CN109440777B - 地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法 - Google Patents

地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法。该装置包括探测装置、数据采集仪、计算机终端；探测装置包括防潮层、遇水膨胀橡胶、微型压力盒、压力盒引线管道、压力盒引线等；遇水膨胀橡胶底部与防潮层紧密贴合，其顶部与微型压力盒紧密贴合；微型压力盒通过压力盒引线与数据采集仪连接，数据采集仪与计算机终端连接；计算机终端用于标定微型压力盒压力与渗水量之间的关系曲线，通过比较不同微型压力盒传来了压力信息，判断出渗漏水到达位置，并适时发出预警。本发明在安装和施工过程中无需在现有结构上额外开孔、对结构抗渗性能无影响，并且能够实时监测渗漏水在施工缝中的渗漏路径及渗水量以实现渗漏预警功能。

Description

地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法
技术领域
本发明属于地下结构渗漏监测领域，涉及地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法。
背景技术
处于地下水位以下的地下结构，长期浸置于地下水中，其抗渗防漏一直是地下工程施工的重难点之一。地下结构渗漏多发生在墙体水平施工缝、沉降缝、顶板交界处以及顶板后浇带处等混凝土先、后浇注交界面位置。这些抗渗防漏的薄弱位置是渗漏监测的主要关注点。
目前使用的渗漏监测技术，都需等到结构发生渗漏之后才能被检测到，即先渗漏后治理模式。对于一些对渗漏水十分敏感的地下空间，如精密电子设备机房，高危化学药品储物间等，先渗漏后治理的模式显然存在着重大的风险隐患。
目前使用的渗漏监测装置，其安装均需在主体结构施工完成后，再钻孔安装或预留孔道进行安装，其安装过程对结构的抗渗性能有一定的削弱，对抗渗防漏起到了反作用。
因此，目前亟需寻求一种可对施工缝渗漏进行超前监测预警，同时对结构抗渗性能影响小的监测装置及其安装方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及施工方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，包括探测装置、数据采集仪、计算机终端；其中，探测装置包括防潮层、遇水膨胀橡胶、微型压力盒、压力盒引线管道、压力盒引线、钢壳；遇水膨胀橡胶底部与防潮层紧密贴合，遇水膨胀橡胶顶部与微型压力盒紧密贴合，遇水膨胀橡胶遇到渗漏水发生体积膨胀，进而对微型压力盒产生压力；微型压力盒通过埋设在压力盒引线管道中的压力盒引线与数据采集仪连接；同时数据采集仪与计算机终端连接；进一步，在遇水膨胀橡胶和微型压力盒外罩设有钢壳。
本发明所述探测装置中可以设置若干个微型压力盒，每个微型压力盒均与一块遇水膨胀橡胶的顶部紧密贴合，所有遇水膨胀橡胶的底部均紧密贴合在防潮层之上，若干微型压力盒分别通过埋设在压力盒引线管道中的压力盒引线与数据采集仪连接。
本发明中，计算机终端用于标定微型压力盒压力与渗水量之间的关系曲线，并将微型压力盒传来的压力信息电信号转化为该微型压力盒所在位置的渗水量信息；通过比较不同微型压力盒传来了压力信息，判断出渗漏水到达位置，并适时发出预警。
优选的，遇水膨胀橡胶采用圆柱形，其直径为微型压力盒外径的1.0～1.2倍。
优选的，微型压力盒的直径为17mm。
优选的，在待施作主体结构区域同一纵剖面内埋设两套探测装置，且两套探测装置之间通过止水钢板分隔开；两套探测装置能够监测渗漏水的到达位置，止水钢板能形成第二道防水防线，并在渗漏水击穿施工缝之前可为渗漏治理提供充足的时间。
优选的，在施工缝所在长度方向上，每间隔2.0～3.0m布置一套本发明所述地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置。
本发明还提供一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置及其施工方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)完成基坑开挖后，在待施作主体结构区域的支护结构表面贴防水卷材并施作附加防水层；
(2)浇筑先浇混凝土，埋设止水钢板；
