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磁翻板液位計在船閘工程安全監測及自動化研究中的應用

日期：2019-10-22 來源：作者：

船閘工程安全監測及自動化研究

［摘要］安全監測是船閘安全運行的重要保證，磁翻板液位計監測設計是船閘設計的重要組成部分。在本文中，鎖定安全監測的技術特征和設計原則被總結為已完成工作的一部分，同時考慮到安全監視技術的發展，已經為每個監測項目提出了監測以及自動化研究。

1 船閘特點及安全監測設計原則

1． 1 船閘工程特點

船閘由結構元件組成，如閘首，閘室，輸水系統，閘門，閥門，引航道和相應的設備。船閘的主要特點如下。 (1) 監測上下閘門能夠進行直接擋水，在注滿水頭和下游壁的作用下，可能發生水平位移。閘室墻壁受到側向水頭和壁后填充物的影響，容易產生傾斜以及變形。 (2) 監測土質基礎上的船閘容易產生過多不規則沉積物。(3) 在上游源頭的作用下，閘首以及閘室底部可能會出現基底滲流等現象發生。

1． 2 安全監測設計原則

(1) 磁翻板液位計和設施的布置，有必要明確監督的目標，與工作實際緊密結合，考慮整體以及協調有關項目的安排并配合布置。必須確保重要項目能夠在惡劣的氣候條件下得到監測。 (2) 磁翻板液位計和設備必須耐用，可靠，實用，有效推動磁翻板液位計的自動化監測的研究與開發。

2 監測項目的設置分析

2． 1 變形監測分析

(1) 船閘的水平位移監測是由自動監測的張力線: 一個工作基礎設置指向的位置邊碼頭上下門頭的張力的終點線，然后收緊一個鋼絲為基本標準的兩個點之間的界限，和一個倒錘線收緊兩個工作基點之間的參考點。 (2) 控制船閘的垂直運動，應用靜力水準自動監測技術，在靜態層的位置對應于引線，鋼管被標記為靜水準面的基點。設備之間的空間通過連接管道連接，每個基點的沉降是通過每個裝置中液面的變化來測量的。

2． 2 (應) 力的監測分析

(1) 混凝土應力選取墩身、底板和澆口墻的典型截面，設置應變儀監測混凝土的應力。 (2) 由于船閘底板的應力比較復雜，船閘底板的加固應力承受了很大的載荷。因此，應選擇接近鋼筋直徑的量規。(3) 土壓力應該從閘首以及閘墩和閘室的 1 ～ 3 個斷面中去選擇。土壓力計和滲透壓力計應沿墻高布置以每節上的測量點不得少于3 個。(4) 基底反力分別埋在水閘底板下方和滲漏壓力表旁邊的地基土中，用于監測底板上的基底的反力情況。

2． 3 滲壓、滲流的監測分析

(1) 監測閘底板壓力的增大對船閘結構浮力的穩定性非常重要，因此，在船閘底板下設置一個滲漏計，監測底板壓力的增加。 (2) 通過在側壁后埋設測壓管來監測船閘周圍的側向滲流，并在水位不同時對船閘周圍的側向滲流進行監測。在管道中安裝了滲透儀，以自動監測管道中的水位。 (3) 監測船閘的水流還會產生影響船閘內應力分布的流量壓力，因此需要在船閘上放置入滲壓儀，可以監測閘體之中的壓力情況。

2． 4 水位觀測

為了研究以及實現船閘水位的自動化監測，我們在船閘的上下游的水位計設置在導槽翼墻和閘門槽壁上的水位，可以借此來監測上下游的水位變化的情況。

3 安全監測技術

3． 1 外部變形監測

船閘外部變形的監測包含水平位移監測以及垂直位移監測等。水平位移監測主要是應用引線法，瞄準線法，激光瞄準直法，交會法等等。垂直位移監測主要是應用精密水準測量法以及靜態水準測量法等兩種方式進行監測。在大壩下游的監測 1km ～5km 處可選擇垂直位移參考點，采用雙金屬標記。

3． 2 內部變形監測

結構之間的相對變形通常通過測量儀器來監控，該儀器以單向，雙向和三向方式測量的測縫計。測縫計應分別布置在不良地質區，不良地質和良好地質跨段區，依據結構分段的數量，建議按結構縫數量的10% ～30%進行組織以及設置，圖 1 為三向測縫計示意圖。