CN117849057A - 一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，属于裂缝监测技术领域，能够解决现有混凝土结构发生裂缝不易被发现，从而影响储气库性能的问题。所述装置包括：监测单元，包含护套和蛇形布置在护套内、且与护套内壁连接的监测光纤；监测光纤每隔预设长度具有强制固定点，监测光纤在强制固定点处与护套内壁强固定；监测光纤的其余部分与护套内壁弱固定；强固定的固定强度大于弱固定的固定强度；监测单元设置在储气库的混凝土衬砌内，用于监测混凝土衬砌的变形信息；处理单元，设置在储气库的洞室外部、且与监测单元连接，用于根据变形信息确定混凝土衬砌的裂缝监测结果。本发明用于高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，属于裂缝监测技术领域。
背景技术
压缩空气储能技术以其储能容量大、寿命长、效率高、安全可靠等特点被视为一种极具潜力的大规模储能技术，其中新开挖硬岩洞穴作为压缩空气储能的储气库是发展趋势。
由于压缩空气的压力较大，一般在10MPa以上，此气压长期作用于混凝土衬砌结构上，导致混凝土衬砌结构极有可能发生全断面多部位开裂。然而由于储气库内部表面均设有密封层，因此混凝土结构发生裂缝则不易被发现，从而影响储气库性能。
发明内容
本发明提供了一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，能够解决现有混凝土结构发生裂缝不易被发现，从而影响储气库性能的问题。
本发明提供了一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，所述装置包括：
监测单元，包含护套和蛇形布置在所述护套内、且与所述护套内壁连接的监测光纤；所述监测光纤每隔预设长度具有强制固定点，所述监测光纤在所述强制固定点处与所述护套内壁强固定；所述监测光纤的其余部分与所述护套内壁弱固定；所述强固定的固定强度大于所述弱固定的固定强度；所述监测单元设置在所述储气库的混凝土衬砌内，用于监测所述混凝土衬砌的变形信息；
处理单元，设置在所述储气库的洞室外部、且与所述监测单元连接，用于根据所述变形信息确定所述混凝土衬砌的裂缝监测结果。
可选的，所述监测单元绑扎在所述混凝土衬砌的内环钢筋上，用于监测所述内环钢筋的变形信息；
所述处理单元用于根据所述内环钢筋的变形信息确定所述混凝土衬砌的裂缝监测结果。
可选的，所述处理单元为解调仪，所述解调仪用于对所述内环钢筋的变形信息进行解调，得到所述混凝土衬砌上裂缝的位置信息和宽度信息。
可选的，所述监测光纤的长度为所述护套的长度的n倍，其中，1＜n≤1.5。
可选的，所述护套为扁平状。
可选的，所述监测单元沿所述储气库的洞室断面环形一周布设。
可选的，所述监测单元为多个，多个所述监测单元沿所述储气库的中心轴方向间隔排布。
可选的，所述监测单元沿所述储气库的中心轴方向，在所述混凝土衬砌内螺旋布设。
可选的，所述监测光纤为光栅光纤。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的裂缝监测装置，通过在混凝土衬砌内设置由护套和蛇形布置在护套内的监测光纤组成的监测单元，来监测混凝土衬砌的变形信息，从而得到混凝土衬砌的裂缝监测结果。该装置可实现裂缝部位的定位及裂缝开展宽度的判断，解决了储气库内壁密封层下的混凝土结构开裂不易探查的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的监测单元布置示意图；
图2为本发明实施例提供的监测单元在高压储气库横断面上布置示意图；
图3为本发明实施例提供的裂缝监测装置结构示意图；
图4为本发明实施例提供的监测单元结构示意图。
附图标记：
1、混凝土衬砌；2、监测单元；3、洞室；4、护套；5、监测光纤；6、强制固定点；7、解调仪。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
考虑到高压储气库内部高压气体向外膨胀，圆形断面硐室衬砌结构受力可能产生平行于洞轴线方向的裂缝，需要对其监测以便及时掌握实际裂缝情况，因此本发明实施例提供了一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，如图1至图4所示，所述装置包括：
监测单元2，包含护套4和蛇形布置在护套4内、且与护套4内壁连接的监测光纤5；监测单元2设置在储气库的混凝土衬砌1内，用于监测混凝土衬砌1的变形信息；其中，蛇形指如蛇曲折延长的形状；具体可以是多个S形首尾相连形成的非闭合形状，多个S形的尺寸和弯曲程度等可以相同，也可以不同。
处理单元，设置在储气库的洞室3外部、且与监测单元2连接，用于根据变形信息确定混凝土衬砌1的裂缝监测结果。
具体的，监测单元2绑扎在混凝土衬砌1的内环钢筋上，用于监测内环钢筋的变形信息；
相应的，处理单元具体用于根据内环钢筋的变形信息确定混凝土衬砌1的裂缝监测结果。
在高压储气库混凝土衬砌1的钢筋绑扎过程中，将由护套4和蛇形布置在护套4内的监测光纤5组成的监测单元2固定于最内环钢筋上。此目的是在混凝土衬砌1变形时，保证监测光纤5能随着混凝土衬砌1一起变形，以检测到变形程度及裂缝开展情况。
在本发明实施例中，监测单元2可以沿储气库的洞室3断面环形一周布设。进一步的，监测单元2为多个，多个监测单元2沿储气库的中心轴方向间隔排布。
在本发明另一实施例中，监测单元2可以沿储气库的中心轴方向，在混凝土衬砌1内螺旋布设。
