一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统的制作方法

1.本发明涉及大坝安全监测及测量技术领域，尤其涉及的是一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统。


背景技术：

2.堆石坝是一种重要水坝类型，近年来，我国堆石坝建设成果显著，建成了一批标志性的工程，如果能够持续、精密的观测堆石坝变形指标对保证堆石坝坝体的安全十分重要。
3.现有的堆石坝内部变形检测仪器的测量模式通常为“点式”测量模式，这种测量模式只能得出“点式”的测量数据，不能获取连续性的变形数据，也就是说不能精确和完整的反应大坝的内部变形情况。目前，采用测量机器人能够获取连续性的变形数据，但是需要为测量机器人提供观测通道，也就是说需要将检测管道连接为一个整体，保证测量机器人能够在平滑的观测通道内往返运动。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统，为测量机器人提供了观测通道，保证获取堆石坝内部连续性的变形数据。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种堆石坝内部变形监测管道装置，用于设置在堆石坝内部的监测沟槽内，包括：
8.监测管道，多个所述监测管道首尾相接设置在所述监测沟槽内；
9.管套，所述管套套设在相邻的所述监测管道之间，并用于固定相邻的两个所述监测管道；
10.管卡组件，所述管卡组件设置在多个所述监测管道所形成的通道的两端。
11.进一步，所述堆石坝内部变形监测管道装置还包括：
12.焊接辅助组件，所述焊接辅助组件连接相邻两个所述监测管道。
13.进一步，所述焊接辅助组件包括：
14.管箍，所述管箍设置在所述管套两侧的所述监测管道上，所述管箍两端设置有锁紧件，两个所述管箍通过所述锁紧件连接。
15.进一步，所述管箍上还设置有固定件，所述固定件朝向所述监测管道轴向设置有螺纹通孔；
16.所述焊接辅助组件还包括丝杠，所述丝杠连接于位于所述管套两侧的所述焊接辅助组件上的所述螺纹通孔。
17.进一步，所述管卡组件包括：
18.管桶，所述管桶一端连接于所述监测管道，另一端设置有环形凸台；
19.挡片，所述挡片设置在所述环形凸台上，并用于遮挡所述监测管道所形成的通道；
20.折弯件，所述折弯件一端沿竖直方向设置在所述环形凸台的上方，另一端朝向所
述管桶方向延伸，所述折弯件上设置有棱镜；
21.锚固杆，所述锚固杆沿所述环形凸台圆周方向设置在所述环形凸台上，所述管卡组件通过所述锚固杆连接于堆石坝坝体。
22.进一步，所述管套焊接于相邻的所述监测管道；
23.所述管套上设置有焊接插孔，所述管套通过所述焊接插孔焊接在两个所述监测管道上。
24.进一步，所述监测管道为高密度聚乙烯管。
25.进一步，所述监测管道的直径大于管道测量机器人的高度。
26.进一步，每个所述监测管道的长度为1m。
27.一种堆石坝内部变形监测管道系统，包括：如上述的堆石坝内部变形监测管道装置；
28.测量机器人，所述测量机器人在所述监测管道装置内往返运动。
29.本方案的有益效果：本发明提出的一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统，通过设置多个所述监测管道首尾相接，并将所述管套套设在每两个相邻的所述监测管道之间，并在所述监测管道装置的末端设置所述管卡组件，最终将整体的所述监测管道装置放置在所述监测沟槽内，将所述检测管道连接为一个平滑整体，为测量机器人提供了观测通道，保证获取堆石坝内部连续性的变形数据。
附图说明
30.图1是本发明实施例的堆石坝内部变形监测管道装置的结构示意图；
31.图2是图1的a部放大图；
32.图3是本发明实施例的堆石坝内部变形监测管道装置的监测管道和管套焊接后结构示意图；
33.图4是本发明实施例的堆石坝内部变形监测管道装置的管卡组件示意图；
34.图中各标号：100、监测管道；200、管套；210、焊接插孔；220、第一凸台；300、管卡组件；310、管桶；320、环形凸台；330、挡片；340、折弯件；350、锚固杆；360、棱镜；400、焊接辅助组件；410、管箍；420、锁紧件；430、固定件；440、丝杠。
具体实施方式
35.本发明提供了一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.堆石坝是一种重要水坝类型，近年来，我国堆石坝建设成果显著，建成了一批标志性的工程，如果能够持续、精密的观测堆石坝变形指标对保证堆石坝坝体的安全十分重要。现有的堆石坝内部变形检测仪器的测量模式通常为“点式”测量模式，这种测量模式只能得出“点式”的测量数据，不能获取连续性的变形数据，也就是说不能精确和完整的反应大坝的内部变形情况。目前，采用测量机器人能够获取连续性的变形数据，但是需要为测量机器人提供观测通道，也就是说需要将检测管道连接为一个整体，保证测量机器人能够在平滑的观测通道内往返运动。
