CN112095575B - 基于管道机器人的监测实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于管道机器人的监测实施方法，包括以下步骤：在大坝下游侧的两个监测断面之间开挖一条U型沟槽；在所述U型沟槽内铺设用于安装管道机器人的导轨管，所述导轨管的两端向所述U型沟槽的轴线方向延伸，并分别固定在所述大坝下游侧的两个观测厂房内；定期将所述管道机器人放入所述导轨管上，对比所述管道机器人沿所述导轨管的移动路径以判断所述大坝的沉降情况。本发明的目的在于提供一种基于管道机器人的监测实施方法，解决现有沉降监测手段在高水压、高土压、大变形的工程中无法提供稳定和精确的监测数据等不足的问题。

Description

基于管道机器人的监测实施方法

技术领域

本发明涉及水利水电监测技术领域，尤其涉及一种基于管道机器人的监测实施方法。

背景技术

大坝一般建造在地质构造复杂、岩土特性不均匀的地基上，在各种载荷的作用和自然因素的影响下，其结构状态随时都在发生变化，尤其以大坝沉降为主。在大坝的填筑过程中，对其沉降实时进行监测是一项必不可少的工作。

目前主要采用的监测手段是，在大坝填筑过程中埋设各种压力和位置传感器，利用专用仪器对其进行监测，从而得到沉降数据。其缺点是，传感器的监测范围有限，对于一些高水压、高土压、大变形的工程，设备在监测过程中受损的几率较大，无法提供稳定和精确的监测数据，并且仪器需要连接电缆，埋设的要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于管道机器人的监测实施方法，解决现有沉降监测手段在高水压、高土压、大变形的工程中无法提供稳定和精确的监测数据等不足的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于管道机器人的监测实施方法，包括以下步骤：

S1：在大坝下游侧的两个监测断面之间开挖一条U型沟槽；

S2：在所述U型沟槽内铺设用于安装管道机器人的导轨管，所述导轨管的两端向所述U型沟槽的轴线方向延伸，并分别固定在所述大坝下游侧的两个观测厂房内；

S3：定期将所述管道机器人放入所述导轨管上，对比所述管道机器人沿所述导轨管的移动路径以判断所述大坝的沉降情况。

优选地，所述S1包括以下子步骤：

S11：在所述大坝下游侧的两个监测断面各开挖一条直线沟槽，所述直线沟槽的外端位于所述大坝的边坡，所述直线沟槽的内端穿过所述大坝的堆石区后进入过渡区；

S12：在所述过渡区开挖一条圆弧沟槽，所述圆弧沟槽的两端分别与所述直线沟槽的任意一条连通。

优选地，任意一条所述直线沟槽垂直于所述大坝的轴线，且两条所述直线沟槽的内端与所述大坝的心墙距离相同。

优选地，所述圆弧沟槽为半圆形。

优选地，所述导轨管的上游侧设置于所述大坝下游的反滤层与过渡层分界处。

优选地，所述导轨管的上游侧与所述导轨管的下游侧形成1.3％的坡比。

优选地，所述导轨管由多跟导轨管A拼接而成。

优选地，相邻所述导轨管A采用外套套管电热熔连接。

优选地，相邻所述导轨管A的接口不平整度小于1mm，缝隙宽度不大于1mm。

优选地，所述导轨管为HDPE耐磨圆形导轨管。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)利用导轨管随大坝沉降的特性，在大坝下游侧开挖U形沟槽，顺着U形沟槽埋设导轨管，通过记录对比管道机器人沿圆形导轨管的移动路径，即可判断圆形导轨管及大坝的沉降情况；

(2)导轨管的结构强度高，可适应高水压、高土压、大变形的工程，不易损坏，并且埋设方便，可保证监测数据的稳定性和精确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明的U型沟槽开挖示意图；

图2是本发明的导轨管安装回填示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1、直线沟槽；2、圆弧沟槽；3、导轨管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种基于管道机器人的监测实施方法，包括以下步骤：

S1：在大坝下游侧的两个监测断面之间开挖一条U型沟槽；

具体实施时，如图1所示，首先在大坝下游侧的两个监测断面各开挖一条直线沟槽1；其中，任一条直线沟槽1的外端位于大坝的边坡，任意一条直线沟槽1的内端穿过大坝的堆石区后进入过渡区；其次，在过渡区内开挖一条半圆形的圆弧沟槽2，圆弧沟槽2的两端分别与直线沟槽1的任意一条连通。

由于设置的管道机器人主要是为了在竖直方向监测大坝的沉降，因此，在具体实施时，两条直线沟槽1的轴线最好均垂直于大坝的轴线，并且使得两条直线沟槽1的内端距离大坝心墙的距离相同，以保证在大坝沉降过程中，两条直线沟槽1中的导轨管3同步沉降，避免出现错位而使圆弧沟槽2中的导轨管3扭曲断裂。同时，为了与直线沟槽1相匹配，圆弧沟槽2的最好设置为半圆形，以便导轨管3在直线段和圆弧段能平稳过渡，并保证其随大坝沉降的均匀性。

