[發明專利]一種柔性管水準標結構

在審

• 申請號: 201610114597.1
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105606069A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 彭浩;蔣劍;周以林;江志紅;易偉
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 52110
• 代理人: 管寶偉

技術領域

本發明屬于水電水利工程安全監測領域，具體是涉及一種柔性管 水準標結構。

背景技術

目前，大壩垂直位移監測廣泛采用的主要技術手段有：精密水準 法、靜力水準法、真空激光準直法和三角高程法。

通常，現場測得的垂直位移都是某個測點相對于工作基點的位 移，即相對位移，然而，為求得該測點的絕對位移，需要校測工作基 點自身的位移，此時通常需要由水準基點來檢測。因此，水準基點是 否穩定將直接影響垂直位移監測成果的準確性。

為保證水準基點的穩定性，通常是將水準基點布設在不受庫水壓 力影響的區域或深度，同時根據現場地形、地質、水庫庫容等實際情 況選用不同類型的結構型式，如采用基巖標、深埋測溫鋼管標、雙金 屬標，或上述幾種結構組合而成的水準基點組。

基巖標需要埋設在穩定的完整基巖上，對于覆蓋層較厚時則無法 布設，同時當要監測混凝土壩基礎垂直位移時，由于難以布置基巖標， 使得日常觀測時需要從壩頂或其他部位對高程進行引測，導致測量線 路遠，引測高差大，工作任務繁重，測量精度難以保證。

深埋測溫鋼管標穩定性好，但溫度變化對鋼管自身長度的影響較 大，因此管內每隔一定深度需要布置測溫儀器，每次觀測均需要對其 進行溫度修正，而采用不同深度測出的溫度來計算鋼管內部的平均溫 度值與管身實際溫度仍然具有較大差距，特別是對于地溫梯度大的地 區，其影響將更為顯著，也就很難保證測量結果精度滿足要求。

雙金屬標因穩定性好、測量精度高、可對溫度影響進行修正等優 點而在實際工程中被廣泛作為水準基點或工作基點。但在實際工程中 其使用效果并不理想，主要存在以下幾個缺點：雙金屬標對埋設安裝 的要求較高，每段鋼管(鋁管)連接端頭要有足夠的剛度和強度，同 時管與管之間要用隔離環進行支撐，防止管與管之間直接接觸，同時 防止測管在孔內發生撓曲，另外雙金屬標安裝所要求的鉆孔孔徑較 大，使得其造價較其它監測手段高得多；雙金屬標主要利用鋼管與鋁 管的線膨脹系數存在明顯差異這一特性，可消除溫度對管自身變形的 影響，從而精確確定測點處的真實垂直位移值，但是由于鋼管和鋁管 不可能做到均質各向同性，其線膨脹系數也非定值，因此理論計算值 與真實情況仍會有一定差距，例如三峽工程中使用的雙金屬標，如果 采用理論線脹系數對垂直位移進行計算，當鋼管、鋁管長度變化的差 值達到3mm時，理論計算結果將與真實情況偏差超過0.5mm，即計 算結果精度將不滿足要求。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種柔性管水準標結構。通過采 用該柔性管式水準標作為水準基點或水準工作基點，從而實現對絕對 垂直位移進行觀測。

本發明是通過如下技術方案予以實現的。

一種柔性管水準標結構，包括鉆孔及安裝在鉆孔內的鋼保護管， 所述鉆孔的孔底深入基巖內，所述鋼保護管通過水泥砂漿固定在鉆孔 內，所述鋼保護管內還安裝有柔性管，所述柔性管的頂端與液體箱的 底部出流管固定連接，所述柔性管的底部還固結有底座，在底座內側 安裝有液位傳感器。

所述柔性管采用分段式安裝，且每段柔性管之間通過密封接頭連 接。

所述密封接頭內部均設置有可自由伸縮的波紋管。

所述底座通過水泥砂漿固定在鋼保護管的底部。

所述液位傳感器的電纜沿柔性管外側一直牽引至鉆孔頂部之外。

所述液體箱頂部設置有可開合的加液口。

所述液體箱整體固定安裝在混凝土保護墩內。

所述混凝土保護墩上安裝有鋼蓋板。

本發明的有益效果是：

與現有技術相比，本發明采用柔性管作為測管，因此可自由伸縮， 可實時跟隨地面發生垂直位移而位移，從而通過測量傳感器上部垂直 液柱高度變化來確定絕對垂直位移值，而且不受溫度等外在因素的影 響，可以有效保證測量的高精度。

由于液位測量采用傳感器進行，因此測量穩定性好，測量精度高， 目前液位傳感器可測出的最小液位變化為0.02mm左右，而且可實現 自動化連續觀測。

其次，鉆孔孔徑要明顯小于傳統金屬標鉆孔，所采用的材料均較 為常見，因此具有施工簡易、適用性強、經濟性好的特點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中柔性管的連接示意圖；