CN111336988A - 双排水回路水管式沉降仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双排水回路水管式沉降仪，包括沉降测头、进水管、主排水管、副排水管、通气管、观测屏、固定在观测屏上的观测管和排水调节管；排水调节管底部通过主排水管与沉降测头连通；观测管底部通过进水管与沉降测头连通；通气管的一端和副排水管的一端分别与沉降测头固定连通。主排水管为一个或多个。检测液体为防冻液、蒸馏水或者防冻液与蒸馏水配比混合液体。多个主排水管均充满检测液体。本发明的双排水回路水管式沉降仪可作为土石坝内部沉降变形监测设备对土石坝沉降监测的可靠测量；实现了水管式沉降仪的可靠回水、冗余回水，保证了连通管的可靠连通，并且对联通管路状态有预警作用。

Description

双排水回路水管式沉降仪

技术领域

本发明涉及一种水管式沉降仪，尤其涉及一种双排水回路水管式沉降仪，属于大坝安全监测技术领域。

背景技术

水管式沉降仪主要用于监测土石坝内部垂直位移。采用连通管原理，由沉降测头、连通管（含进水管、排水管、通气管）、观测装置等组成。常规的水管式沉降仪连通管一般采用是三管式，即测头的底部连接三根尼龙管，其中一根为进水管，与观测柜上的竖直玻璃管连接，此管在测头内溢流高程代表该测点的高程；一根为排水管使测头内多余的水排到观测房；另一根为通气管以保证测头内的气压与外界大气压平衡。

近些年又出现了采用双进水管的四管式水管式沉降仪，其原理为在常规三管式水管式沉降仪基础上多加一根进水管作为冗余备用以及校核管路连通性。

这两种形式的水管沉降仪都不能解决仪器由于排水不畅引起的失效，而排水不畅又是水管式沉降仪失效的最主要因素。因此急需设计一种新的水管式沉降仪，以解决现有技术中的水管式沉降仪容易因排水不畅而失效这一技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的水管式沉降仪排水不畅导致失效的不足，提供一种双排水回路水管式沉降仪，技术方案如下：

双排水回路水管式沉降仪，包括沉降测头、进水管、主排水管、副排水管、通气管、观测屏、固定在观测屏上的观测管和排水调节管；

排水调节管底部通过主排水管与沉降测头连通；

观测管底部通过进水管与沉降测头连通；

通气管的一端和副排水管的一端分别与沉降测头固定连通。

进一步地，排水调节管的管口上端与沉降测头底面的距离H2为100～200mm。

进一步地，沉降测头的高度大于H1>700mm。

进一步地，主排水管为一个或多个。

优选地，检测液体为防冻液、蒸馏水或者防冻液与蒸馏水配比混合液体。

进一步地，多个主排水管均充满检测液体。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明的双排水回路水管式沉降仪可作为土石坝内部沉降变形监测设备对土石坝沉降监测的可靠测量；通过设置主排水管实现了水管式沉降仪的可靠回水、冗余回水，保证了连通管的可靠连通。

附图说明

图1为本发明的双排水回路水管式沉降仪的结构原理示意图；

图中：1-沉降测头、2-进水管、3-主排水管、4-副排水管、5-通气管、6- 观测屏、7-排水调节管、8-观测管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，双排水回路水管式沉降仪，包括沉降测头1、进水管2、主排水管3、副排水管4、通气管5、观测屏6、固定在观测屏6上的观测管8和排水调节管7；

排水调节管7底部通过主排水管3与沉降测头1连通；

观测管8底部通过进水管2与沉降测头1连通；

通气管5的一端和副排水管4的一端分别与沉降测头1固定连通。

本实施例中具体地，排水调节管7的管口上端与沉降测头1底面的距离H2为100～200mm。即排水调节管7管口的初始安装高程高于沉降测头1底面100～200mm。

本实施例中具体地，沉降测头1的高度H1>700mm。具体到本实施例中，沉降测头1为双排水四管式沉降测头1、沉降测头1高度不低于700mm，便于排水调节管7调节高度。

