闸门止水坝面不平度水下测量装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种闸门止水坝面不平度水下测量装置及测量方法。测量装置具体为一种测量框，所述测量框的下游面与闸门止水坝面对应部位设有均匀排列的测针，所述测针与测量框活动连接，可沿垂直坝面方向伸缩。测量方法包括测量框深水导向就位，测量及数据分析等步骤。测量框就位后，沿垂直坝面方向推伸测针，拧紧固定后提出水面，测针形成的曲面即为要封堵的止水坝面表面，测针的测量数据经分析处理得出止水带内坝面不平度，此不平度可作为浮体闸门水封设计的依据，解决了浮体闸门水封设计的依据问题。在设计上创造了针梳桁架结构、深水导向就位、一次成型止水带范围数千个不平度高度值等多项新技术。
【专利说明】闸门止水坝面不平度水下测量装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水电站维护【技术领域】，涉及一种测量方法，具体为一种闸门止水坝面 不平度水下测量装置及测量方法。
【背景技术】
[0002] 水电站经过多年的运行和夹沙水流的冲刷，部分泄水建筑物出现损坏，如果不及 时修复将直接影响电站的运行安全。而这些泄水孔或泄水道位于数十甚至上百米的水下， 施工难度大，目前采用的技术是在泄水孔或泄水道进口喇叭口外的上游坝面设计浮体式检 修闸门进行封堵，为破坏部位维修创造旱地施工条件。
[0003] 泄水道浮体闸门封堵的技术关键是闸门止水效果，而大多数大中型水电站的泄水 孔泄水道修复工程的浮体闸门的止水面因当时施工质量问题，或因长期受水流的磨蚀和冲 刷，存在局部的凹坑、凸台和贯穿性的凹槽、凸起等造成坝面不平度的缺陷，这类坝面缺陷 均会影响浮体闸门的封水效果，从而影响修复工程的质量。因此需要测量出止水面的不平 度，为浮体闸门的水封设计提供真实可靠的依据。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种闸门止水坝面不平度水下测量装置及测量方法，用于 潜孔式水电站泄水孔或泄水道修复工程中，泄水孔或泄水道进口处水下测量闸门止水带范 围内坝面的不平度，为浮体闸门的水封设计提供依据。
[0005] 本发明采用的技术方案是：一种闸门止水坝面不平度水下测量装置，包括测量框， 所述测量框的下游面与闸门止水坝面对应部位设有均匀排列的测针，所述测针与测量框活 动连接，可沿垂直坝面方向伸缩。
[0006] 进一步，所述测量框的下游面与闸门止水坝面对应部位设有测针孔，所述测针孔 内设置有测针筒，所述测针筒内设置有测针，所述测针可沿垂直坝面方向伸缩，所述测针筒 内还设置有螺栓，所述螺栓垂直于测针，用于固定或松开测针。
[0007] 进一步，所述测针的排列间距为10(T300mm。
[0008] 进一步，所述测针的伸缩范围为(T550mm。
[0009] 进一步，所述的测针为棒状，所述测针为尼龙棒或木棒。
[0010] 进一步，所述测量框为桁架框架结构，所述桁架框架为现场焊接或螺纹连接。
[0011] 进一步，所述测量框两侧设置导槽架。
[0012] 进一步，所述测量框宽为4~15米，高为6~20米。
[0013] 一种闸门止水坝面不平度水下测量方法，使用上述闸门止水坝面不平度水下测量 装置，包括以下步骤： 步骤（1):在要封堵的泄水孔或泄水道入口处左右两侧设置限制测量框上下位置的水 下锚固桩和限制测量框左右位置的软导向装置； 步骤（2):起吊设备将测量框吊至待测量的泄水孔或泄水道进口处； 步骤（3):将测量框两侧导槽约束于左右软导向装置，测量框沿软导向装置下落至水下 锚固桩位置； 步骤（4):松开控制测针的固定螺栓，将测针推伸至要测量的止水坝面，再拧紧固定螺 栓； 步骤（5):起吊设备将测量框提出水面； 步骤（6):分析测针测量数据。
[0014] 进一步，所述测量方法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道进口处测量闸门止 水坝面不平度。
[0015] 本发明的有益效果：本发明的一种闸门止水面不平度水下测量装置及方法可以在 泄水孔或泄水道进口处止水带范围内水下测量坝面不平度，解决了浮体闸门的水封设计的 依据问题，在设计上创造了针梳桁架结构、深水导向就位、一次成型止水带范围数千个不平 度高度值等多项新技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但它们不对本发明构成限定。
[0017] 图1为测量框工作状态图； 图2为测量框就位过程示意图； 图3、图4为测针筒的剖面放大图。
