水位变幅区面板养护智能系统及控制和养护方法技术方案

本发明专利技术涉及水位变幅区面板养护智能系统及控制和养护方法，它包括固定安装在混凝土面板上的排水花管，所述排水花管通过第一连通管和电动阀门与水箱底部相连通，所述水箱与供水装置相连；所述混凝土面板上并位于排水花管的顶部中间部位安装有用于监测环境温度的温度采集仪；所述混凝土面板上安装有用于监测坝体内的水体蒸发量的蒸发量检测装置；所述温度采集仪、供水装置和蒸发量检测装置都分别通过信号线与硬件控制装置相连并自动控制排水花管的排水作业。旨在解决现有已建混凝土面板坝在运行期水位变幅区面板因气候温差过大、养护不到位易导致出现裂缝的问题。

Intelligent system and control and maintenance method for panel maintenance in water level range

【技术实现步骤摘要】
水位变幅区面板养护智能系统及控制和养护方法
本专利技术涉及水位变幅区面板养护智能系统及控制和养护方法，属于混凝土面板坝防护

技术介绍
在水利水电工程中，混凝土面板坝已得到广泛使用。混凝土面板作为大坝防渗结构，其结构的完整性直接影响大坝的安全、水库电站效益等。面板裂缝是面板的一种主要破坏形式，究其原因主要有受力过大或受力不均而形成的结构性裂缝和温度应力、干缩应力引起的混凝土自身裂缝。为减少混凝土自身裂缝，目前一般采用添加防裂材料和在施工期、蓄水初期加强养护等措施，上述防裂措施很大程度上减小了面板开裂概率。但随着水电工程的发展，大量已建混凝土面板坝在运行期也不同程度出现裂缝，特别是在气候温差较大地区的水位变幅区面板上，分析其主要原因之一是混凝土水化反应尚在持续、缺少养护的缘故。长期来看水位变幅区面板裂缝的出现将直接危及面板防渗可靠性，甚至危及大坝安全。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水位变幅区面板养护智能系统，旨在解决现有已建混凝土面板坝在运行期水位变幅区面板因气候温差过大、养护不到位易导致出现裂缝的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：水位变幅区面板养护智能系统，它包括固定安装在混凝土面板上的排水花管，所述排水花管通过第一连通管和电动阀门与水箱底部相连通，所述水箱与供水装置相连；所述混凝土面板上并位于排水花管的顶部中间部位安装有用于监测环境温度的温度采集仪；所述混凝土面板上安装有用于监测坝体内的水体蒸发量的蒸发量检测装置；所述温度采集仪、供水装置和蒸发量检测装置都分别通过信号线与硬件控制装置相连并自动控制排水花管的排水作业。所述排水花管通过沿其长度方向布置的多个支架进行支撑固定，所述支架通过膨胀螺栓固定安装在混凝土面板上。所述供水装置包括抽水泵，所述抽水泵通过第二连通管与坝体内的库水相连通，所述抽水泵的出水口通过第三连通管与水箱相连，所述水箱内部安装有水位监测仪。所述温度采集仪和蒸发量检测装置通过电缆与用于提供电能的太阳能电池板相连。所述混凝土面板上并位于排水花管的下方区域设置有消落区，所述消落区上均布设置有缓流阻挡块；所述排水花管上均布加工有多个排水孔。所述缓流阻挡块的采用采用截面为三角形或梯形的锥台结构。所述硬件控制装置包括设置在中控制室内部的控制器，所述控制器的信号输入端通过第一信号线同时与温度采集仪和蒸发量检测装置相连，所述供水装置的水位监测仪通过第三信号线与控制器信号输入端相连，所述供水装置的抽水泵以及电动阀门通过第二信号线与控制器控制信号输出端相连并控制其相应动作。所述水位变幅区面板养护智能系统的控制方法，通过温度检测仪对坝区的温度环境温度进行时时采集并将环境温度数据通过信号线传递给控制器，同时通过蒸发量检测装置将坝区库水的蒸发量数据通过信号线传递给控制器；通过控制器将温度和蒸发量数据分别与标准数据进行比对分析，当环境温度低于或高于允许值时或库水的蒸发量超过允许值时，由控制器自动控制电动阀门的开启，通过排水花管向混凝土面板进行喷水养护；通过水位监测仪对水箱内的水位进行监测，当水箱的储水量不足时，通过控制器控制抽水泵开启向水箱进行注水。采用任意一项所述水位变幅区面板养护智能系统对混凝土面板进行养护的方法，其特征在于它包括以下步骤：步骤一，将上述系统布置在需要养护的混凝土面板所在位置；步骤二，设定控制系统的控制参数：设定混凝土面板所承受的环境温度范围值，并设定库水的蒸发量的极限值；步骤三，启动温度采集仪，通过温度采集仪对坝区的温度环境温度进行时时采集并将环境温度数据通过信号线传递给控制器，与此同时通过蒸发量检测装置将坝区库水的蒸发量数据通过信号线传递给控制器；步骤四，通过控制器对采集到的环境温度数据和蒸发量数据进行分析，并将其与所设定的控制系统的控制参数进行对比分析；步骤五，当环境温度低于或高于允许值时或库水的蒸发量超过允许值时，由控制器自动控制电动阀门的开启，通过排水花管向混凝土面板进行喷水养护，此时排水花管内部的水将通过排水孔排出并流到消落区上的缓流阻挡块，通过缓流阻挡块使水流均匀的分散在混凝土面板的表面全区域进而对其进行养护；步骤六，通过水位监测仪对水箱内的水位进行监测，当水箱的储水量不足时，通过控制器控制抽水泵开启向水箱进行补水。本专利技术有如下有益效果：1、本专利技术通过在混凝土面板顶部设置智能养护系统，可有效避免水位变幅区面板由于环境温度变化、水化反应等而导致的面板裂缝，保证了面板防渗系统的可靠性和安全性，确保大坝长期安全性。本专利技术温度采集仪采用太阳能发电板供电，温度采集、水泵抽水、水箱出水开关、水箱水位监测仪等均为全自动化控制，智能控制系统设置于运行中控室中，可实现远程监控和操作，极大的减少了能源消耗和节省了人力资源，在实现工程功用的同时达到节能降耗的效果。2、通过上述的供水装置能够实现水箱的自动供水，在工作过程中，通过水位监测仪对水箱内部的水位进行自动监测，水位数据通过信号线传输至控制器，当水位低于或高于允许值时，由控制器自动发出抽水泵的开或关的指令；抽水泵下部的第二连通管应深入水库最低运行水位以下库水中。3、设置缓流阻挡块能够保证缓慢的流经消落区，进而对水流起到减缓流速防止冲刷的目的，同时也能够保证水流水混凝土面板进行充分的浸润养护，最终保证了最佳的养护效果。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术图1中A-A截面视图。图3为本专利技术图1中B-B截面视图。图4为本专利技术硬件控制装置结构图。图中：库水1、混凝土面板2、排水花管3、支架4、膨胀螺栓5、太阳能发电板6、第二信号线7、温度采集仪8、第一连通管9、电动阀门10、控制器11、抽水泵12、水箱13、水位监测仪14、中控室15、电缆16、排水孔17、第二连通管18、第三连通管19、蒸发量检测装置20、第三信号线21、第一信号线22、缓流阻挡块23、消落区24。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。如图1-4，水位变幅区面板养护智能系统，它包括固定安装在混凝土面板2上的排水花管3，所述排水花管3通过第一连通管9和电动阀门10与水箱13底部相连通，所述水箱13与供水装置相连；所述混凝土面板2上并位于排水花管3的顶部中间部位安装有用于监测环境温度的温度采集仪8；所述混凝土面板2上安装有用于监测坝体内的水体蒸发量的蒸发量检测装置20；所述温度采集仪8、供水装置和蒸发量检测装置20都分别通过信号线与硬件控制装置相连并自动控制排水花管3的排水作业。通过采用上述结构的面板养护智能系统，能够用于混凝土面板2的养护，在系统运行过程中，通过温度采集仪8和蒸发量检测装置20分别对混凝土面板2所在环境温度以及库水的蒸发量数据进行采集，并将监测到的数据实时传递给硬件控制装置，进而通过硬件控制装置控制电动阀门10的开启再由排水花管3对混凝土面板2进行喷水养护，效避免水位变幅区面板由于环境温度变化、水化反应等而导致的面板裂缝，保证了面板防渗系统的可靠性和安全性，确保大坝长期安全性。进一步的，所述排水花管3通过沿其长度方向布置的多个支架4进行支撑固定，所述支架4通过膨胀螺栓5固定安装在混凝土面板2上。通过上述的安装结构保证了其安装的可靠性。进一步的，所述供水装置包括抽水泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：它包括固定安装在混凝土面板（2）上的排水花管（3），所述排水花管（3）通过第一连通管（9）和电动阀门（10）与水箱（13）底部相连通，所述水箱（13）与供水装置相连；所述混凝土面板（2）上并位于排水花管（3）的顶部中间部位安装有用于监测环境温度的温度采集仪（8）；所述混凝土面板（2）上安装有用于监测坝体内的水体蒸发量的蒸发量检测装置（20）；所述温度采集仪（8）、供水装置和蒸发量检测装置（20）都分别通过信号线与硬件控制装置相连并自动控制排水花管（3）的排水作业。

