[實用新型]一種堆石壩面板撓度監測裝置

有效

• 申請號: 201921153055.0
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN210089677U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 彭浩;楊文;李國祥;周以林;卞曉衛;張秋實
• 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: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01M5/00
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 宋妍麗

本實用新型提供了一種堆石壩面板撓度監測裝置，包括主電纜；所述主電纜埋線于堆石壩面板表面以下并串聯有電平器，電平器固定于固定支架上，固定支架固定在由預制盒輔助澆筑而成的凹陷空間中。本實用新型采用暗埋方式，傳感器位于面板混凝土內，自身不受填土鋪蓋、庫水的直接作用，儀器完好率可大幅提高；僅需1～2根電纜就可將所有測點的電平器進行串聯連接，然后集中牽引。不僅大大降低電纜牽引工作難度和工作量，而且在不影響混凝土保護層厚度前提下，電纜可以沿面板上層鋼筋的下側布置，有利于電纜的保護；現場施工便捷、安裝簡單，數據采集、計算分析等工作，一般技術人員均可快速掌握，經濟適用性好，推廣應用價值高。

技術領域

本實用新型涉及一種堆石壩面板撓度監測裝置，屬于水利水電工程領域。

背景技術

面板堆石壩具有良好的工程適應性和經濟性，是一種被廣泛采用的壩型。面板堆石壩主要由面板、趾板、墊層、過渡層、主堆石區、次堆石區組成，其中，面板為其重要的防滲結構之一。通常，面板與堆石體之間變形的不協調，會引起面板的開裂、脫空、撓度變形等問題，影響大壩整個防滲體系的正常工作，從而對大壩的長期穩定安全運行構成威脅。因此，為掌握面板的工作狀態，對面板的撓度變形進行監測，是必要的工作。

面板撓度最初一般采用斜面測斜儀進行監測，但是當變形較大時，探頭無法在測斜管內自由通過，觀測即無法進行。而且，測斜管施工繁瑣、安裝質量不易保證、難以實現自動化，耗費人力和時間。另外，斜測斜儀為適應面板斜坡面的傾角，需將其內置的加速度計旋轉一定角度，導致其在大角度測量時不能進行正反測自校，需要通過現場標定消除誤差，工作效率低，成果精度也不理想。

國內在天生橋一級電站率先引進巴西的電平器對面板撓度進行觀測，取得了一些有益的效果。之后，很多類似工程陸續采用在面板表面布置電平器的方法觀測面板撓度，但是多年應用的效果不夠理想，主要問題是：傳統方式電平器安裝在面板表面，傳感器外套保護罩且采用混凝土封閉，但在鋪蓋回填及蓄水后，鋪蓋以下儀器仍然極易損壞失效，導致整條測線報廢，無法計算面板撓度值；布置測點較多，而每支儀器均有一根電纜，集中后成束電纜直徑大，沿面板表面或內部牽引均不易保護，且對面板有一定影響。

近年來，國內有些工程陸續采用固定式測斜儀監測面板撓度變形。與斜面測斜儀相比，其易于實現自動化，且可以根據結構計算成果，將傳感器布置在預計變形位置，針對性較強。但是需要沿面板安裝多個傳感器才能夠較為完整的反映面板變形，成本高，安裝時對儀器與連接桿的連接方式、角度的控制等質量要求高。但與表面布置電平器相比，鋪蓋回填及蓄水對其影響較小，儀器存活率較高。

隨著科學技術的發展，國內一些高校、科研院所及設計單位也在堆石體及面板變形監測方面做了大量的試驗和探索。四川大學開發的《高土石壩變形監測的光纖傳感技術與系統》(申請公布號CN105910545A)、深圳大學開發的《一種面板堆石壩內部形變監測方法及監測系統》(申請公布號CN109059845A)、中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司開發的《用于混凝土面板堆石壩的變形監測系統及方法》(申請公布號CN109764823A)均具有監測面板撓度的功能，但仍存在一些不足：

1)上述申請公布的專利技術在原理上可行，但實際應用效果未知。譬如光纖傳感技術雖較先進，但是從水利水電工程安全監測行業多年應用效果來看，光纖在布設時易被破壞、測值易被干擾、長期使用后的光損耗不易控制，系統的實用性、耐久性、穩定性與現實需求存在差異；采用管道機器人或光纖陀螺均存在測量路線不唯一、管道尺寸大而占用空間、管道材料差異大而變形不協調等問題。

2)光纖、管道機器人、光纖陀螺的成本均很高，僅一套數據采集設備就需耗費數十萬，甚至上百萬。由于對管道的耐水壓、耐磨損、耐腐蝕等均有特殊要求，管道需要定制，價格高。與埋設安裝相關的土建工程量大，費用高。

3)數據解算復雜，后處理分析難度大，對人員的專業素質要求高。

實用新型內容