[0018] 图中：1、测量框；2、测针；3、桁架结构；4、起吊设备；5、泄水孔或泄水道；6、后拉 装置；7、软导向装置；8、锚固桩；9、导槽架；10、孔口中心线；11、测针孔；12、测针筒；13、螺 栓。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 本发明的闸门止水坝面不平度水下测量装置，具体为一种测量框1，所述测量框1的下 游面与闸门止水坝面对应部位设有均匀排列的测针2,所述测针2与测量框1活动连接，可 沿垂直坝面方向伸缩。
[0020] 所述测针2通过伸缩可形成曲面，所形成的曲面即为要封堵的止水坝面表面。测 量框1结构如图1及图2所示。
[0021] 实施例2 本实施例在实施例1的基础上，作为一种优选，所述测量框1的下游面与闸门止水坝面 对应部位设有测针孔11，所述测针孔11内设置有测针筒12,所述测针筒12内设置有测针 2,所述测针2可沿垂直坝面方向伸缩，所述测针筒内还设置有螺栓13,所述螺栓13垂直于 测针1，用于固定或松开测针1。图3为测针2收于测针筒12内时，测针筒12的剖面放大 图，图中螺栓13为松开状态；图4为测针2伸出测针筒12时，测针筒12的剖面放大图，图 中螺栓13为拧紧状态，此时测针2固定不动。
[0022] 测量框1就位前，测针1收于测针筒12内，拧紧固定螺栓13。
[0023] 实施例3 本实施例在实施例1和2的基础上，测量框1的下游面与闸门止水坝面对应部位设有 均匀排列的测针2,测量框上测针2的排列间距为10(T300mm，间距的大小取决于被测曲面 的测量精度，测针2数量为数百数千个，形成针梳。测针2为棒状，可以为尼龙棒或木棒，或 者其他具有一定强度在水下操作轻便的棒状材料，测针2顶部光滑。
[0024] 本实施例中，所述测量框1测量要测的闸门止水面是凹凸不平的混凝土坝面，测 量范围是混凝土坝面止水带范围内局部的凹坑、凸台和贯穿性凹槽等高度值，所述测针2 的伸缩范围为〇飞50mm，相应的，测量框1测量的不平度高度值范围为0飞50mm。
[0025] 实施例4 本实施例在实施例Γ3基础上，所述测量框1为桁架框架3结构，所述桁架框架3为现 场焊接或螺纹连接，测量框1两侧设置导槽架9,导槽架9上开设导槽，所述测量框1底部 与两侧均无导向约束限位装置。为此在要封堵的泄水孔(道)5的孔口左右两侧设置限制测 量框上下位置的水下锚固桩8和限制测量框左右位置及使测量框1准确就位的软导向装置 7。
[0026] 本实施例中，导槽架9可以为2个、4个、6个或其他数量，作为一种优选，导槽架9 为4个，对称设置在测量框1左右两侧。导槽开设方向朝向坝面，且具有一定的深度，允许 测量框1在沿软导向装置7下落过程中，沿垂直坝面方向有一定程度的位移而不与坝面接 触。
[0027] 测量框1宽为4~15米，高为6~20米，测量框1的大小根据所需修复的泄水孔或泄 水道5进口处的孔口尺寸设计，要求可以一次成型测量止水带范围内坝面不平度。
[0028] 实施例5 一种闸门止水坝面不平度水下测量方法，使用实施例1至4的闸门止水坝面不平度水 下测量装置，包括以下步骤： 步骤（1):在要封堵的泄水孔或泄水道5入口处左右两侧设置限制测量框上下位置的 水下锚固桩8和限制测量框左右位置的软导向装置7 ; 步骤（2):起吊设备4将测量框1移动至待测量的泄水孔或泄水道5进口处； 步骤（3):将测量框1两侧导槽约束于左右软导向装置7,测量框沿软导向装置7下落 至水下锚固桩8位置； 步骤（4):松开控制测针2的固定螺栓13,将测针2推伸至要测量的止水坝面，再拧紧 固定螺栓13 ; 步骤（5):起吊设备4将测量框1提出水面； 步骤（6):分析测针2测量数据。
[0029] 测量框1的就位过程如图2所示。
[0030] 步骤（1)中，由于实施例1或2中的测量框1底部与两侧均无导向约束限位装置， 为此在要封堵的泄水孔或泄水道5的孔口左右两侧设置限制测量框上下位置的水下锚固 桩8和限制测量框左右位置的软导向装置7,以保证测量框准确就位。
[0031] 步骤（2)中，起吊设备4可以为门机回转吊，也可以为其他现场起吊设备4。
[0032] 步骤（3)中，软导向装置7包括软导向绳和水下锚固桩8,软导向绳可以为具有一 定张力的钢绳，对称与孔口中心线10设置在泄水孔或泄水道5孔口两侧，软导向绳一端固 定在坝顶，另一端固定在同侧的水下锚固桩8上。测量框沿软导向装置7下落至水下锚固 桩8位置固定。
[0033] 步骤（1) - (3)实现了测量框1的深水导向就位。
