閘門止水壩面不平度水下測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種閘門止水壩面不平度水下測量裝置及測量方法。測量裝置具體為一種測量框，所述測量框的下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有均勻排列的測針，所述測針與測量框活動連接，可沿垂直壩面方向伸縮。測量方法包括測量框深水導(dǎo)向就位，測量及數(shù)據(jù)分析等步驟。測量框就位后，沿垂直壩面方向推伸測針，擰緊固定后提出水面，測針形成的曲面即為要封堵的止水壩面表面，測針的測量數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理得出止水帶內(nèi)壩面不平度，此不平度可作為浮體閘門水封設(shè)計的依據(jù)，解決了浮體閘門水封設(shè)計的依據(jù)問題。在設(shè)計上創(chuàng)造了針梳桁架結(jié)構(gòu)、深水導(dǎo)向就位、一次成型止水帶范圍數(shù)千個不平度高度值等多項新技術(shù)。
【專利說明】閘門止水壩面不平度水下測量裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水電站維護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種測量方法，具體為一種閘門止水壩面 不平度水下測量裝置及測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 水電站經(jīng)過多年的運行和夾沙水流的沖刷，部分泄水建筑物出現(xiàn)損壞，如果不及 時修復(fù)將直接影響電站的運行安全。而這些泄水孔或泄水道位于數(shù)十甚至上百米的水下， 施工難度大，目前采用的技術(shù)是在泄水孔或泄水道進(jìn)口喇叭口外的上游壩面設(shè)計浮體式檢 修閘門進(jìn)行封堵，為破壞部位維修創(chuàng)造旱地施工條件。
[0003] 泄水道浮體閘門封堵的技術(shù)關(guān)鍵是閘門止水效果，而大多數(shù)大中型水電站的泄水 孔泄水道修復(fù)工程的浮體閘門的止水面因當(dāng)時施工質(zhì)量問題，或因長期受水流的磨蝕和沖 刷，存在局部的凹坑、凸臺和貫穿性的凹槽、凸起等造成壩面不平度的缺陷，這類壩面缺陷 均會影響浮體閘門的封水效果，從而影響修復(fù)工程的質(zhì)量。因此需要測量出止水面的不平 度，為浮體閘門的水封設(shè)計提供真實可靠的依據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種閘門止水壩面不平度水下測量裝置及測量方法，用于 潛孔式水電站泄水孔或泄水道修復(fù)工程中，泄水孔或泄水道進(jìn)口處水下測量閘門止水帶范 圍內(nèi)壩面的不平度，為浮體閘門的水封設(shè)計提供依據(jù)。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種閘門止水壩面不平度水下測量裝置，包括測量框， 所述測量框的下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有均勻排列的測針，所述測針與測量框活 動連接，可沿垂直壩面方向伸縮。
[0006] 進(jìn)一步，所述測量框的下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有測針孔，所述測針孔 內(nèi)設(shè)置有測針筒，所述測針筒內(nèi)設(shè)置有測針，所述測針可沿垂直壩面方向伸縮，所述測針筒 內(nèi)還設(shè)置有螺栓，所述螺栓垂直于測針，用于固定或松開測針。
[0007] 進(jìn)一步，所述測針的排列間距為10(T300mm。
[0008] 進(jìn)一步，所述測針的伸縮范圍為(T550mm。
[0009] 進(jìn)一步，所述的測針為棒狀，所述測針為尼龍棒或木棒。
[0010] 進(jìn)一步，所述測量框為桁架框架結(jié)構(gòu)，所述桁架框架為現(xiàn)場焊接或螺紋連接。
[0011] 進(jìn)一步，所述測量框兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽架。
[0012] 進(jìn)一步，所述測量框?qū)挒?~15米，高為6~20米。
[0013] 一種閘門止水壩面不平度水下測量方法，使用上述閘門止水壩面不平度水下測量 裝置，包括以下步驟： 步驟（1):在要封堵的泄水孔或泄水道入口處左右兩側(cè)設(shè)置限制測量框上下位置的水 下錨固樁和限制測量框左右位置的軟導(dǎo)向裝置； 步驟（2):起吊設(shè)備將測量框吊至待測量的泄水孔或泄水道進(jìn)口處； 步驟（3):將測量框兩側(cè)導(dǎo)槽約束于左右軟導(dǎo)向裝置，測量框沿軟導(dǎo)向裝置下落至水下 錨固樁位置； 步驟（4):松開控制測針的固定螺栓，將測針推伸至要測量的止水壩面，再擰緊固定螺 栓； 步驟（5):起吊設(shè)備將測量框提出水面； 步驟（6):分析測針測量數(shù)據(jù)。
[0014] 進(jìn)一步，所述測量方法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道進(jìn)口處測量閘門止 水壩面不平度。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種閘門止水面不平度水下測量裝置及方法可以在 泄水孔或泄水道進(jìn)口處止水帶范圍內(nèi)水下測量壩面不平度，解決了浮體閘門的水封設(shè)計的 依據(jù)問題，在設(shè)計上創(chuàng)造了針梳桁架結(jié)構(gòu)、深水導(dǎo)向就位、一次成型止水帶范圍數(shù)千個不平 度高度值等多項新技術(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0017] 圖1為測量框工作狀態(tài)圖； 圖2為測量框就位過程示意圖； 圖3、圖4為測針筒的剖面放大圖。
