结构物沉降监测装置及监测方法
CN202350780U (zh) * 2011-06-13 2012-07-25 绵阳市奇石缘科技有限公司 基于连通器原理的高智能沉降观测系统
CN102494670A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 上海同禾土木工程科技有限公司 用静力水准仪监测地基沉降的方法及其使用的静力水准仪
CN102607518A (zh) * 2012-02-22 2012-07-25 石家庄铁道大学 基于液力测量的水平多点沉降监测装置及其监测方法
CN204007591U (zh) * 2014-07-22 2014-12-10 基康仪器股份有限公司 一种土石体沉降测量装置
CN104697496A (zh) * 2015-04-03 2015-06-10 朱平 分体式静液压差沉降监测系统及其安装方法
CN104792304A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 中交上海三航科学研究院有限公司 液压式分层沉降仪及埋设方法、测量方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160490A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 武汉铁路职业技术学院 软基沉降量监测装置及方法
CN110160490B (zh) * 2019-05-29 2021-06-04 武汉铁路职业技术学院 软基沉降量监测装置及方法
CN113959404A (zh) * 2021-09-03 2022-01-21 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水管式沉降仪打压排气方法
CN113959404B (zh) * 2021-09-03 2023-08-01 华能澜沧江水电股份有限公司 一种水管式沉降仪打压排气方法

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