CN115371628A - 长距离输水管道变形监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了长距离输水管道变形监测装置，涉及管道变形监测装置的技术领域；而本发明包括管体，所述管体外表面套设有第一抱箍和两个第二抱箍，所述第一抱箍外表面滑动连接有三个快速卡接组件，本发明通过在管道顶和两侧安装第一位移计监测管段竖向变形及水平向移位，同时在两段管节点处安装第二位移计监测管道纵向变形，监测使用过程中由于不均匀沉降和移位问题，可随时发现问题，及时维修，避免造成管道的破坏和泄露；第一位移计安装时通过滑动套接的小套管、大套管进行防护，且通过凹形滑块沿导环转动，可便于调节安装三个第一位移计而第二位移计通过保护罩进行防护，使测点能稳定的进行工作。

Description

长距离输水管道变形监测装置

技术领域

本发明涉及管道变形监测装置技术领域，具体为长距离输水管道变形监测装置。

背景技术

随着近年来，地下供排水管道不断增加，管道的变形引起的工程问题时有发生，为了提高管道的使用安全性，对管道的变形监测尤为重要，目前对于输水管道变形监测方法主要采用水准仪、全站仪、GNSS测量，对于埋入式管道，需要在管道引出测量标志，水准仪和全站仪是使用人工测量竖向位移和水平向坐标变化，测量效率低，测点容易破坏，而GNSS测量，需要每个测点放置一个接收机，造价大，测量精度低，针对上述问题，发明人提出长距离输水管道变形监测装置用于解决上述问题。

发明内容

为了解决对于埋入式管道，需要在管道引出测量标志，水准仪和全站仪是使用人工测量竖向位移和水平向坐标变化，测量效率低，测点容易破坏，而GNSS测量，需要每个测点放置一个接收机，造价大，测量精度低问题；本发明的目的在于提供长距离输水管道变形监测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：长距离输水管道变形监测装置，包括管体，所述管体外表面套设有第一抱箍和两个第二抱箍，所述第一抱箍外表面滑动连接有三个快速卡接组件，所述快速卡接组件内卡接安装有保护管组件，所述保护管组件包括有大套管和小套管，所述大套管和小套管滑动连接，所述大套管和小套管内安装有第一位移计，所述大套管的一端固定连接有排架，所述管体设置有两段，且两个所述第二抱箍分别套设于两段管体外表面，一个所述第二抱箍外表面固定安装有保护罩，所述保护罩内安装有第二位移计，所述第二位移计的一端与另一个第二抱箍固定连接，管体外表面安装的三个第一抱箍上分别设置一个第一位移计，分别用小套管和大套管套住第一位移计，保护第一位移计不被回填土破坏，同时通过大套管与小套管滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长，而两段管体的节点两侧分别安装第二抱箍，且将第二位移计的一端与保护罩固定安装，保护罩另一端自由，调整好第二位移计的量程。

优选的，所述排架包括有两个灌注桩，所述灌注桩上端处固定连接有竖方钢，所述竖方钢内壁之间固定连接有横方钢，所述竖方钢和横方钢上均套接安装有PE管，PE管用于穿接电缆线使用；所述第一抱箍可拆卸套设于管体的外表面，所述第一抱箍内壁设置有第一橡胶垫，所述第一橡胶垫套设于管体的外表面，所述第一抱箍外表面固定设有导环，所述导环与快速卡接组件滑动连接，快速卡接组件沿导环滑动，继而能使快速卡接组件沿导环圆周转动，便于安装第一位移计；所述快速卡接组件包括有凹形滑块，所述凹形滑块与导环滑动连接，所述凹形滑块外表面固定设有底板，所述底板上表面固定安装有第一夹块，所述第一夹块内开设有矩形槽，所述矩形槽内滑动安装有第二夹块，所述矩形槽内壁固定设有两个滑杆，所述第二夹块与滑杆滑动连接，所述矩形槽内壁与第二夹块之间固定设有弹簧，所述弹簧套设于滑杆外表面，所述第一夹块与第二夹块之间卡接安装小套管，所述第二夹块上螺纹设置有第二定位栓，小套管滑动安装于第一夹块与第二夹块之间，并使弹簧形变，然后通过第二定位栓使小套管固定安装；所述小套管底端外表面固定设有两个凸形块，所述凸形块分别与第一夹块、第二夹块滑动连接，所述凸形块与第二定位栓螺纹连接，所述大套管的一端外表面固定设有矩形块，所述矩形块分别与竖方钢、横方钢固定连接，小套管通过凸形块滑动安装于第一夹块与第二夹块之间，并使用第二定位栓进行定位，然后通过凹形滑块沿导环转动，之后再将大套管固定连接竖方钢或者横方钢，从而管道变形时迫使小套管沿大套管内位移，从而使第一位移计工作。