37.为解决上述问题，本发明实施例提供一种堆石坝内部变形监测管道装置，用于设置在堆石坝内部的监测沟槽内，具体如图1、图2和图4所示，所示堆石坝内部变形监测管道装置包括：监测管道100，管套200和管卡组件300。多个所述监测管道100首尾相接设置在所述监测沟槽内，所述管套200套设在相邻的所述监测管道100之间，并用于固定相邻的两个所述监测管道100，所述管卡组件300设置在多个所述监测管道所形成的通道的两端，并连接于所述监测管道100，所述管卡组件300用于约束测量机器人，保证其在所述监测管道装置内运动的来回起点一致。通过上述设置，多个所述管套200分别将每个所述监测管道100连接起来，并在所述监测管道装置两端设置所述管卡组件300，使得所述检测管道连接为一个整体，使得测量机器人能够在平滑的所述监测管道装置内往返运动，帮助堆石坝获取连续性的变形数据，保证坝体的安全。
38.上述方案中，通过设置多个所述监测管道100首尾相接，并将所述管套200套设在每两个相邻的所述监测管道100之间，并在所述监测管道装置的末端设置所述管卡组件300，最终将整体的所述监测管道装置放置在所述监测沟槽内，将所述检测管道连接为一个平滑整体，为测量机器人提供了观测通道，保证获取堆石坝内部连续性的变形数据。
39.如图2所示，在本发明具体的实施例中，所述的堆石坝内部变形监测管道装置还包括：焊接辅助组件400，所述焊接辅助组件400套设在所述管套200两侧的所述监测管道100上，所述焊接辅助组件400用于辅助所述管套200下的每两个相邻的所述监测管道100连接。所述焊接辅助组件400有助于在所述监测管道100的焊接，能够保证所述监测管道100对接时，所述监测管道100之间的接缝、错台尽可能的小，保证所述监测管道装置内部通道平滑。
40.具体的，所述焊接辅助组件400包括：管箍410，所述管箍410设置在所述管套200两侧的所述监测管道100上，所述管箍410两端设置有锁紧件420，两个所述管箍410通过所述锁紧件420连接。具体的，所述管箍410为半圆形，所述锁紧件420上设置有通孔，可使用螺栓穿过所述通孔将所述锁紧件420连接，从而使得两个所述管箍410连接并套设在所述监测管道100上。
41.具体的，所述管箍410上还设置有固定件430，所述固定件430朝向所述监测管道100轴向设置有螺纹通孔，所述焊接辅助组件400还包括丝杠440，所述丝杠440连接于位于所述管套200两侧的所述焊接辅助组件400上的所述螺纹通孔，所述丝杠440与所述固定件430连接处背离所述管套200的一侧还设置有紧固螺母，所述紧固螺母可将整个所述监测管道装置内部连接更紧密，保证所述监测管道装置的紧凑性。具体的，一个所述管箍410上设置有两个所述固定件430，为了保证受力均匀，两个所述固定件430在所述管箍410上与所述管箍410两端的所述锁紧件420分别间隔60
°
设置。对应的，一个所述焊接辅助组件400上设置有四个所述固定件430，也就是说，每两个所述监测管道100之间设置有四个丝杠440。
42.如图2和图3所示，在本发明具体的实施例中，所述管套200焊接于相邻的两个所述监测管道100，所述管套200上设置有焊接插孔210，所述焊接插孔210内设置有焊接头，所述管套200通过所述焊接插孔210连接所述焊接头焊接在两个所述监测管道100上。从而保证所述管套200与两个所述监测管道100紧密的连接在一起以及两个所述监测管道100之间无接缝无错台连接，保证测量机器人在管道内的通过性。所述管套200为电热熔管套200，且所述管套200内部设置有加热电阻丝，接上焊机输出接头，可自动完成焊接，操作简单。所述管套200两侧还设置有第一凸台220，所述第一凸台220增加了所述管套200与所述监测管道
100的接触面积，也增加了焊接面积。
43.具体的，为了保证所述监测管道装置能耐受堆石坝沉降时施加在所述监测管道100径向方向的强大剪力，也就是保证所述监测管道100在堆石坝沉降时不发生径向形变，所述监测管道100径向必须要有足够的刚度，同时所述监测管道100轴向还应具一定柔性，才能保证所述监测管道100不会因为剪力和压力作用被折断或发生剧烈形变，能够跟随大坝变形而变形。综合以上抗压以及形变特性，所述监测管道100可采用高密度聚乙烯管。以管道测量机器人立放在地面上为例，以管道测量机器人的最大尺寸(长度或者宽度)作为管道测量机器人的高度，为保证测量机器人能够顺畅通过，所述监测管道100的直径大于管道测量机器人高度的同时，应尽可能的小。
