雙金屬標垂直位移監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種雙金屬標垂直位移監測裝置。適用于大壩垂直位移監測領 域。
【背景技術】
[0002] 雙金屬標是一種觀測大壩垂直位移的重要監測設施，其可以作為幾何水準、靜力 水準觀測提供基準點，獲取大壩的絕對垂直位移值，當在雙金屬標安裝了雙金屬標儀后，與 靜力水準聯測，可實現大壩垂直位移自動化監測。
[0003] 當雙金屬標作為靜力水準的校核基點時，一般情況下，靜力水準端點7與雙金屬標 儀6底座應固定在同一個混凝土基座上(參見圖1)。雙金屬標中鋼管標心和鋁管標心的變化 量采用雙金屬標儀觀測。為了獲取靜力水準系統端點變形量（即混凝土基座的變形量），觀 測時，分別測出安裝在鋼管1和鋁管2上雙金屬標儀的測值按照以下公式計算混凝 土基座變形量M齡：
(1)
[0005] 式中：
[0006] S?-一鋼管標初始測值，mm;
[0007] Sffli一一鋼管標第i次測值，mm;
[0008]S|g〇--錯管標初始測值，臟；
[0009]S|gi--錯管標第i次測值，mm;
[0010] a鋼一一鋼管標線膨脹系數；
[0011]a|g--鋁管標線膨脹系數；
[0012] 當取a招=2a鋼時，貝lj:
[0013] A端點=2(S?i-SfD)-(S|Si-S|s〇) (2)
[0014] 由上述計算公式可知，要獲得基座變形量，鋼標、鋁標的變形量必須觀測準確，但 工程實際應用效果不夠理想，一旦出現鋼標儀或鋁標儀中的一支儀器出現問題，就會導致 整個雙金屬標成果不可用，可靠性較低。如某工程雙金屬標觀測成果見圖2,當鋁標在2011 年3月失效停測后，實際上雙金屬標成果就不可信了，無法進行混凝土基座變形量計算。

【發明內容】

[0015] 本實用新型要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種結構簡單、成本 較低的雙金屬標垂直位移監測裝置，以提高監測結果的可靠性。
[0016] 本實用新型所采用的技術方案是：一種雙金屬標垂直位移監測裝置，在混凝土基 座上設有豎向的安裝孔，其特征在于:所述安裝孔內設置同軸共心布置的鋼管、鋁管和保護 管，由內向外依次為鋼管、鋁管、保護管，所述鋼管、鋁管和保護管的下端均經水泥砂漿固定 于安裝孔孔底，其中保護管上端露出在安裝孔外，保護管與安裝孔孔壁之間回填水泥砂漿， 鋁管上端高出保護管，并在鋁管上端固定水平布置的固定環，鋼管上端高出鋁管，且在鋼管 上端安裝水平的鋼圓盤和靜力水準端點，所述鋼圓盤與固定環之間經兩個豎向布置的位移 計相連。
[0017]所述鋼管與鋁管之間間隔一定距離設置支撐環;所述鋁管與保護管之間間隔一定 距離設置支撐環。
[0018]所述支撐環為橡膠隔離環或不銹鋼環。
[0019]所述保護管采用直徑200mm、管厚8mm的無縫鋼管；所述鋁管、鋼管的直徑分別為 130mm和50mm〇
[0020] 所述鋼管上端比所述鋁管上端高出10~20cm。
[0021] 所述保護管每節長度小于等于3m，采用內外螺紋連接。
[0022] 所述支撐環與支撐環之間間距2m。
[0023]本實用新型的有益效果是：1、可靠性:2支位移計互為備用，當出現1支位移計異常 或失效時，另外1支位移計測值仍能用于計算A鋼，提高了雙金屬標成果的可靠性。2、連續 性：當1支位移計異常或失效后進行更換或維修期間，另外1支位移計仍能正常工作，保證雙 金屬標成果的連續性，也為維修、維護爭取了充足的時間。3、實用性:本實用新型結構未增 加相應的成本，也未改變相關的施工工藝，操作簡單，施工便利，具有較強的實用性。
【附圖說明】
[0024]圖1為現有技術的結構示意圖。
[0025]圖2為現有技術中某工程中雙金屬標觀測成果圖。