优选的，所述第一位移计的两端固定连接有上安装座和下安装座，所述下安装座底端与小套管内底面固定连接，所述上安装座与大套管内顶面固定连接，所述第一位移计上设置有第一电缆线，第一位移计的两端分别与小套管和大套管固定连接；所述第二抱箍内均设置有第二橡胶垫，所述第二橡胶垫套设于管体外表面，所述第二抱箍外表面均固定设有固定板，一个所述固定板上表面固定安装有导轨，所述导轨内滑动安装保护罩，所述导轨上螺纹设置有两个第一定位栓，所述第一定位栓与保护罩螺纹连接，两个第二抱箍设于两段管体上，保护罩的一端与一个第二抱箍固定连接，而保护罩的另一端自由；所述第二位移计的两端分别固定连接有第一固定座和L形拉杆，所述第一固定座与保护罩的一端内壁固定连接，所述L形拉杆活动贯穿保护罩的另一端，所述L形拉杆与一个固定板固定连接，所述第二位移计上设置有第二电缆线，第二位移计的一端固定设于保护罩内，第二位移计的另一端通过L形拉杆与保护罩滑动连接，且L形拉杆与位移段管体固定连接。

长距离输水管道变形监测装置，所述监测装置的施工和使用方法，如下步骤：

步骤一：将管段变形监测点安装于管体的监测断面处，在地下打两根直径400mm混凝土灌注桩，灌注桩顶高与管体底部外表面一致，灌注桩内插入边长300mm竖方钢，竖方钢高出管体顶端外表面70cm，竖方钢顶部之间用300mm横方钢连接，在监测点处管体外表面安装一道10cm宽的第一抱箍，第一抱箍下垫第一橡胶垫，之后在管体截面的十二点、三点及九点方向在第一抱箍上固定安装第一位移计，将第一位移计的两端安装在上安装座和下安装座上，调整好第一位移计的量程，分别用直径为25mm的小套管和直径为30mm的大套管套住第一位移计，保护第一位移计不被回填土破坏，同时通过大套管与小套管滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长；

管体节点处纵向第二位移计安装在两段管体的节点两侧40cm处，且管体外表面各安装一道10cm宽的第二抱箍，第二抱箍下垫第二橡胶垫；在第二抱箍上分别焊接一个固定板，将第二位移计的一端通过第一固定座安装在保护罩内，保护罩滑动安装导轨内，并使用第一定位栓固定，调整好第二位移计的量程，第二位移计的另一端通过L形拉杆与伸缩管体的固定板固定连接；

步骤二：将第一位移计和第二位移计上的电缆线外套PE管，并引出地表，集中接入多通道数据采集仪，而数据采集仪通过无线传输单元传送到监控平台，通过电脑或手机APP可随时查看管体的变形数值，并可通过设置报警值，如果管体出现大的变形，系统就会报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在管道顶和两侧安装第一位移计监测管段竖向变形及水平向移位，同时在两段管节点处安装第二位移计监测管道纵向变形，监测使用过程中由于不均匀沉降和移位问题，可随时发现问题，及时维修，避免造成管道的破坏和泄露；

2、第一位移计安装时通过滑动套接的小套管、大套管进行防护，且通过凹形滑块沿导环转动，可便于调节安装三个第一位移计而第二位移计通过保护罩进行防护，使测点能稳定的进行工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明结构第一抱箍示意图。

图3为本发明结构第一位移计安装示意图。

图4为本发明结构图3中A处放大示意图。

图5为本发明结构第二位移计安装示意图。

图中：1、管体；2、排架；21、灌注桩；22、竖方钢；23、横方钢；24、PE管；3、第一抱箍；32、导环；33、第一橡胶垫；4、保护管组件；41、大套管；411、矩形块；42、小套管；43、凸形块；5、第二抱箍；51、第二橡胶垫；53、固定板；54、导轨；55、第一定位栓；6、保护罩；7、第一位移计；71、上安装座；72、第一电缆线；73、下安装座；8、快速卡接组件；81、凹形滑块；82、底板；83、第一夹块；831、矩形槽；84、第二定位栓；85、第二夹块；851、滑杆；852、弹簧；9、第二位移计；91、第一固定座；92、L形拉杆；93、第二电缆线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明提供了长距离输水管道变形监测装置，包括管体1，管体1外表面套设有第一抱箍3和两个第二抱箍5，第一抱箍3外表面滑动连接有三个快速卡接组件8，快速卡接组件8内卡接安装有保护管组件4，保护管组件4包括有大套管41和小套管42，大套管41和小套管42滑动连接，大套管41和小套管42内安装有第一位移计7，大套管41的一端固定连接有排架2，管体1设置有两段，且两个第二抱箍5分别套设于两段管体1外表面，一个第二抱箍5外表面固定安装有保护罩6，保护罩6内安装有第二位移计9，第二位移计9的一端与另一个第二抱箍5固定连接。

