[发明专利]一种采用扇形监测盘的水下土工膜监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用扇形监测盘的水下土工膜监测系统及方法，在库底或渠底水域内设置至少三行监测节点，位于奇数行中的首个所述监测节点的应力应变检测装置中包括扇形监测盘，在所述扇形监测盘内与弧线边正对一侧的位置设有集线台，所述集线台上设有接线塞，在集线台靠近扇形监测盘的弧线边的一侧的台面边缘上设有三个螺栓孔，三个连接片的一端分别通过螺栓与三个螺栓孔配合而紧固在集线台上，三个连接片的另一端分别各自连接有应力应变传感器，所述应力应变传感器的信号线分别通过所述接线塞与本行内的控制总线电连接。本发明的技术方案，对堤坝的渗漏防治中，监测节点采用模块化标准结构，方便施工，有利于实现对水下土工膜破损的监测。

技术领域

本发明涉及一种采用扇形监测盘的水下土工膜监测系统及方法。

背景技术

土工膜作为一种以高分子聚合物，较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形，因其不透水性广泛应用在水利工程中，以隔断水流的渗漏通道。我国早期将土工膜用于库底或渠底的垂直铺塑防渗工程，近几年在平原水库等水利工程应用较广泛；在平原水库、面板堆石坝、河渠、围堰等工程中，采用土工膜防渗是一种有效的技术。

通常情况下，若在土工膜下敷设多个监测节点以期获得库底或渠底的状态数据，往往需要逐个进行控制，造成控制系统复杂化，若采用网络结构，则需要采用总线结构进行数据传输，一旦某个监测节点损坏不能正常工作，则采集数据就会出现空白，存在监测节点的孤岛，仍然不能完全保证对库底或渠底和土工膜的完好性的监测，若采用绳索将各个监测节点链起来组成监测节点阵列是个可行的方式，但在监测节点阵列中，不同位置的监测节点结构会有不同，有的在阵列的边缘，往往只需要与一侧的监测节点用绳索链接，有的则在阵列的中心，则需要与前、后、左、右、四周的节点进行链接，因此，需要采用多种结构的监测节点以供选用。

目前，在城市建设和部分水利工程中，对于地质条件较差、缺乏理想不透水层的地区采用土工膜进行防渗多成为首选方案。原因是，土工膜属于柔性材料，对水下地基变形的适应能力很强，在未遭受外力刺穿、撕裂的情况下，其老化速度能够满足多数水利工程的经济寿命需求，特别适用于多地震地区和岩溶地区作为库底防渗方案。

在实际运用中，土工膜的完整性会面对水下地基变形等考验，水下地基变形一般有两类情况，一类是膜下地基陷落，造成土工膜部分悬空，膜体的抗拉、抗剪强度较低，另一类是膜下地基隆起以及气体膨胀导致土工膜局部受力、位移等。总之，水下库底土工膜一旦在地质环境、水土生物、衬垫外力和胀气等作用下受损，其“开裂部位难以确定”这一重大缺陷立即显现出来。由于渗水穿越土工膜后迅速在土体内扩散，即使预埋监测仪器也无法在小范围内确定损伤部位。这一弊端使得膜体开裂初期短暂的抢修时机丧失，使土工膜撕裂和渗透破坏急剧扩展，严重威胁到水利工程的安全。

总之，土工膜一旦产生破坏，会加剧库水渗漏，造成大量水量损失，并影响水库的正常运营，危及工程安全。因此，必须对土工膜运行采取有效的监测技术。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：针对水下起防渗作用的土工膜意外破损后，如何能做到迅速发现并精确定位的技术问题。