[0034] 步骤（4)中，所述测针2在测量前固定于测量框1的测针孔11内，测量框1就位 于要测量的泄水孔(道)5进口后，通过后拉装置6使测量框1贴紧坝面，避免测量框1在测 量过程中窜动。所述后拉装置6的结构示意图如图2所示，包括固定在坝顶的牵拉装置、牵 引绳，以及用于牵引绳换向的滑轮，牵引绳一端与牵拉设备连接，另一端与测量框1固定连 接。
[0035] 由潜水员松开固定螺栓13将测针2推伸至要测量的止水坝面，再拧紧固定螺栓 13,数百数千个测针2顶端形成的曲面即为要封堵的止水坝面表面。
[0036] 步骤（5)中待测量框1提出水面后，测针2的伸出量即测针2的测量数据，经分析 处理得出止水带内坝面不平度此不平度可作为浮体闸门水封设计的依据。
[0037] 本实施例的方法实现了测量框1的深水导向就位。
[0038] 本实施例的测量方法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道5进口处测量闸门止 水坝面不平度。
[0039] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发 明进行另外详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修 改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要 求范围当中。
[0040] 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手 段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1. 一种闸门止水坝面不平度水下测量装置，包括测量框，其特征在于：所述测量框的 下游面与闸门止水坝面对应部位设有均匀排列的测针，所述测针与测量框活动连接，可沿 垂直坝面方向伸缩。
2. 如权利要求1所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测量框 的下游面与闸门止水坝面对应部位设有测针孔，所述测针孔内设置有测针筒，所述测针筒 内设置有测针，所述测针可沿垂直坝面方向伸缩，所述测针筒内还设置有螺栓，所述螺栓垂 直于测针，用于固定或松开测针。
3. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测 针的排列间距为l〇(T300mm。
4. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测 针的伸缩范围为(T550mm。
5. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测 针为棒状，所述测针为尼龙棒或木棒。
6. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测 量框为桁架框架结构，所述桁架框架为现场焊接或螺栓连接。
7. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于：所述测 量框两侧设置导槽架。
8. 如权利要求1或2所述的闸门止水坝面不平度水下测量装置，其特征在于所述测量 框宽为4~15米，高为6~20米。
9. 一种闸门止水坝面不平度水下测量方法，使用如权利要求1所述的闸门止水坝面不 平度水下测量装置，其特征在于包括以下步骤： 步骤（1):在要封堵的泄水孔或泄水道入口处左右两侧设置限制测量框上下位置的水 下锚固桩和限制测量框左右位置的软导向装置； 步骤（2):利用现场起吊设备将测量框移动至待测量的泄水孔或泄水道进口处； 步骤（3):将测量框两侧导槽约束于左右软导向装置，测量框沿软导向装置下落至水下 锚固桩位置； 步骤（4):松开控制测针的固定螺栓，将测针推伸至要测量的止水坝面，再拧紧固定螺 栓； 步骤（5):利用现场起吊设备将测量框提出水面； 步骤（6):分析测针测量数据。
10. 如权利要求9所述的闸门止水坝面不平度水下测量方法，其特征在于所述测量方 法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道进口处测量闸门止水坝面不平度。
【文档编号】G01B21/30GK104121883SQ201410361346
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】丁晓利, 廖永平, 方勇, 朱增兵, 郭富权, 李岗, 罗涛 申请人:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司