测压管灵敏度自动测试装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于水利工程测量技术领域，可以应用于测试测压管内水与所处地层水的连通性，检查测压管内水位跟随地下水升降的快慢，即灵敏程度。尤其是可应用于土石坝、水闸、橡胶坝等水工建筑物测压管灵敏度的测试。也可以应用于类似场合水连通灵敏程度测试。


背景技术：

[0002]
水利工程的安全运行，关系到人民生活水平的提高，下游人民生命财产的安全，当地经济发展。以土坝为例，大坝作为枢纽工程中最重要的挡水建筑物，其安全运行关系到整个枢纽工程效益的发挥。为了监测坝体滑坡稳定性以及渗流状态，需安装测压管监测坝体内水位，得出坝体的浸润线，从而得出浸润线上下土体在不同含水量下的各项参数，为计算渗流稳定和滑坡稳定提供可靠参数，因此，土石坝测压管水位测量的准确性直接关系到对坝体的安全状态判断，是土坝安全监测参数中最重要的参数之一；在水闸、橡胶坝等建筑物中，稳定计算也需要测量渗流压力，也必须设置测压管对渗透压力进行测量。
[0003]
测压管必须能够正常工作才能正确反映所在地层的水压力，灵敏度是测压管的重要参数之一。测压管的灵敏度是测压管内水位跟随周围地层的地下水位升降的快慢程度，即测压管内的水位应及时反映所在地层的水位，跟随快，即灵敏度高，跟随慢，即灵敏度低；对于土坝，坝体内的水是否能够在一定时间内通过井壁、滤料层、井管透水段滤网、进入到测压管中，反之，测压管内的水能否在一定时间内通过井管透水段滤网、滤料层、井壁进入到坝体中。测压管内水位能及时跟随周围土体水位，时间短，符合规范规定的时间，即灵敏度高，反之则灵敏度低。这个时间段必须满足规范的要求，否则就会因为坝体内的水不能及时进、出测压管而造成管内水位滞后，不能及时反映坝体浸润线的位置，从而造成数据不准确，影响建筑物稳定计算、渗透计算的准确性，从而影响建筑物安全运行。其他建筑物亦然。测压管的灵敏度直接关系到测压管是否能够准确反应测压管位置的渗透压力水头。
[0004]
影响测压管灵敏度的主要因素是成孔工艺，主要包括成孔方式、破壁程度、滤料的组成及填充均匀度、过滤材料的性能及安装方式。任何一个工艺过程都可能影响测压管的灵敏度。
[0005]
已经安装好的测压管，因为各种原因，会造成进出水不畅，管内水位不能和所在位置土体内水位保持一致。跟随性不好，可能会造成周围地层土体水位较高，而测压管内水位较低，或者周围土体水位已经下降，而测压管内水位依然较高，这两种情况都是测压管灵敏度低，不能及时、准确反映周围土体的水位，都会对建筑物安全状态造成误判，危及建筑物安全。
[0006]
因此，对测压管进行灵敏度测试是非常重要的。
[0007]
需要进行灵敏度测试的测压管分为两种情况，一是新施工的测压管，必须进行灵敏度测试，因为成井工艺、滤料、滤网不符合要求造成的灵敏度不满足要求，必须要进行返工，直至满足要求；二是已经使用一段时间的原来合格的测压管，因为淤积、锈蚀、滤料失
效、滤网淤堵等原因，可能会造成灵敏度下降而不符合要求，需要定期进行复核。
[0008]
目前，测压管的灵敏度测试主要依靠人工，需要人工注水，人工测量水位，人工判断灵敏度是否满足要求。这个过程有时时间很长，且不能间断，由于劳动强度大，准确度受到人为因素影响较大，容易造成失误，因此需要进行改进，以提高测试精度，减轻劳动强度去，提高工作效率。本发明就是根据这个需求而进行的。