(3)将完成标定的探测装置放置并固定于先浇混凝土、后浇混凝土交界面处，浇筑后浇混凝土；
(4)待后浇混凝土达到终凝状态时，将压力盒引线连接至位于地面上的数据采集仪，并将数据采集仪进行数据置零，数据采集仪进一步与计算机终端连接。
在本发明中，由于在浇筑混凝土的过程中，遇水膨胀橡胶会发生一定的体积膨胀，因而必须将数据采集仪进行数据置零后方可进行监测。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
(1)通过遇水膨胀橡胶将渗漏信息转变为形变信息，通过微型压力盒将形变信息转变为压力信息，实现对渗漏信息的超前探测。
(2)通过渗漏量-形变量关系及形变量-压力值关系的标定，实现对渗漏量信息的精确探测。
(3)通过多点分布式的微型压力盒布置模式，实现对施工缝中渗流范围的探测。
(4)本装置压力盒采用微型压力盒，厚度小，装置安装对施工缝抗渗性能影响小。
(5)本装置为直接浇筑在混凝土施工缝中，无需专门打孔安装，安装方便，测试准确。
(6)本装置所带的遇水膨胀橡胶不仅可用于渗水量信息探测，也可兼作施工缝的一道防水屏障，提高施工缝的抗渗性能。
(7)由于本装置浇筑于混凝土中，混凝土对其提供保护作用，因而本发明耐久性好、服役周期长。
附图说明
图1为本发明实施例提供的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置的应用场景示意图。
图2为本发明实施例提供的探测装置的示意图。
图3为本发明实施例提供的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警施工方法中步骤(1)、(2)的场景示意图。
图4为本发明实施例提供的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警施工方法中步骤(3)的场景示意图。
附图标记说明
探测装置10、防潮层11、遇水膨胀橡胶12、微型压力盒13、压力盒引线管道14、压力盒引线15、钢壳16，数据采集仪20，止水钢板30，防水卷材40，附加防水层50，先浇混凝土60，后浇混凝土70。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案作进一步说明。
如图1和图2所示，一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，包括探测装置10、数据采集仪20、计算机终端；进一步如图2所示，探测装置10包括防潮层11、遇水膨胀橡胶12、微型压力盒13、压力盒引线管道14、压力盒引线15、钢壳16；遇水膨胀橡胶12设置在防潮层11之上，且遇水膨胀橡胶12底部与防潮层11紧密贴合，遇水膨胀橡胶12顶部与微型压力盒13紧密贴合，遇水膨胀橡胶12遇到渗漏水会发生体积膨胀，进而对微型压力盒13产生压力；压力盒引线管道14中埋设有压力盒引线15，微型压力盒13通过埋设在压力盒引线管道14中的压力盒引线15与数据采集仪20连接，同时数据采集仪20与计算机终端连接；进一步，在遇水膨胀橡胶12和微型压力盒13外罩设有钢壳16。
如图2所示，在本发明中，遇水膨胀橡胶12设置在钢壳16内，防潮层11设置在钢壳16外底部；防潮层11用于防止遇水膨胀橡胶12在本发明所述地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置的运输、存放等过程中，遇到外界的水发生变形，导致探测结果不准确；防潮层11在正式安装在结构中时需要撕下来，否则无法探测到接缝里的水；为了在安装时方便取下，防潮层11可以设计为类似不粘胶的结构。
本实施例中，所述地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置包括两套探测装置10；两套探测装置10埋设在同一纵剖面内，且两套探测装置10之间通过2.5mm的止水钢板30分隔开；两套探测装置10能够监测渗漏水的到达位置，止水钢板30能形成第二道防水防线，并在渗漏水击穿施工缝之前可为渗漏治理提供充足的时间。
进一步，探测装置10采用圆柱形的遇水膨胀橡胶12，圆柱形的遇水膨胀橡胶12的直径为20mm，高度为8mm；探测装置10采用的压力盒直径为17mm，厚度为5mm。
本实施例中，数据采集仪20的数据采集方式为自动化数据采集，并实时将采集到的数据传送至计算机终端进行处理。