[0018] 圖中：1、測量框；2、測針；3、桁架結(jié)構(gòu)；4、起吊設(shè)備；5、泄水孔或泄水道；6、后拉 裝置；7、軟導(dǎo)向裝置；8、錨固樁；9、導(dǎo)槽架；10、孔口中心線；11、測針孔；12、測針筒；13、螺 栓。

【具體實施方式】
[0019] 實施例1 本發(fā)明的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，具體為一種測量框1，所述測量框1的下 游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有均勻排列的測針2,所述測針2與測量框1活動連接，可 沿垂直壩面方向伸縮。
[0020] 所述測針2通過伸縮可形成曲面，所形成的曲面即為要封堵的止水壩面表面。測 量框1結(jié)構(gòu)如圖1及圖2所示。
[0021] 實施例2 本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，作為一種優(yōu)選，所述測量框1的下游面與閘門止水壩面 對應(yīng)部位設(shè)有測針孔11，所述測針孔11內(nèi)設(shè)置有測針筒12,所述測針筒12內(nèi)設(shè)置有測針 2,所述測針2可沿垂直壩面方向伸縮，所述測針筒內(nèi)還設(shè)置有螺栓13,所述螺栓13垂直于 測針1，用于固定或松開測針1。圖3為測針2收于測針筒12內(nèi)時，測針筒12的剖面放大 圖，圖中螺栓13為松開狀態(tài)；圖4為測針2伸出測針筒12時，測針筒12的剖面放大圖，圖 中螺栓13為擰緊狀態(tài)，此時測針2固定不動。
[0022] 測量框1就位前，測針1收于測針筒12內(nèi)，擰緊固定螺栓13。
[0023] 實施例3 本實施例在實施例1和2的基礎(chǔ)上，測量框1的下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有 均勻排列的測針2,測量框上測針2的排列間距為10(T300mm，間距的大小取決于被測曲面 的測量精度，測針2數(shù)量為數(shù)百數(shù)千個，形成針梳。測針2為棒狀，可以為尼龍棒或木棒，或 者其他具有一定強度在水下操作輕便的棒狀材料，測針2頂部光滑。
[0024] 本實施例中，所述測量框1測量要測的閘門止水面是凹凸不平的混凝土壩面，測 量范圍是混凝土壩面止水帶范圍內(nèi)局部的凹坑、凸臺和貫穿性凹槽等高度值，所述測針2 的伸縮范圍為〇飛50mm，相應(yīng)的，測量框1測量的不平度高度值范圍為0飛50mm。
[0025] 實施例4 本實施例在實施例Γ3基礎(chǔ)上，所述測量框1為桁架框架3結(jié)構(gòu)，所述桁架框架3為現(xiàn) 場焊接或螺紋連接，測量框1兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽架9,導(dǎo)槽架9上開設(shè)導(dǎo)槽，所述測量框1底部 與兩側(cè)均無導(dǎo)向約束限位裝置。為此在要封堵的泄水孔(道)5的孔口左右兩側(cè)設(shè)置限制測 量框上下位置的水下錨固樁8和限制測量框左右位置及使測量框1準(zhǔn)確就位的軟導(dǎo)向裝置 7。
[0026] 本實施例中，導(dǎo)槽架9可以為2個、4個、6個或其他數(shù)量，作為一種優(yōu)選，導(dǎo)槽架9 為4個，對稱設(shè)置在測量框1左右兩側(cè)。導(dǎo)槽開設(shè)方向朝向壩面，且具有一定的深度，允許 測量框1在沿軟導(dǎo)向裝置7下落過程中，沿垂直壩面方向有一定程度的位移而不與壩面接 觸。
[0027] 測量框1寬為4~15米，高為6~20米，測量框1的大小根據(jù)所需修復(fù)的泄水孔或泄 水道5進(jìn)口處的孔口尺寸設(shè)計，要求可以一次成型測量止水帶范圍內(nèi)壩面不平度。
[0028] 實施例5 一種閘門止水壩面不平度水下測量方法，使用實施例1至4的閘門止水壩面不平度水 下測量裝置，包括以下步驟： 步驟（1):在要封堵的泄水孔或泄水道5入口處左右兩側(cè)設(shè)置限制測量框上下位置的 水下錨固樁8和限制測量框左右位置的軟導(dǎo)向裝置7 ; 步驟（2):起吊設(shè)備4將測量框1移動至待測量的泄水孔或泄水道5進(jìn)口處； 步驟（3):將測量框1兩側(cè)導(dǎo)槽約束于左右軟導(dǎo)向裝置7,測量框沿軟導(dǎo)向裝置7下落 至水下錨固樁8位置； 步驟（4):松開控制測針2的固定螺栓13,將測針2推伸至要測量的止水壩面，再擰緊 固定螺栓13 ; 步驟（5):起吊設(shè)備4將測量框1提出水面； 步驟（6):分析測針2測量數(shù)據(jù)。
[0029] 測量框1的就位過程如圖2所示。
[0030] 步驟（1)中，由于實施例1或2中的測量框1底部與兩側(cè)均無導(dǎo)向約束限位裝置， 為此在要封堵的泄水孔或泄水道5的孔口左右兩側(cè)設(shè)置限制測量框上下位置的水下錨固 樁8和限制測量框左右位置的軟導(dǎo)向裝置7,以保證測量框準(zhǔn)確就位。
[0031] 步驟（2)中，起吊設(shè)備4可以為門機回轉(zhuǎn)吊，也可以為其他現(xiàn)場起吊設(shè)備4。
