CN209355903U - 堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及安全监测领域，公开了一种堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，用以解决现有心墙堆石坝存在的监测效果差，以及难以对防渗心墙上游的堆石体进行沉降变形检测的问题。本实用新型包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。本实用新型利用读数装置获取前后两次高程差计算获得堆石体的变形监测值，成功解决了堆石坝沉降变形的监测技术问题，尤其填补了心墙防渗体上游堆石体沉降变形监测的空白。本实用新型适用于心墙防渗体上、下游堆石体沉降变形监测。

Description

堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统

技术领域

本实用新型涉及安全监测领域，特别涉及堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统。

背景技术

随着我国水电事业的迅速发展，各种水工建筑物的规模及其运行条件愈来愈复杂，高坝大库建筑物安全运行提出了更高的挑战，对水工建筑物安全性和稳定性的要求越来越高，要确保其安全稳定运行，因此，工程安全监测对水工建筑物的重要性不言而喻,尤其对于堆石坝，不仅需要可行的方案和高质量的施工技术确保其各料区坝料的变形及其协调，也需要监视其安全运行而可靠的监测手段，以便在运行时能够及时、准确、方便的测读监测数据，确保其工程建筑物(混凝土面板堆石坝面板)的运行安全，因此，堆石体中各区坝料的变形监测就将成为关键。这就需要有能够及时、准确监测其变形的手段。

堆石坝根据防渗系统的不同分为钢筋混凝土面板和心墙堆石坝，除钢筋混凝土面板位于堆石大坝的上游表面外，其余防渗体心墙都位于坝中，心墙上下游均有保护心墙的过渡料区、主堆石体区。这些结构在运行过程中，都会在水荷载和堆石体自重作用下，久而久之产生压缩等沉降变形而导致工程的运行安全。

现在监测防渗心墙上游长期处于库水浸泡的堆石体沉降变形还没有准确、可靠的方法，心墙S5下游主要采用连通管原理的水管式沉降仪D或直接安装的内观电测式位移计直接测得,其布置方式如图1所示，这种布置方式监测计算而得的变形值就是一个大致的初约值，存在准确性差和误差大的问题，连通管极其容易折断、堵塞、漏水而损坏失去作用。测量范围受限，同时由于电测式位移计是电子产品在水电工程这种极其潮湿等恶劣环境下容易损坏。

常规监测仪器自身特点及其运行环境的特殊性，不但监测效果差、安装难度极大，而且投资极大，浪费大量的人力和时间。同时还会因受各种因素的制约，带来监测及其效果的局限性，同时还会因一旦时效或难以修复而报废破坏，终止或影响其监测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，用以解决现有心墙堆石坝存在的监测效果差，以及难以对防渗心墙上游的堆石体进行沉降变形检测的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。

一般情况下会设置多个沉降板，多个沉降板将对应多根连接体，为了避免多根连接体缠绕在一起，进一步的，本实用新型还可以包括用于将多根连接体相互分离的固定器，所述固定器设置在保护管内。

所述读数装置的一种可能的结构为：包括配重体、线体以及用于实现线体转向位移的导向轮，所述线体的一端连接所述连接体，所述线体的另一端连接所述配重体，且在所述线体上标有刻度。其中，所述配重体可以是砝码，所述线体可以是钢丝。这种结构可以通过线体上的刻度进行读数。

所述读数装置的另一种可能的结构为：包括刻度尺，所述连接体与所述刻度尺连接。这种结构可以通过刻度尺进行读数。

本实用新型可用于堆石坝的上游和下游堆石体沉降变形监测，当对堆石坝的上游堆石体进行沉降变形监测，为了避免上述读数装置被库水浸泡，所述读数装置最好设置在堆石坝的坝顶。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型为沉降板带动连接体，通过连接体的位移读数实现沉降监测，这种原理为机械式工作原理，解决了常规电测式受环境影响及容易损坏的弱点和不足，提高了检测效果；同时本实用新型可用于上游堆石体的沉降变形检测，因此也解决了防渗心墙上游的堆石体无法进行沉降变形检测的问题。此外由于本实用新型中沉降板和连接体在位移的时候几乎不受沉降变形监测系统本身的限制，因此本实用新型还具有长距离、大量程的特点，解决了常规电测式仪器测量范围受限的问题。

附图说明

图1为现有堆石坝水管式沉降变形常规监测布设图。

图2为实施例提供的机械式沉降变形监测系统布设图。

图3为基于连接体位移的读数装置的结构示意图。

图中编号：A是堆石坝的上游，B是堆石坝的下游，C坝轴线，D是水管式沉降仪，E是水管式沉降仪的观测室，F是防渗帷幕，S1A是上游的堆石体，S3A是上游的过渡层，S4A是上游的反滤层，S5是心墙，S1B是下游的堆石体，S3B是下游的过渡层，S4B是下游的反滤层，1是沉降板，2是保护管，3是连接体，4是固定器，5是读数装置，6是导向装置，501是配重体，502是线体，503是导向轮，504是用于刻度读数的标准线。

具体实施方式

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。

一般情况下会设置多个沉降板，多个沉降板将对应多根连接体，为了避免多根连接体缠绕在一起，进一步的，本实用新型还可以包括用于将多根连接体相互分离的固定器，所述固定器设置在保护管内。