[0026]圖3為本實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖3所示，本實施例在混凝土基座上設有豎向的安裝孔5,安裝孔5內設置同軸共 心布置的鋼管1、鋁管2和保護管3,由內向外依次為鋼管、鋁管、保護管。本實施例中保護管3 的下端經水泥砂漿固定于安裝孔5孔底，保護管3上端露出在安裝孔5外，保護管3與安裝孔5 孔壁之間回填水泥砂漿。鋁管2的下端經水泥砂漿固定于安裝孔5孔底，鋁管2上端高出保護 管3,并在鋁管2上端固定水平布置的固定環9。鋼管1下端經水泥砂漿固定于安裝孔5孔底， 鋼管1上端高出鋁管2,且在鋼管1上端安裝水平的鋼圓盤10和靜力水準端點7。本實施例中 在鋼圓盤10與固定環9之間通過兩個豎向布置的位移計8相連。
[0028]為保證金屬管之間不直接接觸，防止管身撓曲，本例在鋼管1與鋁管2之間和鋁管2 與保護管3之間均間隔一定距離設置支撐環4,支撐環4為橡膠隔離環或不銹鋼環。
[0029]本實施例中保護管3采用直徑200mm、管厚8mm的無縫鋼管，保護管3每節長度小于 等于3m，采用內外螺紋連接。鋁管2、鋼管1的直徑分別為130mm和50mm。本例中鋼管1上端比 所述鋁管2上端高出10~20cm〇
[0030] 本實施例的【具體實施方式】如下：
[0031] 1、鉆設安裝孔5
[0032] 1)按設計要求，確定雙金屬標鉆孔的具體位置。
[0033] 2)采用回轉式地質鉆機鉆孔，鉆頭采用硬質合金或金剛鉆頭，開孔直徑一般為 273mm〇
[0034] 3)鉆孔時應保證孔向準確，先在孔口鉆一個比導向管外徑大的孔，孔深3m~6m，用 于埋設導向管。導向管管徑一般比采用的鉆具直徑大兩級。孔口導向管應選擇不帶接頭的 一根管，下管前應詳細檢查管材內壁的垂直度，并將導向孔底部的殘留物清洗干凈。孔口導 向管下入后，應調整垂直，傾斜度小于0.1%，管壁與鉆孔之間回填水泥砂漿。
[0035] 4)鉆進過程中，一般每鉆進lm~3m即應檢測一次鉆孔偏斜值，并做好記錄。如發現 鉆孔偏斜超過規定時，及時糾偏。最終鉆孔應至少深入完整基巖2m。
[0036] 5)鉆孔工作結束后，下保護管3之前，用壓力風水進行沖洗，將孔道內的鉆孔巖肩 和泥沙沖洗干凈，直到回水變清l〇min后結束。在保護管3埋設開始前，應向鉆孔內送入壓縮 空氣或采取其他措施，盡量將鉆孔內的積水排干。
[0037] 2、保護管3埋設及回填
[0038] 1)保護管3-般采用直徑200mm、管厚8mm的無縫鋼管，每節長度一般不大于3m，要 求采用內外螺紋連接。
[0039] 2)自下而上準確測定鉆孔偏斜值，確定鉆孔有效孔徑中心。
[0040] 3)下保護管3前，可在安裝孔5底部先放入少量水泥漿(高于孔底約0.5m)。保護管3 下到孔底后，宜略提起(不得提出水泥漿面)并用鉆機或千斤頂進行固定。采用水泥砂漿回 填保護管3與鉆孔孔壁之間間隙。
[0041] 3、雙金屬標的安裝
[0042] 1)在保護管3內安裝雙金屬標管。雙金屬標鋼管1和鋁管2分別采用直徑50mm和 130mm的管材;雙金屬管宜每隔2m設置一個支撐環4，以保證金屬管之間不直接接觸，防止管 身撓曲。
[0043] 2)孔底放入0.5m厚、加了緩凝劑的水泥砂漿，將雙金屬管慢慢放至孔底沉入水泥 砂漿。
[0044] 3)鋼標頂部安裝鋼圓盤10和靜力水準端點7，鋼圓盤直徑180mm，厚10mm，保證鋼圓 盤水平，無傾斜，鋼圓盤上預留螺孔，在鋼圓盤10上安裝靜力水準端點7。
[0045] 4)鋼標和鋁標之間安裝2支位移計8,鋼管1采用焊接夾緊裝置夾住位移計8,鋁管2 采用焊接固定環9，用于支撐位移計8底部，確保位移計8在初始處于壓縮狀態。
[0046]本實施例中靜力水準端點位移既是鋼管頂的變形量，鋼管頂的變形量A鋼計算公 式如下：
(3)
[0048]hi一一第i次測量時兩根管標的高差，m;
[0049] ho一一初始觀測時兩根管標的高差，m;
[0050] a#5-一鋼管標線膨脹系數；
[0051]a培--鋁管標線膨脹系數。