通过采用上述技术方案，管体1外表面安装的三个第一抱箍3上分别设置一个第一位移计7，分别用小套管42和大套管41套住第一位移计7，保护第一位移计7不被回填土破坏，同时通过大套管41与小套管42滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长，而两段管体1的节点两侧分别安装第二抱箍5，且将第二位移计9的一端与保护罩6固定安装，保护罩6另一端自由，调整好第二位移计9的量程。

排架2包括有两个灌注桩21，灌注桩21上端处固定连接有竖方钢22，竖方钢22内壁之间固定连接有横方钢23，竖方钢22和横方钢23上均套接安装有PE管24。

通过采用上述技术方案，PE管24用于穿接电缆线使用。

第一抱箍3可拆卸套设于管体1的外表面，第一抱箍3内壁设置有第一橡胶垫33，第一橡胶垫33套设于管体1的外表面，第一抱箍3外表面固定设有导环32，导环32与快速卡接组件8滑动连接。

通过采用上述技术方案，快速卡接组件8沿导环32滑动，继而能使快速卡接组件8沿导环32圆周转动，便于安装第一位移计7。

快速卡接组件8包括有凹形滑块81，凹形滑块81与导环32滑动连接，凹形滑块81外表面固定设有底板82，底板82上表面固定安装有第一夹块83，第一夹块83内开设有矩形槽831，矩形槽831内滑动安装有第二夹块85，矩形槽831内壁固定设有两个滑杆851，第二夹块85与滑杆851滑动连接，矩形槽831内壁与第二夹块85之间固定设有弹簧852，弹簧852套设于滑杆851外表面，第一夹块83与第二夹块85之间卡接安装小套管42，第二夹块85上螺纹设置有第二定位栓84。

通过采用上述技术方案，小套管42滑动安装于第一夹块83与第二夹块85之间，并使弹簧852形变，然后通过第二定位栓84使小套管42固定安装。

小套管42底端外表面固定设有两个凸形块43，凸形块43分别与第一夹块83、第二夹块85滑动连接，凸形块43与第二定位栓84螺纹连接，大套管41的一端外表面固定设有矩形块411，矩形块411分别与竖方钢22、横方钢23固定连接。

通过采用上述技术方案，小套管42通过凸形块43滑动安装于第一夹块83与第二夹块85之间，并使用第二定位栓84进行定位，然后通过凹形滑块81沿导环32转动，之后再将大套管41固定连接竖方钢22或者横方钢23，从而管道变形时迫使小套管42沿大套管41内位移，从而使第一位移计7工作。

第一位移计7的两端固定连接有上安装座71和下安装座73，下安装座73底端与小套管42内底面固定连接，上安装座71与大套管41内顶面固定连接，第一位移计7上设置有第一电缆线72。

通过采用上述技术方案，第一位移计7的两端分别与小套管42和大套管41固定连接。

第二抱箍5内均设置有第二橡胶垫51，第二橡胶垫51套设于管体1外表面，第二抱箍5外表面均固定设有固定板53，一个固定板53上表面固定安装有导轨54，导轨54内滑动安装保护罩6，导轨54上螺纹设置有两个第一定位栓55，第一定位栓55与保护罩6螺纹连接。

通过采用上述技术方案，两个第二抱箍5设于两段管体1上，保护罩6的一端与一个第二抱箍5固定连接，而保护罩6的另一端自由。

第二位移计9的两端分别固定连接有第一固定座91和L形拉杆92，第一固定座91与保护罩6的一端内壁固定连接，L形拉杆92活动贯穿保护罩6的另一端，L形拉杆92与一个固定板53固定连接，第二位移计9上设置有第二电缆线93

