CN110593208B - 一种高坝放空系统建筑物结构监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，包括沿着河道底部挖掘有隧洞，隧洞内壁上浇筑有混凝土衬砌层，在隧洞之上设置有高坝放空系统，选取若干个隧洞的横断面作为监测点，在每个监测点处安装有相应的监测仪器，定期获取对建筑物结构的状态信息数据。采用本发明的技术方案，通过在高坝放空系统中选取合适的监测点，安装相适应的监测仪器，对高坝放空系统在运行过程中的建筑物结构形变情况等因素进行实时监测，再根据监测结果判定高坝放空系统是否应该进行检修，有效地保障了高坝放空系统建筑物结构的安全与稳定。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，具体是涉及一种高坝放空系统建筑物结构监测系统。
背景技术
随着坝工技术的发展，300m级高坝的出现，对工程的放空及运行提出了更高的要求。由于高坝放空系统属于大型工程项目，高坝放空系统运行时，受到来自于上游的水压的影响很大，一旦上游水压超过额定限额，则会影响高坝放空系统的安全稳定运行，造成巨大的经济损失，然而，目前高坝放空系统的运行尚无明确的标准依据可巡，高坝放空系统的放空操作手段，亟需一套完善的监测系统对其安全运行状况进行跟踪评价，并对工程运行中出现的各类问题进行记录和预判，为该技术的完善和发展提供依据，并为该工程的监测设计提供参考。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高坝放空系统建筑物结构监测系统。
本发明是通过如下技术方案予以实现的。
本发明提供了一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，包括：
沿着水流下泄途径挖掘有隧洞，所述隧洞内壁上浇筑有混凝土衬砌层，在所述隧洞之上设置有高坝放空系统，选取若干个隧洞的横断面作为监测点，每个监测点处均安装有相应的监测仪器，用于获取监测点处的建筑物结构状态信息。
所述高坝放空系统包括次级闸门装置、排空闸门装置和多个初级闸门装置，所述多个初级闸门装置、次级闸门装置和排空闸门装置依次沿着所述隧洞以内水流流向按照适当的间距并列布置于所述隧洞之上，其中，位于所述第一个初级闸门装置上游的隧洞为进口段，位于所述第一个初级闸门装置与所述排空闸门装置之间的隧洞为有压段，位于所述排空闸门装置下游的隧洞为泄槽段，所述泄槽段下游还连接有水垫塘，所述水垫塘根据当地地形地貌挖掘而成，所述初级闸门装置包括沿着所述隧洞以内水流流向并列布置的检修闸井和工作闸井，所述检修闸井内配置有可升降滑动的检修闸门，所述工作闸井内配置有可升降滑动的工作闸门，所述次级闸门装置包括次级闸井，次级闸井以内配置有可升降滑动的事故闸门，所述监测点分别设置于所述进口段、有压段、泄槽段和水垫塘。
所述进口段监测点处安装监测仪器包括位移计、渗压计和钢筋计。
所述位移计数量至少为2个，其布置方向是与所述隧洞以内水流方向相平行或垂直相交。
所述钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。
所述有压段监测点处安装监测仪器包括测缝计和钢筋计。
所述测缝计数量至少为2个，分别安装于所述监测点处横断面的顶部和左右两侧腰侧之上。
所述钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。
所述泄槽段监测点处安装监测仪器包括锚索测力计、测缝计和钢筋计。
所述水垫塘监测点处安装监测仪器包括钢筋计、锚索测力计及测缝计。
本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，高坝放空系统采用多个初级闸门装置和次级闸门装置对来自于河道上游的水头压力进行了有效地分担，从而提高了高坝放空系统运行的安全与稳定，并通过在高坝放空系统中选取合适的监测点，安装相适应的监测仪器，对高坝放空系统在运行过程中的建筑物结构形变情况等因素进行实时监测，再根据监测结果判定高坝放空系统是否应该进行检修，有效地保障了高坝放空系统建筑物结构的安全与稳定，为进一步优化高坝放空系统的建筑物结构奠定了坚实的数据基础。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明的进口段监测布置图；
图3是本发明的有压段监测布置图；
图4是本发明的泄槽段监测布置图；
图5是本发明的消能工和水垫塘段监测布置图；
图6是本发明高坝放空系统的结构示意图；
图7是监测点处横断面a-a、b-b、c-c结构示意图；
图8是监测点处横断面d-d、e-e、f-f结构示意图。
图中：1-初级闸门装置，2-次级闸门装置，3-排空闸门装置，5-隧洞，8-次级闸体，11-排空闸室，13-排空闸门，26-高坝放空系统，102-检修闸井，103-工作闸井，104-检修闸门，105-工作闸门，502-有压段，503-泄槽段，504-水垫塘，505-混凝土衬砌层，801-次级闸井，802-事故闸门。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明提供了一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，如图1～图8所示，包括：
沿着水流下泄途径挖掘有隧洞5，所述隧洞5内壁上浇筑有混凝土衬砌层505，在所述隧洞5之上设置有高坝放空系统26，选取若干个隧洞5的横断面作为监测点，每个监测点处均安装有相应的监测仪器，用于获取监测点处的建筑物结构状态信息。
采用本发明的技术方案，高坝放空系统采用多个初级闸门装置和次级闸门装置对来自于河道上游的水头压力进行了有效地分担，从而提高了高坝放空系统运行的安全与稳定，并通过在高坝放空系统中选取合适的监测点，安装相适应的监测仪器，对高坝放空系统在运行过程中的建筑物结构形变情况等因素进行实时监测，再根据监测结果判定高坝放空系统是否应该进行检修，有效地保障了高坝放空系统建筑物结构的安全与稳定，为进一步优化高坝放空系统的建筑物结构奠定了坚实的数据基础。