技术实现要素：

[0009]
本实用新型之目的是提供一种能够方便测量测压管灵敏度的装置，可以提高测量精度及测量效率，降低劳动强度。实现该实用新型装置所采用的技术方案是这样的：一种测压管灵敏度自动测试装置，在新建及已建好的测压井内设有测压管，测压管底部设有测压管透水段，在测压管透水段的周围及上下一定范围设有砂滤料，测压井的上部设有封井黏土料，以防止降雨等地表表层水通过测压管管壁与井壁间进入到测压管中，其特征在于：在测压管内的底部设置水压力传感器，水压力传感器通过水压力传感器线缆连接到控制器，测压管附近设置水箱，水箱的放水管用软管连接并插入到测压管中，放水管安装在水箱的底部，并安装有电磁阀控制水流，电磁阀通过电磁阀控制线缆连接到控制器上，水箱上设有体积刻度，通过该刻度确定水的体积。所述的水压力传感器线缆上设有长度刻度，可以读出水压力传感器放入到测压管内的距离。所述的控制器上同时安装有红绿指示灯、发射天线、蓄电池等设备。
[0010]
在测压管底部投放水压力传感器，该压力传感器通过线缆悬挂固定并将测量数据传输到井口的控制器中，该水压力传感器线缆设有长度刻度，通过读取线缆的长度以及压力传感器所测量的水深，可以得出水面至井口的相对高程，这个水面高程是初始水位；在井口附近设有水箱，水箱上有体积刻度，用以测量水箱内水的体积；水箱底部设有放水管，放水管上设有电磁阀，电磁阀通过线缆和控制器连接，放水管的末端通过软管插入到测压管中。控制器内设有计算机，通过编程可进行计时、读取传感器数据、控制电磁阀开关、并根据所读取的数据进行计算，判断灵敏度是否合格。
[0011]
使用时，首先将压力传感器线缆连接到控制器上，放置到测压管中，并记录放入测压管中的线缆长度，并将该数据输入到控制器中，控制器读取水压力传感器测量的水深，二者比较可得知水面测压管井口的相对高程。水箱内加水，水量根据测压管周围的土质情况确定，加入水箱中，用软管连接放水管插入到测压管中；水箱放水管上的电磁阀线缆连接到控制器上，控制器控制电磁阀打开，将水利用重力注入到测压管中，并开始计时。当测压管内水位在规定的时间内降低到一定高程，表明测压管和地层的水连通性好，灵敏度合格，控制器绿灯闪亮并发送合格信号给测量者；当测压管内水位在规定的时间内没有降低到一定高程，控制器红灯闪亮并发送不合格信号给测量者。
[0012]
该装置可以同时进行多个测压管灵敏度的测试，通过有线或无线连接，将注水时刻、压力传感器所测量的数据、线缆进入到井中的长度等数据传输到控制器即可。
[0013]
本实用新型可以应用于测试测压管内水与所处地层水的连通性，检查测压管内水位跟随地下水升降的快慢，即灵敏程度。尤其是可应用于土石坝、水闸、橡胶坝等水工建筑物测压管灵敏度的测试。也可以应用于类似场合水连通灵敏程度测试。以提高测试精度，减轻劳动强度去，提高工作效率。
[0014]
附图说明：
[0015]
图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]
图中：1、控制器；2、水压力传感器线缆；3、电磁阀控制线缆；4、放水管；5、电磁阀；6、水箱；7、体积刻度；8、测压管透水段；9、水压力传感器；10、砂滤料；11、测压井；12、封井黏土料；13、测压管。
[0017]
具体实施方式：
[0018]
参照附图，一种测压管灵敏度自动测试装置，在新建及已建好的测压井11内设有测压管13，测压管13底部设有测压管透水段8，在测压管透水段8的周围及上下一定范围设有砂滤料10，测压井11的上部设有封井黏土料12，以防止降雨等地表表层水通过测压管管壁与井壁间进入到测压管13中，其特征在于：在测压管13内的底部设置水压力传感器9，水压力传感器9通过水压力传感器线缆2连接到控制器1，测压管13附近设置水箱6，水箱6的放水管4用软管连接并插入到测压管13中，放水管4安装在水箱6的底部，并安装有电磁阀5控制水流，电磁阀5通过电磁阀控制线缆3连接到控制器1上，水箱6上设有体积刻度7，通过该刻度确定水的体积。所述的水压力传感器线缆2上设有长度刻度，可以读出水压力传感器9放入到测压管13内的距离。所述的控制器1上同时安装有红绿指示灯、发射天线、蓄电池等设备。
[0019]
本实用新型的工作过程如下：
[0020]
将水压力传感器9的水压力传感器线缆2连接到控制器1上，将水压力传感器9投入到测压管13中，水压力传感器线缆2上带有长度刻度，读出投入到测压管13中的距离l1，并将l1的值输入到控制器1中，控制器读取水压力传感器9的水深读数h1，二者之差：
[0021]
l2 =l1－h1
[0022]
l2即为测压管13内的水面至测压管管口顶面的距离；将水箱6的放水管4用软管连接并插入到测压管13中，放水管4安装在水箱6的底部，并安装有电磁阀5控制水流，电磁阀5通过连接到控制器1上的电磁阀控制线缆3进行控制。水箱6上设有体积刻度7，通过该刻度确定水的体积。电路及管路连接完毕后，水箱6内装入要求的水量，水量根据地层状况确定，粘土地层、砂土地层、粉土地层注水量各不相同，可根据规范规定确定，根据体积刻度7测知。给予控制器1开始命令，控制器1控制电磁阀5打开，水通过放水管4进入到测压管中，同时开始计时。水进入到测压管4后，压力传感器9测量水压力并转换为水位，在自身水柱压力的作用下，通过测压管透水段8、砂滤料10进入到土层中，管中水位逐渐下降，水压力传感器9实时监测水位。当水位在规范规定的时间内降低到规范规定的水位以下，即认为该测压管灵敏度合格，控制器1绿灯闪烁，并发送信号至测试人；否则为不合格，控制器红灯闪烁并发送信号至测试人。
[0023]
例如：测压管透水段8周围是粘壤土，水箱6内的水量为每米测压管容量的4倍，在注水后120小时内，水位下降大于3.6米（4米
×
90%），该测压管灵敏度合格，绿灯亮并发送合格信号给测试者；否则判定为该测压管灵敏度不合格，红灯亮并发送不合格信号给测试者。