双金属标垂直位移监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种双金属标垂直位移监测装置。适用于大坝垂直位移监测领 域。
【背景技术】
[0002] 双金属标是一种观测大坝垂直位移的重要监测设施，其可以作为几何水准、静力 水准观测提供基准点，获取大坝的绝对垂直位移值，当在双金属标安装了双金属标仪后，与 静力水准联测，可实现大坝垂直位移自动化监测。
[0003] 当双金属标作为静力水准的校核基点时，一般情况下，静力水准端点7与双金属标 仪6底座应固定在同一个混凝土基座上(参见图1)。双金属标中钢管标心和铝管标心的变化 量采用双金属标仪观测。为了获取静力水准系统端点变形量（即混凝土基座的变形量），观 测时，分别测出安装在钢管1和铝管2上双金属标仪的测值按照以下公式计算混凝 土基座变形量M齡：
(1)
[0005] 式中：
[0006] S?-一钢管标初始测值，mm;
[0007] Sffli一一钢管标第i次测值，mm;
[0008]S|g〇--错管标初始测值，臟；
[0009]S|gi--错管标第i次测值，mm;
[0010] a钢一一钢管标线膨胀系数；
[0011]a|g--铝管标线膨胀系数；
[0012] 当取a招=2a钢时，贝lj:
[0013] A端点=2(S?i-SfD)-(S|Si-S|s〇) (2)
[0014] 由上述计算公式可知，要获得基座变形量，钢标、铝标的变形量必须观测准确，但 工程实际应用效果不够理想，一旦出现钢标仪或铝标仪中的一支仪器出现问题，就会导致 整个双金属标成果不可用，可靠性较低。如某工程双金属标观测成果见图2,当铝标在2011 年3月失效停测后，实际上双金属标成果就不可信了，无法进行混凝土基座变形量计算。
【发明内容】
[0015] 本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种结构简单、成本 较低的双金属标垂直位移监测装置，以提高监测结果的可靠性。
[0016] 本实用新型所采用的技术方案是：一种双金属标垂直位移监测装置，在混凝土基 座上设有竖向的安装孔，其特征在于:所述安装孔内设置同轴共心布置的钢管、铝管和保护 管，由内向外依次为钢管、铝管、保护管，所述钢管、铝管和保护管的下端均经水泥砂浆固定 于安装孔孔底，其中保护管上端露出在安装孔外，保护管与安装孔孔壁之间回填水泥砂浆， 铝管上端高出保护管，并在铝管上端固定水平布置的固定环，钢管上端高出铝管，且在钢管 上端安装水平的钢圆盘和静力水准端点，所述钢圆盘与固定环之间经两个竖向布置的位移 计相连。
[0017]所述钢管与铝管之间间隔一定距离设置支撑环;所述铝管与保护管之间间隔一定 距离设置支撑环。
[0018]所述支撑环为橡胶隔离环或不锈钢环。
[0019]所述保护管采用直径200mm、管厚8mm的无缝钢管；所述铝管、钢管的直径分别为 130mm和50mm〇
[0020] 所述钢管上端比所述铝管上端高出10~20cm。
[0021] 所述保护管每节长度小于等于3m，采用内外螺纹连接。
[0022] 所述支撑环与支撑环之间间距2m。
[0023]本实用新型的有益效果是：1、可靠性:2支位移计互为备用，当出现1支位移计异常 或失效时，另外1支位移计测值仍能用于计算A钢，提高了双金属标成果的可靠性。2、连续 性：当1支位移计异常或失效后进行更换或维修期间，另外1支位移计仍能正常工作，保证双 金属标成果的连续性，也为维修、维护争取了充足的时间。3、实用性:本实用新型结构未增 加相应的成本，也未改变相关的施工工艺，操作简单，施工便利，具有较强的实用性。
【附图说明】
[0024]图1为现有技术的结构示意图。
[0025]图2为现有技术中某工程中双金属标观测成果图。
[0026]图3为本实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]如图3所示，本实施例在混凝土基座上设有竖向的安装孔5,安装孔5内设置同轴共 心布置的钢管1、铝管2和保护管3,由内向外依次为钢管、铝管、保护管。本实施例中保护管3 的下端经水泥砂浆固定于安装孔5孔底，保护管3上端露出在安装孔5外，保护管3与安装孔5 孔壁之间回填水泥砂浆。铝管2的下端经水泥砂浆固定于安装孔5孔底，铝管2上端高出保护 管3,并在铝管2上端固定水平布置的固定环9。钢管1下端经水泥砂浆固定于安装孔5孔底， 钢管1上端高出铝管2,且在钢管1上端安装水平的钢圆盘10和静力水准端点7。本实施例中 在钢圆盘10与固定环9之间通过两个竖向布置的位移计8相连。
[0028]为保证金属管之间不直接接触，防止管身挠曲，本例在钢管1与铝管2之间和铝管2 与保护管3之间均间隔一定距离设置支撑环4,支撑环4为橡胶隔离环或不锈钢环。
[0029]本实施例中保护管3采用直径200mm、管厚8mm的无缝钢管，保护管3每节长度小于 等于3m，采用内外螺纹连接。铝管2、钢管1的直径分别为130mm和50mm。本例中钢管1上端比 所述铝管2上端高出10~20cm〇
[0030] 本实施例的【具体实施方式】如下：
[0031] 1、钻设安装孔5
[0032] 1)按设计要求，确定双金属标钻孔的具体位置。
[0033] 2)采用回转式地质钻机钻孔，钻头采用硬质合金或金刚钻头，开孔直径一般为 273mm〇
[0034] 3)钻孔时应保证孔向准确，先在孔口钻一个比导向管外径大的孔，孔深3m~6m，用 于埋设导向管。导向管管径一般比采用的钻具直径大两级。孔口导向管应选择不带接头的 一根管，下管前应详细检查管材内壁的垂直度，并将导向孔底部的残留物清洗干净。孔口导 向管下入后，应调整垂直，倾斜度小于0.1%，管壁与钻孔之间回填水泥砂浆。
[0035] 4)钻进过程中，一般每钻进lm~3m即应检测一次钻孔偏斜值，并做好记录。如发现 钻孔偏斜超过规定时，及时纠偏。最终钻孔应至少深入完整基岩2m。