通过采用上述技术方案，第二位移计9的一端固定设于保护罩6内，第二位移计9的另一端通过L形拉杆92与保护罩6滑动连接，且L形拉杆92与位移段管体1固定连接。

长距离输水管道变形监测装置，监测装置的施工和使用方法，如下步骤：

步骤一：将管段变形监测点安装于管体1的监测断面处，在地下打两根直径400mm混凝土灌注桩21，灌注桩21顶高与管体1底部外表面一致，灌注桩21内插入边长300mm竖方钢22，竖方钢22高出管体1顶端外表面70cm，竖方钢22顶部之间用300mm横方钢23连接，在监测点处管体1外表面安装一道10cm宽的第一抱箍3，第一抱箍3下垫第一橡胶垫33，之后在管体1截面的十二点、三点及九点方向在第一抱箍3上固定安装第一位移计7，将第一位移计7的两端安装在上安装座71和下安装座73上，调整好第一位移计7的量程，分别用直径为25mm的小套管42和直径为30mm的大套管41套住第一位移计7，保护第一位移计7不被回填土破坏，同时通过大套管41与小套管42滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长；

管体1节点处纵向第二位移计9安装在两段管体1的节点两侧40cm处，且管体1外表面各安装一道10cm宽的第二抱箍5，第二抱箍5下垫第二橡胶垫51；在第二抱箍5上分别焊接一个固定板53，将第二位移计9的一端通过第一固定座91安装在保护罩6内，保护罩6滑动安装导轨54内，并使用第一定位栓55固定，调整好第二位移计9的量程，第二位移计9的另一端通过L形拉杆92与伸缩管体1的固定板53固定连接；

步骤二：将第一位移计7和第二位移计9上的电缆线外套PE管24，并引出地表，集中接入多通道数据采集仪，而数据采集仪通过无线传输单元传送到监控平台，通过电脑或手机APP可随时查看管体1的变形数值，并可通过设置报警值，如果管体1出现大的变形，系统就会报警。

工作原理：将管段变形监测点安装于管体1的监测断面处，在地下打两根直径400mm混凝土灌注桩21，灌注桩21顶高与管体1底部外表面一致，灌注桩21内插入边长300mm竖方钢22，竖方钢22高出管体1顶端外表面70cm，竖方钢22顶部之间用300mm横方钢23连接，在监测点处管体1外表面安装一道10cm宽的第一抱箍3，第一抱箍3下垫第一橡胶垫33，之后在管体1截面的十二点、三点及九点方向在第一抱箍3上固定安装第一位移计7，将第一位移计7的两端安装在上安装座71和下安装座73上，调整好第一位移计7的量程，分别用直径为25mm的小套管42和直径为30mm的大套管41套住第一位移计7，保护第一位移计7不被回填土破坏，同时通过大套管41与小套管42滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长；管体1节点处纵向第二位移计9安装在两段管体1的节点两侧40cm处，且管体1外表面各安装一道10cm宽的第二抱箍5，第二抱箍5下垫第二橡胶垫51；在第二抱箍5上分别焊接一个固定板53，将第二位移计9的一端通过第一固定座91安装在保护罩6内，保护罩6滑动安装导轨54内，并使用第一定位栓55固定，调整好第二位移计9的量程，第二位移计9的另一端通过L形拉杆92与伸缩管体1的固定板53固定连接；将第一位移计7和第二位移计9上的电缆线外套PE管24，并引出地表，集中接入多通道数据采集仪，而数据采集仪通过无线传输单元传送到监控平台，通过电脑或手机APP可随时查看管体1的变形数值，并可通过设置报警值，如果管体1出现大的变形，系统就会报警。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.长距离输水管道变形监测装置，包括管体(1)，其特征在于：所述管体(1)外表面套设有第一抱箍(3)和两个第二抱箍(5)，所述第一抱箍(3)外表面滑动连接有三个快速卡接组件(8)，所述快速卡接组件(8)内卡接安装有保护管组件(4)，所述保护管组件(4)包括有大套管(41)和小套管(42)，所述大套管(41)和小套管(42)滑动连接，所述大套管(41)和小套管(42)内安装有第一位移计(7)，所述大套管(41)的一端固定连接有排架(2)，所述管体(1)设置有两段，且两个所述第二抱箍(5)分别套设于两段管体(1)外表面，一个所述第二抱箍(5)外表面固定安装有保护罩(6)，所述保护罩(6)内安装有第二位移计(9)，所述第二位移计(9)的一端与另一个第二抱箍(5)固定连接。

2.如权利要求1所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述排架(2)包括有两个灌注桩(21)，所述灌注桩(21)上端处固定连接有竖方钢(22)，所述竖方钢(22)内壁之间固定连接有横方钢(23)，所述竖方钢(22)和横方钢(23)上均套接安装有PE管(24)。

3.如权利要求1所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述第一抱箍(3)可拆卸套设于管体(1)的外表面，所述第一抱箍(3)内壁设置有第一橡胶垫(33)，所述第一橡胶垫(33)套设于管体(1)的外表面，所述第一抱箍(3)外表面固定设有导环(32)，所述导环(32)与快速卡接组件(8)滑动连接。