[0052]當取a鋁=2a鋼時，貝lj :
[0053]A鋼=(hi_ho) (4)
[0054]式中的匕可以采用2支位移計任何1支測值。
[0055]當然，上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也并不限于上述舉例，本技 術領域的普通技術人員，在本實用新型的范圍內，做出的變化、改添加或替換，都應屬于本 實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種雙金屬標垂直位移監測裝置，在混凝土基座上設有豎向的安裝孔(5)，其特征在 于:所述安裝孔(5)內設置同軸共心布置的鋼管（1)、鋁管(2)和保護管(3)，由內向外依次為 鋼管、鋁管、保護管，所述鋼管（1)、鋁管(2)和保護管(3)的下端均經水泥砂漿固定于安裝孔 (5)孔底，其中保護管(3)上端露出在安裝孔(5)外，保護管(3)與安裝孔(5)孔壁之間回填水 泥砂漿，鋁管（2)上端高出保護管（3)，并在鋁管（2)上端固定水平布置的固定環(9)，鋼管 (1)上端高出鋁管(2)，且在鋼管（1)上端安裝水平的鋼圓盤（10)和靜力水準端點（7)，所述 鋼圓盤(10)與固定環(9)之間經兩個豎向布置的位移計(8)相連。2. 根據權利要求1所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述鋼管（1)與鋁 管（2)之間間隔一定距離設置支撐環(4);所述鋁管(2)與保護管(3)之間間隔一定距離設置 支撐環(4)。3. 根據權利要求2所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述支撐環(4)為 橡膠隔離環或不銹鋼環。4. 根據權利要求2所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述保護管（3)采 用直徑200_、管厚8mm的無縫鋼管;所述錯管(2)、鋼管（1)的直徑分別為130mm和50_。5. 根據權利要求4所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述鋼管（1)上端 比所述鋁管（2)上端高出10~20cm〇6. 根據權利要求4所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述保護管（3)每 節長度小于等于3m，采用內外螺紋連接。7. 根據權利要求4所述的雙金屬標垂直位移監測裝置，其特征在于:所述支撐環(4)與 支撐環(4)之間間距2m。
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙金屬標垂直位移監測裝置。本實用新型的目的是提供一種結構簡單、成本較低的雙金屬標垂直位移監測裝置，以提高監測結果的可靠性。本實用新型的技術方案是：在混凝土基座上設有豎向的安裝孔，安裝孔內設置同軸共心布置的鋼管、鋁管和保護管，由內向外依次為鋼管、鋁管、保護管，鋼管、鋁管和保護管的下端均經水泥砂漿固定于安裝孔孔底，其中保護管上端露出在安裝孔外，保護管與安裝孔孔壁之間回填水泥砂漿，鋁管上端高出保護管，并在鋁管上端固定水平布置的固定環，鋼管上端高出鋁管，且在鋼管上端安裝水平的鋼圓盤和靜力水準端點，鋼圓盤與固定環之間經兩個豎向布置的位移計相連。本實用新型適用于大壩垂直位移監測領域。
【IPC分類】E02D33/00
【公開號】CN205369326
【申請號】CN201620049865
【發明人】周建波, 王玉潔, 滕世敏
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司, 國家能源局大壩安全監察中心
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月19日