所述读数装置的一种可能的结构为：包括配重体、线体以及用于实现线体转向位移的导向轮，所述线体的一端连接所述连接体，所述线体的另一端连接所述配重体，且在所述线体上标有刻度。其中，所述配重体可以是砝码，所述线体可以是钢丝。这种结构可以通过线体上的刻度进行读数。

所述读数装置的另一种可能的结构为：包括刻度尺，所述连接体与所述刻度尺连接。这种结构可以通过刻度尺进行读数。

本实用新型可用于堆石坝的上游和下游堆石体沉降变形监测，当对堆石坝的上游堆石体进行沉降变形监测，为了避免上述读数装置被库水浸泡，所述读数装置最好设置在堆石坝的坝顶。

下面通过实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例提供了一种用于堆石坝堆石体的机械式沉降变形监测系统，如图2所示，该机械式沉降变形监测系统分别安装在防渗心墙上游的堆石体和下游堆石体中，该机械式沉降变形监测系统具体包括：沉降板1、连接体3、固定器4、保护管2以及基于连接体位移的读数装置5；所述连接体6和固定器4设置在所述保护管2内，所述沉降板1用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板1与所述连接体3的一端连接，所述连接体3的另一端连接与所述读数装置5连接；所述固定器用于将多根连接体相互分离。实施例中，连接体3可以是耐久性好的高强度的线体或细小杆件，保护管2用于保护连接体3和分离固定器4，保护管2的直径根据同一管内被保护连接体的多少而定，一般20～35cm为宜。图2中，由于上游的保护管2和连接体3存在一定弯折，实施例在保护管2的弯折部位还设置有便于连接体3转向位移的导向装置6。当坝内堆石体发生沉降，由于沉降板1位于堆石体中，因此沉降板1会随坝内堆石体一同沉降，沉降板1的位移发生变化通过连接体3将沉降板1沉降变化量传递到地面观测房的读数装置5处，通过读数装置5即可直接测得沉降板1的位移变化量。

如图3所示，所述读数装置5包括配重体501、线体502以及用于实现线体转向位移的导向轮503，所述线体502的一端连接所述连接体3，所述线体502的另一端连接所述配重体501，且在所述线体502上标有刻度，若需要对连接体的位移进行读数，我们可通过图3中的标准线504与线体502上刻度对齐位置实现读数。其中，所述配重体可以是砝码，所述线体可以是钢丝。当对堆石坝的上游堆石体进行沉降变形监测时，为了避免上述读数装置5被库水浸泡，实施例将上游的读数装置5设置在堆石坝的坝顶。

在堆石体安装埋设沉降板1时，需准确获得的真实可靠的安装埋设初始高程H0，沉降板沉降后的新高程H1经连接体3传递至地面观测房内读数装置5，利用沉降板1的前后高程差即可推算获得测点总沉降量，即，测点沉降板1总沉降量＝安装埋设时高程H0-观测时高程H1，测点前后两次观测间沉降变化量＝前次观测时高程Hi-本次观测时高程Hi+1。其中，地面观测房读数装置5的高程需定期复核其高层的可靠性。

实施例利用机械式引张线监测仪，将随坝内堆石体一同沉降的沉降板1在大坝堆石体填筑时预埋，利用前后两次高程差计算获得堆石体的变形监测值，成功解决了堆石坝沉降变形的监测技术问题，尤其填补了心墙防渗体上游堆石体沉降变形监测的空白。它是一种沿高程竖向安装埋设的机械式监测手段，不但能准确获得所需的沉降变形及位置，还能延长监测的使用寿命，保证监测的稳定性和长期性。通过现场实施观察发现，该技术仅需先将沉降板1、连接体3、保护管2以及固定器4预先随坝体填筑安装后，后期观测及维护工作在地面，这种方式不需复杂设备和技术，现场人员施工操作简单、方便，具有极大地节约观测、维护时间的优势，同时还提高了可靠性和准确性，具有重要的工程意义，为堆石坝的沉降监测技术提供了非常好的应用实例，可以在类似工程中全面推广。

Claims (5)

1.堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，其特征在于，包括沉降板、连接体、保护管以及基于连接体位移的读数装置；所述连接体设置在所述保护管内，所述沉降板用于设置在堆石坝的堆石体中，且所述沉降板与所述连接体的一端连接，所述连接体的另一端连接与所述读数装置连接。

2.如权利要求1所述的堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，其特征在于，还包括用于将多根连接体相互分离的固定器，所述固定器设置在保护管内。

3.如权利要求1所述的堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，其特征在于，所述读数装置包括配重体、线体以及用于实现线体转向位移的导向轮，所述线体的一端连接所述连接体，所述线体的另一端连接所述配重体，且在所述线体上标有刻度。

4.如权利要求1所述的堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，其特征在于，所述读数装置包括刻度尺，所述连接体与所述刻度尺连接。

5.如权利要求1所述的堆石坝堆石体机械式沉降变形监测新系统，其特征在于，当对堆石坝的上游堆石体进行沉降变形监测，所述读数装置设置在堆石坝的坝顶。