进一步地，高坝放空系统26包括次级闸门装置2、排空闸门装置3和多个初级闸门装置1，多个初级闸门装置1、次级闸门装置2和排空闸门装置3依次沿着隧洞5以内水流流向按照适当的间距并列布置于隧洞5之上，其中，位于第一个初级闸门装置1上游的隧洞5为进口段501，位于第一个初级闸门装置1与排空闸门装置3之间的隧洞5为有压段503，位于排空闸门装置3下游的隧洞5为泄槽段503，泄槽段503下游还连接有水垫塘504，水垫塘504根据当地地形地貌挖掘而成，初级闸门装置1包括沿着隧洞5以内水流流向并列布置的检修闸井102和工作闸井103，检修闸井102内配置有可升降滑动的检修闸门104，工作闸井103内配置有可升降滑动的工作闸门105，次级闸门装置2包括次级闸井801，次级闸井801以内配置有可升降滑动的事故闸门802，监测点分别设置于进口段501、有压段502、泄槽段503和水垫塘504。
采用本发明的技术方案，通过采用多个初级闸门装置使来自于上游的水头压力逐级降低，再由排空闸门装置完全排空，从而使来自上游的水头压力逐级地分配至各级初级闸门装置、次级闸门装置中，有效防止了水头压力超过闸门装置的限额，从而提升了整个系统的安全性，初级闸门装置中的两道闸门分别由相对独立运行的两套动力设备驱动，避免了互相之间存在干扰，当其中一套动力设备出现故障时，另一套动力设备仍然可以保证整个系统的安全稳定运行。
此外，进口段501监测点处安装监测仪器包括位移计、渗压计和钢筋计。优选位移计数量至少为2个，其布置方向是与隧洞5以内水流方向相平行或垂直相交。钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。进口段501监测仪器应根据结构高度、地质、受力等多种情况确定监测控制范围，沿高程布置多个监测断面，在结构突变、外部压力突变、结构应力集中部位均应布置，竖井开挖稳定监测，采用多点位移计对两个检修门竖井进行监测，每个断面设置2套多点位移计，分别布置于结构沿水流方向和垂直水流方向；结构监测对检修门竖井进行监测，在竖井混凝土内部设置钢筋计，对结构的应力情况进行监测，同时增加渗压计，对外水压力进行监测，每个断面设置4支钢筋计，分别沿竖井的四个方向布置，1支渗压计，布置在结构的下游；在进口段501顶部设置表面观测墩，对结构顶部的表面变形进行监测。
进一步地，有压段502监测点处安装监测仪器包括测缝计和钢筋计。优选测缝计数量至少为2个，分别安装于监测点处横断面的顶部和左右两侧腰侧之上。钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。渗压计用于对监测点处的渗透压力进行监测，钢筋计用于对混凝土衬砌层505内部钢筋的受力情况进行监测。
进一步地，泄槽段503监测点处安装监测仪器包括锚索测力计、测缝计和钢筋计。优选水垫塘504监测点处安装监测仪器包括钢筋计、锚索测力计及测缝计。
Claims (6)
1.一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：包括：
沿着水流下泄途径挖掘有隧洞(5)，所述隧洞(5)内壁上浇筑有混凝土衬砌层(505)，在所述隧洞(5)之上设置有高坝放空系统(26)，选取若干个隧洞(5)的横断面作为监测点，每个监测点处均安装有相应的监测仪器，用于获取监测点处的建筑物结构状态信息；
所述高坝放空系统(26)包括沿着所述隧洞(5)以内水流流向按照适当的间距依次并列布置于所述隧洞(5)之上的多个初级闸门装置(1)、次级闸门装置(2)和排空闸门装置(3)，其中，位于第一个初级闸门装置(1)上游的隧洞(5)为进口段(501)，位于所述第一个初级闸门装置(1)与所述排空闸门装置(3)之间的隧洞(5)为有压段(502)，位于所述排空闸门装置(3)下游的隧洞(5)为泄槽段(503)，所述泄槽段(503)下游还依次连接有消能工段和水垫塘(504)，所述水垫塘(504)根据当地地形地貌挖掘而成，所述初级闸门装置(1)包括沿着所述隧洞(5)以内水流流向并列布置的检修闸井(102)和工作闸井(103)，所述检修闸井(102)内配置有可升降滑动的检修闸门(104)，所述工作闸井(103)内配置有可升降滑动的工作闸门(105)，所述次级闸门装置(2)包括次级闸井(801)，次级闸井(801)以内配置有可升降滑动的事故闸门(802)，所述监测点分别设置于所述进口段(501)、有压段(502)、泄槽段(503)、消能工段和水垫塘(504)；
所述进口段(501)监测点处安装监测仪器包括位移计、渗压计和钢筋计，所述有压段(502)监测点处安装监测仪器包括测缝计、渗压计和钢筋计，所述泄槽段(503)监测点处安装监测仪器测缝计、渗压计和钢筋计，所述水垫塘(504)监测点处安装监测仪器包括钢筋计、锚索测力计及测缝计。
2.根据权利要求1所述的一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：所述位移计数量至少为2套，其布置方向是与所述隧洞(5)以内水流方向相平行或垂直相交。
3.根据权利要求1所述的一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：所述钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。
4.根据权利要求1所述的一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：所述渗压计数量至少为1个。
5.根据权利要求1所述的一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：所述渗压计数量至少为2个，所述测缝计数量至少为2个，所述钢筋计数量至少为4个，其中任意两个钢筋计布置方向均不相同。
6.根据权利要求1所述的一种高坝放空系统建筑物结构监测系统，其特征在于：所述泄槽段(503)为开敞式或无压洞式。
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