[0036] 5)钻孔工作结束后，下保护管3之前，用压力风水进行冲洗，将孔道内的钻孔岩肩 和泥沙冲洗干净，直到回水变清l〇min后结束。在保护管3埋设开始前，应向钻孔内送入压缩 空气或采取其他措施，尽量将钻孔内的积水排干。
[0037] 2、保护管3埋设及回填
[0038] 1)保护管3-般采用直径200mm、管厚8mm的无缝钢管，每节长度一般不大于3m，要 求采用内外螺纹连接。
[0039] 2)自下而上准确测定钻孔偏斜值，确定钻孔有效孔径中心。
[0040] 3)下保护管3前，可在安装孔5底部先放入少量水泥浆(高于孔底约0.5m)。保护管3 下到孔底后，宜略提起(不得提出水泥浆面)并用钻机或千斤顶进行固定。采用水泥砂浆回 填保护管3与钻孔孔壁之间间隙。
[0041] 3、双金属标的安装
[0042] 1)在保护管3内安装双金属标管。双金属标钢管1和铝管2分别采用直径50mm和 130mm的管材;双金属管宜每隔2m设置一个支撑环4，以保证金属管之间不直接接触，防止管 身挠曲。
[0043] 2)孔底放入0.5m厚、加了缓凝剂的水泥砂浆，将双金属管慢慢放至孔底沉入水泥 砂浆。
[0044] 3)钢标顶部安装钢圆盘10和静力水准端点7，钢圆盘直径180mm，厚10mm，保证钢圆 盘水平，无倾斜，钢圆盘上预留螺孔，在钢圆盘10上安装静力水准端点7。
[0045] 4)钢标和铝标之间安装2支位移计8,钢管1采用焊接夹紧装置夹住位移计8,铝管2 采用焊接固定环9，用于支撑位移计8底部，确保位移计8在初始处于压缩状态。
[0046]本实施例中静力水准端点位移既是钢管顶的变形量，钢管顶的变形量A钢计算公 式如下：
(3)
[0048]hi一一第i次测量时两根管标的高差，m;
[0049] ho一一初始观测时两根管标的高差，m;
[0050] a#5-一钢管标线膨胀系数；
[0051]a培--铝管标线膨胀系数。
[0052]当取a铝=2a钢时，贝lj :
[0053]A钢=(hi_ho) (4)
[0054]式中的匕可以采用2支位移计任何1支测值。
[0055]当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技 术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、改添加或替换，都应属于本 实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种双金属标垂直位移监测装置，在混凝土基座上设有竖向的安装孔(5)，其特征在 于:所述安装孔(5)内设置同轴共心布置的钢管（1)、铝管(2)和保护管(3)，由内向外依次为 钢管、铝管、保护管，所述钢管（1)、铝管(2)和保护管(3)的下端均经水泥砂浆固定于安装孔 (5)孔底，其中保护管(3)上端露出在安装孔(5)外，保护管(3)与安装孔(5)孔壁之间回填水 泥砂浆，铝管（2)上端高出保护管（3)，并在铝管（2)上端固定水平布置的固定环(9)，钢管 (1)上端高出铝管(2)，且在钢管（1)上端安装水平的钢圆盘（10)和静力水准端点（7)，所述 钢圆盘(10)与固定环(9)之间经两个竖向布置的位移计(8)相连。2. 根据权利要求1所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述钢管（1)与铝 管（2)之间间隔一定距离设置支撑环(4);所述铝管(2)与保护管(3)之间间隔一定距离设置 支撑环(4)。3. 根据权利要求2所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述支撑环(4)为 橡胶隔离环或不锈钢环。4. 根据权利要求2所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述保护管（3)采 用直径200_、管厚8mm的无缝钢管;所述错管(2)、钢管（1)的直径分别为130mm和50_。5. 根据权利要求4所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述钢管（1)上端 比所述铝管（2)上端高出10~20cm〇6. 根据权利要求4所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述保护管（3)每 节长度小于等于3m，采用内外螺纹连接。7. 根据权利要求4所述的双金属标垂直位移监测装置，其特征在于:所述支撑环(4)与 支撑环(4)之间间距2m。
【专利摘要】本实用新型涉及一种双金属标垂直位移监测装置。本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本较低的双金属标垂直位移监测装置，以提高监测结果的可靠性。本实用新型的技术方案是：在混凝土基座上设有竖向的安装孔，安装孔内设置同轴共心布置的钢管、铝管和保护管，由内向外依次为钢管、铝管、保护管，钢管、铝管和保护管的下端均经水泥砂浆固定于安装孔孔底，其中保护管上端露出在安装孔外，保护管与安装孔孔壁之间回填水泥砂浆，铝管上端高出保护管，并在铝管上端固定水平布置的固定环，钢管上端高出铝管，且在钢管上端安装水平的钢圆盘和静力水准端点，钢圆盘与固定环之间经两个竖向布置的位移计相连。本实用新型适用于大坝垂直位移监测领域。
【IPC分类】E02D33/00
【公开号】CN205369326
【申请号】CN201620049865
【发明人】周建波, 王玉洁, 滕世敏
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司, 国家能源局大坝安全监察中心
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月19日