S2：在U型沟槽内铺设用于安装管道机器人的导轨管3，导轨管3的两端向U型沟槽的轴线方向延伸，并分别固定在大坝下游侧的两个观测厂房内。

在本实施例中，导轨管3设置为管径250mm、壁厚22.7mm的HDPE耐磨圆形导轨管3。由于单根HDPE耐磨圆形导轨管3的长度为9m，而实际应用中需要埋设几百米的导轨管3，因此，在本实施例中，导轨管3由多根HDPE耐磨圆形导轨管3拼接而成。具体地，为保证连接的可靠性，相邻两根HDPE耐磨圆形导轨管3之间采用外套套管进行电热熔连接。另外，为了保证管道机器人能在连接处顺利通过，HDPE耐磨圆形导轨管3的接头处应光滑平顺，管内壁接口处不平整度小于1mm，缝隙宽度不大于1mm。

另外，根据以往的经验，一般大坝中心的沉降要比边缘更大，因此，在铺设导轨管3时，导轨管3的上游侧应深入大坝下游反滤层与过渡层分界处，并使导轨管3的上游侧与导轨管3的下游侧之间形成1.3％的坡比，这样可为大坝深处的导轨管3预留更多沉降空间，进一步提高监测范围和监测的准确性。

在铺设导轨管3时，需保证导轨管3的稳定性和受力均匀性，如图2所示，具体施工步骤如下所示：

(1)在U形沟槽底铺设一层过滤料；

(2)铺设反滤料到导轨管3布置高程；

(3)铺设一层反滤料直至将导轨管3覆盖；

(4)在反滤料的上方依次铺设一层过滤料和坝体填筑料。

为保证回填稳固，不会出现泥土流失、管道松动等问题，铺设的每一层填料的厚度最好都不小于40cm，铺设导轨管3后铺设的反滤料应超过管道上方至少40cm。

值得说明的是，导轨管3的型号并不唯一，可以根据实际情况进行选择，只要保证在沉降过程中管道不会被挤压变形即可。

S3：定期将管道机器人放入导轨管3上，对比管道机器人沿导轨管3的移动路径以判断大坝的沉降情况。

采用上述实施方法，利用导轨管3随大坝沉降的特性，通过实时记录对比管道机器人沿圆形导轨管3的移动路径，即可判断导轨管3及大坝的沉降情况。相比现有埋设传感器的方式，导轨管3的结构强度更高，不易损坏，可适应高水压、高土压、大变形的工程，并且埋设简单方便，能够保证监测数据的稳定性和精确性。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在大坝下游侧的两个监测断面之间开挖一条U型沟槽；

包括以下子步骤：

S11：在所述大坝下游侧的两个监测断面各开挖一条直线沟槽(1)，任意一条所述直线沟槽(1)的外端位于所述大坝的边坡，任意一条所述直线沟槽(1)的内端穿过所述大坝的堆石区后进入过渡区；

任意一条所述直线沟槽(1)的轴线垂直于所述大坝的轴线，且两条所述直线沟槽(1)的内端与所述大坝的心墙距离相同；

S12：在所述过渡区开挖一条圆弧沟槽(2)，所述圆弧沟槽(2)的两端分别与所述直线沟槽(1)的任意一条连通；

直线沟槽(1)和圆弧沟槽(2)均位于大坝心墙的下游侧；

S2：在所述U型沟槽内铺设用于安装管道机器人的U形的导轨管(3)，所述导轨管(3)的两端向所述U型沟槽的轴线方向延伸，并分别固定在所述大坝下游侧的两个观测厂房内；

所述导轨管(3)的上游侧设置于所述大坝下游的反滤层与过渡层分界处；

S3：定期将所述管道机器人放入所述导轨管(3)上，对比所述管道机器人沿所述导轨管(3)的移动路径以判断所述大坝的沉降情况；

铺设所述导轨管(3)包括以下子步骤：

（1）在所述U形沟槽底铺设一层过滤料；

（2）铺设反滤料到所述导轨管(3)的布置高程；

（3）安装所述导轨管(3)；

（4）铺设一层所述反滤料直至将所述导轨管(3)覆盖；

（5）在所述反滤料的上方依次铺设一层所述过滤料和坝体填筑料；

且铺设的每一层填料厚度不小于40cm，铺设所述导轨管(3)后铺设的所述反滤料应超过所述导轨管(3)上方至少40cm，所述填料为所述过滤料、所述反滤料或所述坝体填筑料。

2.根据权利要求1所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，所述圆弧沟槽(2)为半圆形。

3.根据权利要求1所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，所述导轨管(3)的上游侧与所述导轨管(3)的下游侧形成1.3%的坡比。

4.根据权利要求1所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，所述导轨管(3)由多跟导轨管(3)A拼接而成。

5.根据权利要求3所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，相邻所述导轨管(3)A采用外套套管电热熔连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，相邻所述导轨管(3)A的接口不平整度小于 1mm，缝隙宽度不大于 1mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于管道机器人的监测实施方法，其特征在于，所述导轨管(3)A为HDPE耐磨圆形导轨管(3)。

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