本实施例中具体地，主排水管3为一个或多个。

本实施例中作为优选方式，检测液体为防冻液、蒸馏水或者防冻液与蒸馏水配比混合液体。本实施例中下文中提到的水，泛指检测液体。

本实施例中具体地主排水管3均充满检测液体。本实施例中主排水管3有1个，主排水管3内保证一直充满水。

主排水管3还具有预警副排水管4失效的功能。主排水管3还可提示副排水管4出现故障的功能。本实施例中的预警是功能性预警，无需专用的预警机构，因为当主排水管3路首次出现排水时，意味着副排水管4已经出现故障。

安装时，首先按照设计及相关规范要求开挖沟槽，在设计测点位置埋设沉降测头1，将观测屏6安装在观测房内，用连通管路（包括进水管2、主排水管3、副排水管4、通气管5）将沉降测头1与观测屏6连通（如图1所示），连通管路采用保护管保护。在沟槽回填前，应检查连通管路的连通可靠性，完成检查后应将进水管2及主排水管3完全充满水并排净管路中的气泡。排水调节管7管口的初始安装高程应比沉降测头1底面高100～200mm，如图1所示，便于在沉降过程中保持排水调节管7内一直充满水。

测量时，从观测房端给进水管2进行补水，等待相应的平衡时间后，如果管路处于理想状态，多余的水将从副排水管4的管口排岀，完成一次测量。实际上管路埋设完成后，由于坝体变形、埋设质量等客观因素影响，管路并不能达到理想状态，副排水管4使用一定次数之后就会形成气泡堵塞而失效。此后每次测量，测头内多余的水均无法排出而形成积水，当测头内积水液面高程高于连接主排水管3的排水调节管7管口时，多余的积水将通过主排水管3从排水调节管7的管口排出，确保观测管8内水位与沉降测头1进水管2口完全水平，即实现了水管式沉降仪的可靠测量。

根据大量的工程应用表明，水管式沉降仪测量效果不理想的主要原因是排水不畅导致的沉降测头1积水，进而导致通气管5连通不畅，影响测量效果。

本发明提出的双排水管法能够很好的解决水管式沉降仪排水不畅的问题。常规排水管路受沉降变形影响，管路内会产生整段的气泡，进而阻塞排水管路，使沉降仪测量效果变差。根据静力水准物理知识可知，可靠连通的充满液体管路内，开口的两端液面会保持平衡。而本发明的主排水管3内一直充满水，符合静力水准原理，即使主排水管3路因为不均匀沉降产生变形，在管路不被完全弯折阻断的情况下，是能够保证可靠排水的。水管式沉降仪可靠排水即可保证测量成果的可靠性。

目前的三管式/四管式水管式沉降仪中主要存在以下问题：1）大坝变形不均匀沉降引起的管路中部拱起现象，现有的排水管方式会将水积聚在管路内直至淹没沉降测头导致整个测量系统失效；2）即使管路没有异常，由于长管线的原因，每次测量时从连通管加水量很少，无法从排水管口看到回水进而无法判断测量加水是否到位；3）管路漏水没法判断；4）不能及时发现管路排水不畅，错过补救措施时间。本发明的双排水回路水管式沉降仪也解决了现有技术中的以上四个技术问题。

本发明的双排水回路水管式沉降仪可作为土石坝内部沉降变形监测设备对土石坝沉降监测的可靠测量；实现了水管式沉降仪的可靠回水、冗余回水，保证了连通管的可靠连通。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，包括沉降测头、进水管、主排水管、副排水管、通气管、观测屏、固定在所述观测屏上的观测管和排水调节管；

所述排水调节管底部通过所述主排水管与所述沉降测头连通；

所述观测管底部通过进水管与所述沉降测头连通；

所述通气管的一端和所述副排水管的一端分别与所述沉降测头固定连通。

2.根据权利要求1所述的双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，所述排水调节管的管口上端与所述沉降测头底面的距离H2为100～200mm。

3.根据权利要求1所述的双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，所述沉降测头的高度H1>700mm。

4.根据权利要求1所述的双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，所述主排水管为一个或多个。

5.根据权利要求4所述的双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，所述检测液体为防冻液、蒸馏水或者防冻液与蒸馏水配比混合液体。

6.根据权利要求4所述的双排水回路水管式沉降仪，其特征在于，多个所述主排水管均充满检测液体。

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