根据储气库洞室3性态及施工条件的情况，一个储气库洞室3内可以分多段安装上述监测单元2来测不同部位的裂缝情况。每一段洞室3内监测单元2的布设方式可以是单环形单断面布设，也可以是螺旋式大范围布设，每个断面布设间距根据现场需求设定，本发明实施例对此不做限定。螺旋布设的有益之处在于可以尽可能多的监测到全断面混凝土变形及开裂情况。
在实际应用中，可以将护套4设置为扁平状。监测光纤5每隔预设长度具有强制固定点6，监测光纤5在强制固定点6处与护套4内壁强固定；监测光纤5的其余部分与护套4内壁弱固定。其中，强固定的固定强度大于弱固定的固定强度。
本发明特制的监测单元2是将常规带涂层和护套4的用于测应变的监测光纤5封装于一个带有一定强度的可弯折护套4中，该护套4为扁平状，监测光纤5在其中蛇形弱固定，每隔一定长度有一个强制固定点6，使监测光纤5强制固定在护套4上。
将护套4做成扁平状，可以更好的将监测光纤5蛇形布置在其内部，这样混凝土衬砌1变形时监测光纤5不致被拉断；监测光纤5强制固定可保证监测光纤5不致跑位，保证监测位置的准确性；监测光纤5弱固定可使监测光纤5自由变形，从而有效监测混凝土衬砌1变形及裂缝，并且根据监测光纤5变形情况判断裂缝开展宽度。
监测光纤5的护套4随混凝土衬砌1变形或裂开可产生协同变形，护套4允许拉断，内部监测光纤5的强制固定点6与护套4完全协同变形，其他弱固定部分在护套4发生变形的情况下允许监测光纤5与护套4发生非协同变形，蛇形布设的冗余长度部分保证在一定程度的裂缝变形下监测光纤5可以发生变形但不被拉断。
在实际应用中，上述监测光纤5可以采用光栅光纤；上述强固定可以采用胶粘或夹子夹紧等方式在光纤铠装时直接固定好。上述弱固定可以采用胶粘或卡接等方式；当采用卡接方式时，可以提前在护套4的内壁上制作沿护套4长度方向的卡槽，将监测光纤卡进该卡槽上。
较佳的，监测光纤5的长度为护套4的长度的n倍，其中，1＜n≤1.5。
护套4与监测光纤5的长度为固定的倍数关系，可表示为：L1=nL2，其中L1为监测光纤5长度；L2为护套4长度，1.5≥n>1。
进一步的，处理单元为解调仪7，解调仪7用于对内环钢筋的变形信息进行解调，得到混凝土衬砌1上裂缝的位置信息和宽度信息。
将监测光纤5从观测部位引出混凝土结构，接入解调仪7，用以观测监测部位的混凝土衬砌1的裂缝情况。
本发明提供的裂缝监测装置，现场布设安装监测单元2快速方便；特制的监测单元2结构简单易成产，制造成本低；并且该监测单元2体型细长，对混凝土衬砌1的结构性能影响小，还可实现大范围多测点观测。
本发明提供的裂缝监测装置，通过在混凝土衬砌1内设置由护套4和蛇形布置在护套4内的监测光纤5组成的监测单元2，来监测混凝土衬砌1的变形信息，从而得到混凝土衬砌1的裂缝监测结果。该装置可实现裂缝部位的定位及裂缝开展宽度的判断，解决了储气库内壁密封层下的混凝土结构开裂不易探查的问题。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (9)
1.一种高压储气库混凝土衬砌的裂缝监测装置，其特征在于，所述装置包括：
监测单元，包含护套和蛇形布置在所述护套内、且与所述护套内壁连接的监测光纤；所述监测光纤每隔预设长度具有强制固定点，所述监测光纤在所述强制固定点处与所述护套内壁强固定；所述监测光纤的其余部分与所述护套内壁弱固定；所述强固定的固定强度大于所述弱固定的固定强度；所述监测单元设置在所述储气库的混凝土衬砌内，用于监测所述混凝土衬砌的变形信息；
处理单元，设置在所述储气库的洞室外部、且与所述监测单元连接，用于根据所述变形信息确定所述混凝土衬砌的裂缝监测结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测单元绑扎在所述混凝土衬砌的内环钢筋上，用于监测所述内环钢筋的变形信息；
所述处理单元用于根据所述内环钢筋的变形信息确定所述混凝土衬砌的裂缝监测结果。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理单元为解调仪，所述解调仪用于对所述内环钢筋的变形信息进行解调，得到所述混凝土衬砌上裂缝的位置信息和宽度信息。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测光纤的长度为所述护套的长度的n倍，其中，1＜n≤1.5。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述护套为扁平状。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测单元沿所述储气库的洞室断面环形一周布设。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监测单元为多个，多个所述监测单元沿所述储气库的中心轴方向间隔排布。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测单元沿所述储气库的中心轴方向，在所述混凝土衬砌内螺旋布设。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测光纤为光栅光纤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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