44.为了方便运输，所述监测管道100一般采取分段运输，然后再按照出厂标号顺序进行热熔接，每个所述监测管道100的长度可设置为1m，且不限于1m，能够满足分段运输以及在所述监测沟槽内正常衔接即可。运抵施工现场后，再将管道按顺序熔接形成连通的所述监测管道100。
45.如图4所示，在本发明具体的实施例中，所述管卡组件300包括：管桶310，挡片330，折弯件340和锚固杆350。所述管桶310一端连接于所述监测管道100，另一端设置有环形凸台320。所述挡片330设置在所述环形凸台320上，并用于固定所述监测管道100内测量机器人的起始运动位置，遮挡所述监测管道100所形成的通道，所述挡片330可通过螺丝可拆卸连接于所述环形凸台320，所述挡片330在管道内放入测量机器人时取下，放入测量机器人后拧上螺丝，保证测量管道机器人在运动的过程中，来回的起始位置一致。所述折弯件340一端沿竖直方向设置在所述环形凸台320的上方，另一端朝向所述管桶310方向延伸，所述折弯件340顶端还设置有棱镜360，所述棱镜360具体为l形小棱镜360，用于用于所述管卡组件300的管口控制点测量，也就是测量所述管卡组件300的绝对位置，也就是所述管卡组件300具体的经纬度，最后将所述管卡组件300的经纬度归化到统一坐标系，便于计算所述管卡组件300的具体位置。所述锚固杆350沿所述环形凸台320圆周方向设置在所述环形凸台320上，所述管卡组件300通过所述锚固杆350连接于堆石坝坝体，同时，所述锚固杆350固定在堆石坝坝体上还用于保证所述折弯件340顶端的水平，从而保证所述棱镜360的水平安装。
46.具体的，所述监测管道装置的两端管口设置有观测房，并将两端管口放置在观测房内，对应的，所述管卡组件300也设置在堆石坝的观测房内，既有利于所述监测管道装置的保护，也便于进行堆石坝内部变形的监测和管理
47.本发明还提供一种堆石坝内部变形监测管道系统，包括：如上所述的堆石坝内部变形监测管道装置和测量机器人。所述测量机器人在所述监测管道装置内往返运动，为堆石坝提供连续的检测数据，保证堆石坝的安全。
48.在具体的实施例中，为了验证所述监测管道的截面刚度，首先对所述监测管道进行碾压试验，具体碾压方式可采用碾压机。首先在堆石坝内部的监测沟槽内埋入所述监测管道，回填沙层并压实沙层，使用碾压机打开振动碾，来回碾压；然后刨出所述监测管道，并检验所述监测管道的截面是否会发生剧烈变形；再使用一截外径与所述监测管道内径一致的第一管道，拖动所述第一管道在所述监测管道内往返运动；最后检验所述监测管道截面是否会发生剧烈变形。对于剪力冲击较大的情况，可通过加大所述监测管道的管壁厚度以
及在所述监测管道外包裹更厚的细沙等措施使得所述监测管道符合要求。
49.具体的，将多根所述监测管道依次放置在堆石坝内部的监测沟槽内，并对每根所述监测管道的管口进行打磨，在每两根相邻的所述监测管道的所述管口之间套上所述管套，所述管套为热熔管套，使得两根相邻的所述监测管道在所述管套内对接，并在所述管套内设置电阻丝，然后设置所述焊接辅助组件，分别在所述监测管道两端的所述管口固定设置一个管箍，将所述管箍通过丝杠连接，然后在所述焊接辅助组件两侧同时拧紧螺丝，使所述监测管道接口紧密贴合，同时调整四根丝杠的螺纹，使所述监测的管口对齐避免错台，同时设置使用摄像头、内窥镜等设备深入所述监测管道内查看接缝及错台情况，及时反馈并调整所述丝杠直至调平对齐。再在所述管套的所述焊接插孔内的所述焊接头上接入热熔焊机输出接头，通电加热，对相邻的所述监测管道与所述热熔管套进行自动熔接，加热完成自动断电。最后放置冷却，等待所述焊接头凝固成型；
50.具体的，所有监测管道焊接完成后，将其连通为一体的监测管道装置，吊放置监测沟槽内。将所述监测管道装置的两端管口分别伸入观测房中，并在两端管口位置分别装上所述管卡组件，保证所述管卡组件的所述管桶外径与所述检测管道的内径一致，安装时将所述管桶推入所述检测管道内，然后将所述锚固杆紧固在堆石坝坝体上，保证所述折弯件水平，以保证所述棱镜能够水平安装，所述挡片在放入管道测量机器人时取下，放入管道测量机器人之后拧上螺丝，可保证管道测量机器人在往返运动过程中，来回的起止位置一致。
51.综上所述，本发明提出的一种堆石坝内部变形监测管道装置及系统，通过设置多个所述监测管道首尾相接，并将所述管套套设在每两个相邻的所述监测管道之间，并在所述监测管道装置的末端设置所述管卡组件，最终将整体的所述监测管道装置放置在所述监测沟槽内，将所述检测管道连接为一个平滑整体，为测量机器人提供了观测通道，保证获取堆石坝内部连续性的变形数据。
52.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。