4.如权利要求3所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述快速卡接组件(8)包括有凹形滑块(81)，所述凹形滑块(81)与导环(32)滑动连接，所述凹形滑块(81)外表面固定设有底板(82)，所述底板(82)上表面固定安装有第一夹块(83)，所述第一夹块(83)内开设有矩形槽(831)，所述矩形槽(831)内滑动安装有第二夹块(85)，所述矩形槽(831)内壁固定设有两个滑杆(851)，所述第二夹块(85)与滑杆(851)滑动连接，所述矩形槽(831)内壁与第二夹块(85)之间固定设有弹簧(852)，所述弹簧(852)套设于滑杆(851)外表面，所述第一夹块(83)与第二夹块(85)之间卡接安装小套管(42)，所述第二夹块(85)上螺纹设置有第二定位栓(84)。

5.如权利要求4所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述小套管(42)底端外表面固定设有两个凸形块(43)，所述凸形块(43)分别与第一夹块(83)、第二夹块(85)滑动连接，所述凸形块(43)与第二定位栓(84)螺纹连接，所述大套管(41)的一端外表面固定设有矩形块(411)，所述矩形块(411)分别与竖方钢(22)、横方钢(23)固定连接。

6.如权利要求1所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述第一位移计(7)的两端固定连接有上安装座(71)和下安装座(73)，所述下安装座(73)底端与小套管(42)内底面固定连接，所述上安装座(71)与大套管(41)内顶面固定连接，所述第一位移计(7)上设置有第一电缆线(72)。

7.如权利要求1所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述第二抱箍(5)内均设置有第二橡胶垫(51)，所述第二橡胶垫(51)套设于管体(1)外表面，所述第二抱箍(5)外表面均固定设有固定板(53)，一个所述固定板(53)上表面固定安装有导轨(54)，所述导轨(54)内滑动安装保护罩(6)，所述导轨(54)上螺纹设置有两个第一定位栓(55)，所述第一定位栓(55)与保护罩(6)螺纹连接。

8.如权利要求8所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述第二位移计(9)的两端分别固定连接有第一固定座(91)和L形拉杆(92)，所述第一固定座(91)与保护罩(6)的一端内壁固定连接，所述L形拉杆(92)活动贯穿保护罩(6)的另一端，所述L形拉杆(92)与一个固定板(53)固定连接，所述第二位移计(9)上设置有第二电缆线(93)。

9.如权利要求1至9所述的长距离输水管道变形监测装置，其特征在于，所述监测装置的施工和使用方法，如下步骤：

步骤一：将管段变形监测点安装于管体(1)的监测断面处，在地下打两根直径400mm混凝土灌注桩(21)，灌注桩(21)顶高与管体(1)底部外表面一致，灌注桩(21)内插入边长300mm竖方钢(22)，竖方钢(22)高出管体(1)顶端外表面70cm，竖方钢(22)顶部之间用300mm横方钢(23)连接，在监测点处管体(1)外表面安装一道10cm宽的第一抱箍(3)，第一抱箍(3)下垫第一橡胶垫(33)，之后在管体(1)截面的十二点、三点及九点方向在第一抱箍(3)上固定安装第一位移计(7)，将第一位移计(7)的两端安装在上安装座(71)和下安装座(73)上，调整好第一位移计(7)的量程，分别用直径为25mm的小套管(42)和直径为30mm的大套管(41)套住第一位移计(7)，保护第一位移计(7)不被回填土破坏，同时通过大套管(41)与小套管(42)滑动套接，从而可以随管道变形而压缩或者伸长；

管体(1)节点处纵向第二位移计(9)安装在两段管体(1)的节点两侧40cm处，且管体(1)外表面各安装一道10cm宽的第二抱箍(5)，第二抱箍(5)下垫第二橡胶垫(51)；在第二抱箍(5)上分别焊接一个固定板(53)，将第二位移计(9)的一端通过第一固定座(91)安装在保护罩(6)内，保护罩(6)滑动安装导轨(54)内，并使用第一定位栓(55)固定，调整好第二位移计(9)的量程，第二位移计(9)的另一端通过L形拉杆(92)与伸缩管体(1)的固定板(53)固定连接；

步骤二：将第一位移计(7)和第二位移计(9)上的电缆线外套PE管(24)，并引出地表，集中接入多通道数据采集仪，而数据采集仪通过无线传输单元传送到监控平台，通过电脑或手机APP可随时查看管体(1)的变形数值，并可通过设置报警值，如果管体(1)出现大的变形，系统就会报警。

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