一種大壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種大壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測裝置，特別是一種用于土石壩和面板 堆石壩水平位移監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在八十年代，我國的土工觀測工作比較落后，而土石壩內(nèi)部觀測屬于土工觀測范 疇，土石壩的內(nèi)部觀測設(shè)備及觀測方法還不齊全，觀測儀器設(shè)備的研制和生產(chǎn)還比較落后。 國外的土石壩內(nèi)部觀測主要以美國為代表，如美國墾務(wù)局推薦了引張線水平位移計(jì)監(jiān)測大 壩的水平位移，它是通過由重力錘拉緊的鋼絲繩將壩體水平位移傳遞到觀測房內(nèi)，經(jīng)測量 重力錘的垂直位移間接實(shí)現(xiàn)壩體水平位移的監(jiān)測。目前，國外的大壩水平位移監(jiān)測中使用 較多的是測斜儀測斜的方法，它通過在大壩內(nèi)部埋設(shè)測斜管，通過測定管道的斜度變化換 算水平位移。在借鑒國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國的大壩水平位移監(jiān)測儀器和監(jiān)測技術(shù)得到快 速發(fā)展，特別是南京水利科學(xué)研究院在國家科技攻關(guān)項(xiàng)目和水利部重點(diǎn)科技項(xiàng)目的資助 下，先后研制出電測水平位移計(jì)和桿式水平位移計(jì)。
[0003] 這類依靠伸拉式傳感監(jiān)測水平位移的方法，當(dāng)管路太長時(shí)，引張線配重要大大增 加，線性徐變及測量誤差也會相應(yīng)的增加。
[0004] 特別是在蓄水初期，因壩體變形大，可能發(fā)生部分銦鋼絲斷裂致使監(jiān)測儀器不能 修復(fù)而停止使用的問題。
[0005]-些單位嘗試了其他方法，如"大壩面板撓度或壩體內(nèi)部變形監(jiān)測方法及其裝置 "（專利申請?zhí)?200410012676. 9)和"壩體面板撓度或壩體內(nèi)部水平及垂直變形的測量系 統(tǒng)"（專利申請?zhí)?200410012677. 3)公開了一種光纖陀螺技術(shù)測量面板撓度和壩體內(nèi)部水 平及垂直變形的方法及測量系統(tǒng)，通過工程實(shí)踐表明，光纖陀螺監(jiān)測方法仍然存在不足。一 是系統(tǒng)假定小車在管道中勻速運(yùn)動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)且計(jì)算誤差大，二是采用鍍鋅無縫鋼管和填縫 波紋管組合造價(jià)高，協(xié)同變形的能力差，三是牽引裝置使用一臺卷揚(yáng)機(jī)不妥，光纖陀螺集成 系統(tǒng)存在不穩(wěn)定漂移影響觀測精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際工程項(xiàng)目中，基于高斯定 律監(jiān)測土石壩水平位移的研究一一通過預(yù)埋永久磁鐵信號源，利用通電的磁通量感應(yīng)器監(jiān) 測信號源的強(qiáng)弱位置變化，間接實(shí)現(xiàn)大壩水平位移的監(jiān)測裝置。
[0007] 壩體內(nèi)部水平位移監(jiān)測一定要能夠感知到壩體內(nèi)部具體某部位發(fā)生的位移，例如 張拉式的位移計(jì)都是通過測點(diǎn)來反映該位置的變形，本實(shí)用新型以測點(diǎn)為監(jiān)測單元，通過 以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種大壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測裝置，主要包括信號源、監(jiān)測通道、信號源 感應(yīng)器、特制傳動(dòng)設(shè)備，其特征是信號源用鋁線綁扎于監(jiān)測通道底部保證其可伸縮移動(dòng)，信 號源感應(yīng)器在特制傳動(dòng)設(shè)備帶動(dòng)下在監(jiān)測通道來回測量，利用監(jiān)測信號源位置的相對變化 值作為大壩水平位移的結(jié)果。
[0008]信號感應(yīng)器包括高斯計(jì)或霍爾傳感器或磁傳感器與里程計(jì)的耦合集成，高斯計(jì)用 于感應(yīng)信號源強(qiáng)弱大小，里程計(jì)用于記錄小車的位置；里程計(jì)可集成于小車上，也可集成于 特制傳動(dòng)設(shè)備上。
[0009] 監(jiān)測運(yùn)行通道為相同直徑的圓鋼管和耐腐耐壓高分子圓管法蘭螺栓密封連接。通 道布置的方法為：在設(shè)計(jì)高程從上游到下游方向鋪設(shè)一層20~40厘米厚的細(xì)沙料，上游設(shè) 混泥土支墩密封固定圓管頭部；頭部安裝有定向滑輪，滑輪串連上足夠長度的鋼絲繩，每連 接一段管道，鋼絲繩雙向外拉；通道周圍及上部30~50厘米范圍用細(xì)沙料填充保護(hù)，使管道 受力均勻分散。
