用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱的製作方法
2023-05-19 14:39:26 2
專利名稱：用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集石坑內集石的監測裝置，特別是一種用於上遊斜坡 集石坑內的集石觀測箱，主要適用於水利水電工程中。
背景技術：
對水利水電工程中的長引水隧洞，在地質條件許可的情況下，常採用不襯 砌或噴錨作為永久支護形式，具有加快建設速度，減少工程投資等優點。但是， 在長期運行中受內水壓力及水流衝刷的影響，隧洞出現底板淘刷破壞、圍巖松 動掉塊、混凝土噴層剝落等現象，掉落石渣均會落在隧洞底板上，其中水流衝 不動的較大石塊將增加局部阻力，而被水流衝動的石塊，則有可能順水流而下， 進入水輪機內，造成破壞性安全事故。對西部多泥沙河道，雖在隧洞進口處設 有防沙設施，但少量的中小礫石仍有可能進入洞內，順水流進入水輪機而造成 設備損傷。為避免事故危害，常在引水隧洞末端和中間適當位置設置集石坑， 攔截石渣。集石坑不僅能起到保護水輪機安全的作用，同時也能從側面反映出 引水隧洞的結構安全情況，但是要充分發揮其效益，必須做好集石監測工作。 集石量測定工作是電站運行過程中的重要環節，它是確定隧洞放空、檢修清理 時間的關鍵依據，如不對集石坑的集石量進行監測，則當每個集石坑被集石填 滿後，從上遊翻滾下來的石塊和礫石等將直接進入水輪機內，影響機組安全運
行，可能造成安全事故；當集石坑未集滿至設定要求時，就進行停機清渣，則 浪費人力、財力和物力，影響經濟效益。所以當集石坑集滿至設定要求時，需 及時停機並放空隧洞進行檢查及清渣，以免直接影響機組的安全運行和經濟效ii。
在國外有關文獻中，還未見到在不襯砌隧洞的集石坑中設置集石監測裝置 和有關的試驗研究情況。澳大利亞在不襯砌隧洞中布置測壓管，用以監視隧洞中有無落石情況發生，但效果不明顯。目前工程中仍無完善的集石監測裝置， 加上實際運行過程中存在較多不確定因素，因此集石監測有待作進一步研究。 發明內容
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、 方便可靠的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，可對集石坑內的集石量進行 可靠、準確、方便快捷的監測，從而確保機組的安全運行和經濟效益。
本實用新型所採用的技術方案是用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱， 其特徵在於它由頂部開口且相互不接觸的外層箱體和內層箱體嵌套而成，其 中外層箱體固定在集石坑底板上，內層箱體通過布置在四個折角處的四根提拉 鋼筋固定懸掛於砼梁下方，提拉鋼筋上安裝鋼筋計。
所述提拉鋼筋外套不鏽鋼套管，套管底部與內層箱體底部焊接，頂部與提 拉鋼筋之間密封連接。
所述內、外層箱體之間中空，且間距為5cm，內層箱體頂部高程高出外層
箱體5cm，內、外層箱體之間的空隙頂部設有橡膠塞。
所述內、外層箱體側壁上通過滿焊方式焊接有肋板。
所述內、外層箱體的相鄰各塊面板連接處通過滿焊方式焊接角鋼。
所述內、外層箱體均釆用不鏽鋼板焊制而成。
本實用新型的有益效果是在實際使用中，將集石觀測箱放入集石坑內， 收集上遊衝下來的碎石，碎石的重量通過安裝在提拉鋼筋上的鋼筋計接長電纜
引出進行觀測，觀測成果換算成鋼筋應力，通過室內試驗，模擬出鋼筋應力與 集石觀測箱重量關係曲線、集石觀測箱重量和集石高度關係曲線，參照室內試 驗率定的參數計算、分析、判斷集石觀測箱內的集石情況，對集石坑內的集石 量進行可靠、準確、方便快捷的監測，在集石坑集滿至設定要求時，及時安排 停機清理，從而確保了機組的安全運行和經濟效益。
圖1是本實用新型兩層箱體結構圖。圖2是本實用新型內層箱體結構圖。 圖3是本實用新型的俯視圖。
圖4是圖1的A-A向剖視圖。 圖5是圖2的B部放大圖。
圖6是本實用新型中外層箱體與集石坑底板之間的連接關係圖。
圖7是本實用新型在實際使用中的結構圖。
具體實施方式
如圖1至圖6所示，本實施例由頂部開口且相互不接觸的外層箱體1和內 層箱體2嵌套而成，其中外層箱體1起隔離作用，以保證內層箱體不受外力影 響，為頂部和底部無鋼板、四周由不鏽鋼板焊制的箱體，其尺寸根據箱體布置 的位置和集石坑混凝土底板的特點計算所得。為使得外層箱體1與集石坑底板 混凝土固定牢固，在外層箱體1底部四周焊接角鋼，用膨脹螺栓將該角鋼與集 石坑底板混凝土固定。內層箱體2為裝載集石、承重所用，為頂部無蓋、四周 及底部為不鏽鋼板焊制的箱體，箱體尺寸根據集石坑尺寸和結構特點確定。內 層箱體2通過布置在四個折角處的四根提拉鋼筋3同定懸掛於砼梁4下方，提 拉鋼筋3上安裝鋼筋計5，同時提拉鋼筋3底部車絲，與內層箱體2之間用螺 帽錨固，錨固時，要求提拉鋼筋3豎直。