在本发明中，计算机终端用于标定压力盒压力与渗水量之间的关系曲线，并将微型压力盒13传来的压力信息电信号转化为该压力盒13所在位置的渗水量信息；通过比较不同微型压力盒13传来了压力信息，判断出渗漏水到达位置，并适时发出预警。
在优选的实施方式中，在施工缝所在长度方向上，每间隔2.0～3.0m布置一套本发明所述地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置。
本发明还提供一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警施工方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)完成基坑开挖后，在待施作主体结构区域的支护结构表面贴防水卷材40并施作附加防水层50，如图3所示；
(2)浇筑先浇混凝土60，并埋设2.5mm止水钢板30；待先浇混凝土60抗拉强度不低于1.2MPa时，清除先浇混凝土60表面的水泥薄膜、松动石子以及软弱混凝土层,并加以充分湿润和冲洗干净，铺上10mm～15mm厚的水泥砂浆一层；如图3所示；
(3)将完成标定的探测装置10的防潮层11取下，将该探测装置放置并固定于步骤(2)所述水泥砂浆处，浇筑后浇混凝土70，如图4所示；
(4)待后浇混凝土70达到终凝状态时，将压力盒引线15连接至位于地面上的数据采集仪20，并将数据采集仪20进行数据置零，数据采集仪20进一步与计算机终端连接。
在本发明中，由于在浇筑混凝土的过程中，遇水膨胀橡胶12会发生一定的体积膨胀，因而必须将数据采集仪20进行数据置零后方可进行监测。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (6)

1.一种地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：包括探测装置(10)、数据采集仪(20)、计算机终端；
所述探测装置(10)包括防潮层(11)、若干遇水膨胀橡胶(12)、若干微型压力盒(13)、压力盒引线管道(14)、若干压力盒引线(15)、钢壳(16)；每个遇水膨胀橡胶(12)的底部均与防潮层(11)紧密贴合，其顶部分别与一个微型压力盒(13)紧密贴合，遇水膨胀橡胶(12)遇到渗漏水会发生体积膨胀，进而对微型压力盒(13)产生压力；所述压力盒引线管道(14)中埋设有若干压力盒引线(15)，每个微型压力盒(13)分别通过一根压力盒引线(15)与数据采集仪(20)连接，同时数据采集仪(20)与计算机终端连接；钢壳(16)罩设在所有遇水膨胀橡胶(12)和微型压力盒(13)外侧；
所述计算机终端用于标定微型压力盒压力与渗水量之间的关系曲线，并将微型压力盒(13)传来的压力信息电信号转化为该微型压力盒(13)所在位置的渗水量信息；通过比较不同微型压力盒(13)传来的 压力信息，判断出渗漏水到达位置，并适时发出预警。
2.根据权利要求1所述的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：所述微型压力盒(13)的直径17mm。
3.根据权利要求1所述的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：所述遇水膨胀橡胶(12)采用圆柱形，其直径为压力盒外径的1.0～1.2倍。
4.根据权利要求3所述的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：所述遇水膨胀橡胶(12)的直径为20mm，高度为8mm。
5.根据权利要求1所述的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：还包括止水钢板(30)；
所述探测装置(10)设置有两套，两套探测装置(10)设置在同一纵剖面内，并通过止水钢板(30)分隔开；两套探测装置(10)能够监测渗漏水的到达位置，止水钢板(30)能形成第二道防水防线，并在渗漏水击穿施工缝之前可为渗漏治理提供充足的时间。
6.根据权利要求1所述的地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置，其特征在于：在施工缝所在长度方向上，每间隔2.0～3.0m布置一套所述地下结构混凝土施工缝渗漏超前监测预警装置。
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