[0032] 步驟（3)中，軟導(dǎo)向裝置7包括軟導(dǎo)向繩和水下錨固樁8,軟導(dǎo)向繩可以為具有一 定張力的鋼繩，對稱與孔口中心線10設(shè)置在泄水孔或泄水道5孔口兩側(cè)，軟導(dǎo)向繩一端固 定在壩頂，另一端固定在同側(cè)的水下錨固樁8上。測量框沿軟導(dǎo)向裝置7下落至水下錨固 樁8位置固定。
[0033] 步驟（1) - (3)實現(xiàn)了測量框1的深水導(dǎo)向就位。
[0034] 步驟（4)中，所述測針2在測量前固定于測量框1的測針孔11內(nèi)，測量框1就位 于要測量的泄水孔(道)5進(jìn)口后，通過后拉裝置6使測量框1貼緊壩面，避免測量框1在測 量過程中竄動。所述后拉裝置6的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括固定在壩頂?shù)臓坷b置、牽 引繩，以及用于牽引繩換向的滑輪，牽引繩一端與牽拉設(shè)備連接，另一端與測量框1固定連 接。
[0035] 由潛水員松開固定螺栓13將測針2推伸至要測量的止水壩面，再擰緊固定螺栓 13,數(shù)百數(shù)千個測針2頂端形成的曲面即為要封堵的止水壩面表面。
[0036] 步驟（5)中待測量框1提出水面后，測針2的伸出量即測針2的測量數(shù)據(jù)，經(jīng)分析 處理得出止水帶內(nèi)壩面不平度此不平度可作為浮體閘門水封設(shè)計的依據(jù)。
[0037] 本實施例的方法實現(xiàn)了測量框1的深水導(dǎo)向就位。
[0038] 本實施例的測量方法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道5進(jìn)口處測量閘門止 水壩面不平度。
[0039] 以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā) 明進(jìn)行另外詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修 改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要 求范圍當(dāng)中。
[0040] 本實施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手 段，這里不一一敘述。
【權(quán)利要求】
1. 一種閘門止水壩面不平度水下測量裝置，包括測量框，其特征在于：所述測量框的 下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有均勻排列的測針，所述測針與測量框活動連接，可沿 垂直壩面方向伸縮。
2. 如權(quán)利要求1所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測量框 的下游面與閘門止水壩面對應(yīng)部位設(shè)有測針孔，所述測針孔內(nèi)設(shè)置有測針筒，所述測針筒 內(nèi)設(shè)置有測針，所述測針可沿垂直壩面方向伸縮，所述測針筒內(nèi)還設(shè)置有螺栓，所述螺栓垂 直于測針，用于固定或松開測針。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測 針的排列間距為l〇(T300mm。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測 針的伸縮范圍為(T550mm。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測 針為棒狀，所述測針為尼龍棒或木棒。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測 量框為桁架框架結(jié)構(gòu)，所述桁架框架為現(xiàn)場焊接或螺栓連接。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于：所述測 量框兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)槽架。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的閘門止水壩面不平度水下測量裝置，其特征在于所述測量 框?qū)挒?~15米，高為6~20米。
9. 一種閘門止水壩面不平度水下測量方法，使用如權(quán)利要求1所述的閘門止水壩面不 平度水下測量裝置，其特征在于包括以下步驟： 步驟（1):在要封堵的泄水孔或泄水道入口處左右兩側(cè)設(shè)置限制測量框上下位置的水 下錨固樁和限制測量框左右位置的軟導(dǎo)向裝置； 步驟（2):利用現(xiàn)場起吊設(shè)備將測量框移動至待測量的泄水孔或泄水道進(jìn)口處； 步驟（3):將測量框兩側(cè)導(dǎo)槽約束于左右軟導(dǎo)向裝置，測量框沿軟導(dǎo)向裝置下落至水下 錨固樁位置； 步驟（4):松開控制測針的固定螺栓，將測針推伸至要測量的止水壩面，再擰緊固定螺 栓； 步驟（5):利用現(xiàn)場起吊設(shè)備將測量框提出水面； 步驟（6):分析測針測量數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求9所述的閘門止水壩面不平度水下測量方法，其特征在于所述測量方 法可用于水下ΚΓ60米的泄水孔或泄水道進(jìn)口處測量閘門止水壩面不平度。
【文檔編號】G01B21/30GK104121883SQ201410361346
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】丁曉利, 廖永平, 方勇, 朱增兵, 郭富權(quán), 李崗, 羅濤 申請人:中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司