為了保護鋼筋計5，在提拉鋼筋3外套不鏽鋼套管6，套管6底部與內層箱 體2底部焊接，頂部與提拉鋼筋3之間密封連接。
所述內、外層箱體2、 l之間中空，且間距為5cm，內層箱體2頂部高程高 出外層箱體5cm，內、外層箱體2、 1之間的空隙頂部設有橡膠塞7，以防止碎 石掉入內、外層箱體2、 l之間的縫隙，影響測量結果。
為增加箱壁剛度，內、外層箱體2、 l側壁上焊接有肋板，內、外層箱體2、 1的相鄰各塊面板連接處焊接角鋼，肋板、角鋼與箱體之間採用滿焊方式固定。
上述各部件在焊接時必須滿足相應的工藝要求，以保證集石觀測箱牢固可 靠。除不鏽鋼材料外，其它鋼材均進行防鏽防腐塗刷，除鏽等級Sa2.5，塗刷厚漿型環氧瀝青防鏽底漆125 u m及厚漿型環氧瀝青面漆250 u m，總乾漆膜厚度 375 um。
如圖7所示，在實際使用中，石塊和礫石在水流的作用下，從上遊往下遊 翻滾，理論上，先集滿最靠近上遊側的集石坑，然後依次往後落石。當最下遊 側的集石坑被填滿時再進行清渣，是最經濟的，也是最合理的，因此將集石觀 測箱布置在最下遊側的集石坑末端，且平行布置兩個，以便備用和相互驗證。 碎石的重量通過安裝在提拉鋼筋3上的鋼筋計5接長電纜引出進行觀測，觀測 成果換算成鋼筋應力，通過室內試驗，模擬出鋼筋應力與集石觀測箱重量關係 曲線、集石觀測箱重量和集石高度關係曲線，參照室內試驗率定的參數計算、 分析、判斷集石觀測箱內的集石情況，對集石坑內的集石量進行可靠、準確、 方便快捷的監測，在集石坑集滿至設定要求時，及時安排停機清理，為後期實 際運行觀測提供依據。
權利要求1、一種用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在於它由頂部開口且相互不接觸的外層箱體(1)和內層箱體(2)嵌套而成，其中外層箱體(1)固定在集石坑底板上，內層箱體(2)通過布置在四個折角處的四根提拉鋼筋(3)固定懸掛於砼梁(4)下方，提拉鋼筋(3)上安裝鋼筋計(5)。
2、 根據權利要求l所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在 於所述提拉鋼筋(3)外套不鏽鋼套管(6)，套管(6)底部與內層箱體(2) 底部焊接，頂部與提拉鋼筋(3)之間密封連接。
3、 根據權利要求1或2所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特 徵在於所述內、外層箱體(2、 1)之間中空，且間距為5cm，內層箱體(2) 頂部高程高出外層箱體(1) 5cm，內、外層箱體(2、 1)之間的空隙頂部設有 橡膠塞(7)。
4、 根據權利要求1或2所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特 徵在於所述內、外層箱體(2、 1)側壁上通過滿焊方式焊接有肋板。
5、 根據權利要求3所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在 於所述內、外層箱體(2、 1)側壁上通過滿焊方式焊接有肋板。
6、 根據權利要求1或2所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特 徵在於所述內、外層箱體(2、 1)的相鄰各塊面板連接處通過滿焊方式焊接 角鋼。
7、 根據權利要求3所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在 於所述內、外層箱體(2、 1)的相鄰各塊面板連接處通過滿焊方式焊接角鋼。
8、 根據權利要求1或2所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在於所述內、外層箱體(2、 1)均採用不鏽鋼板焊制而成。
9、 根據權利要求3所述的用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在於所述內、外層箱體(2、 1)均採用不鏽鋼板焊制而成。
專利摘要本實用新型涉及一種用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，可對集石坑內的集石量進行可靠、準確、方便快捷的監測，從而確保機組的安全運行和經濟效益。解決該問題的技術方案是用於上遊斜坡集石坑內的集石觀測箱，其特徵在於它由頂部開口且相互不接觸的外層箱體和內層箱體嵌套而成，其中外層箱體固定在集石坑底板上，內層箱體通過布置在四個折角處的四根提拉鋼筋固定懸掛於砼梁下方，提拉鋼筋上安裝鋼筋計。本實用新型主要用於水利水電工程中。
文檔編號G01D21/00GK201429430SQ200920123520
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月2日 優先權日2009年7月2日
發明者靖 侯, 杜雪珍, 王玉潔, 鄭曉紅 申請人:中國水電顧問集團華東勘測設計研究院;國家電力監管委員會大壩安全監察中心