[0010] 本實(shí)用新型提供的大壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、通過耦合里程計(jì)，增加位置信息，減輕對動(dòng)力設(shè)備的嚴(yán)格要求，提高測量精度；
[0012] 2、鍍鋅防腐鋼管和高分子塑料管間隔相連的測量通道，有工業(yè)成品，安裝簡便，與 大壩協(xié)調(diào)變形能力達(dá)大增加，通道可實(shí)現(xiàn)多用途；
[0013] 3、雙動(dòng)力牽引控制方法，當(dāng)小車由外入內(nèi)時(shí)，一個(gè)動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī)正向拉小車，另一個(gè) 動(dòng)力卷揚(yáng)機(jī)反向收鋼絲繩；當(dāng)小車由內(nèi)往外時(shí)則相反，卷揚(yáng)機(jī)可順逆轉(zhuǎn)動(dòng)；該控制系統(tǒng)使 得小車運(yùn)行平穩(wěn)，鋼絲繩不纏繞不扭曲；
[0014]4、高斯計(jì)為信號感應(yīng)器不受時(shí)間累計(jì)漂移的影響，整個(gè)控制系統(tǒng)費(fèi)用很低。
【附圖說明】
[0015] 圖1 A為高斯計(jì)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖1 B為高斯計(jì)測量感應(yīng)器位置的原理圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型在大壩中的布置圖。
[0019] 圖4為通道底部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖5為裝置工作流程圖。
[0021] 圖6A為每次裝置重復(fù)測試三組結(jié)果示意圖。
[0022] 圖6B為間隔6次測量平均結(jié)果示意圖。
[0023] 圖6C為相對位移結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025]本實(shí)用新型提供一種基于高斯定律的大壩內(nèi)部水平位移監(jiān)測裝置，如圖5所示流 程，具體包括如下步驟：
[0026]第一步：將信號源感應(yīng)器1里端連接鋼絲繩5,外端連接特制傳動(dòng)設(shè)備的1號動(dòng) 力，頂部鋼絲繩連接特制傳動(dòng)設(shè)備的2號動(dòng)力，檢查設(shè)備連接的可靠性。
[0027] 第二步：打開信號源感應(yīng)器1的電源開關(guān)，此時(shí)圖1A電路已通電，啟動(dòng)特制傳動(dòng)設(shè) 備8的開關(guān)，使其逆時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)小車在通道12內(nèi)開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過預(yù)埋信號源2的位置，高 斯計(jì)可測量到一個(gè)電勢，如圖1B，同時(shí)信號源感應(yīng)器1中的里程計(jì)記錄了相應(yīng)的位置信號。
[0028]第三步：當(dāng)信號源感應(yīng)器1運(yùn)行到標(biāo)定位置時(shí)，此時(shí)已到達(dá)通道最里面，如圖4位 置，斷開特制傳動(dòng)設(shè)備8的控制開關(guān)，檢查設(shè)備的運(yùn)行狀況。
[0029] 第四步：打開特制傳動(dòng)設(shè)備8的控制開關(guān)，使其順時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)信號源感應(yīng)器1從 里往外運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過預(yù)埋信號源2的位置，高斯計(jì)可測量到一個(gè)電勢，同時(shí)信號源感應(yīng)器1中 的里程計(jì)記錄了相應(yīng)的位置信號，到出口處斷開控制開關(guān)，隨后斷開信號源感應(yīng)器1的開 關(guān)。
[0030] 第五步：每次重復(fù)測量三次，將信號源感應(yīng)器1自動(dòng)生成的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入配套軟 件中，可以計(jì)算出監(jiān)測點(diǎn)的位置，并繪制圖像和保存結(jié)果文檔。
[0031] 所述的通道12包含了 4~6米防腐耐壓高分子塑料圓管和4~6米鋼管，統(tǒng)稱為圓管 7,圓管7的自帶連接法蘭6中間設(shè)止水，用高強(qiáng)螺栓連接密封。每根鋼管兩端焊接導(dǎo)線環(huán) 4,從尾部到頭部依次串上鋼絲繩5,最后鋼絲繩頭尾都迀到外端，塑料管不焊接導(dǎo)線環(huán)4。
[0032] 所述的圓管7從大壩10迎水面開始，第一根為鋼管，管底密封防水，