【技术特征摘要】
1.水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：它包括固定安装在混凝土面板（2）上的排水花管（3），所述排水花管（3）通过第一连通管（9）和电动阀门（10）与水箱（13）底部相连通，所述水箱（13）与供水装置相连；所述混凝土面板（2）上并位于排水花管（3）的顶部中间部位安装有用于监测环境温度的温度采集仪（8）；所述混凝土面板（2）上安装有用于监测坝体内的水体蒸发量的蒸发量检测装置（20）；所述温度采集仪（8）、供水装置和蒸发量检测装置（20）都分别通过信号线与硬件控制装置相连并自动控制排水花管（3）的排水作业。2.根据权利要求1所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述排水花管（3）通过沿其长度方向布置的多个支架（4）进行支撑固定，所述支架（4）通过膨胀螺栓（5）固定安装在混凝土面板（2）上。3.根据权利要求1所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述供水装置包括抽水泵（12），所述抽水泵（12）通过第二连通管（18）与坝体内的库水（1）相连通，所述抽水泵（12）的出水口通过第三连通管（19）与水箱（13）相连，所述水箱（13）内部安装有水位监测仪（14）。4.根据权利要求1所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述温度采集仪（8）和蒸发量检测装置（20）通过电缆（16）与用于提供电能的太阳能电池板（6）相连。5.根据权利要求1所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述混凝土面板（2）上并位于排水花管（3）的下方区域设置有消落区（24），所述消落区（24）上均布设置有缓流阻挡块（23）；所述排水花管（3）上均布加工有多个排水孔（17）。6.根据权利要求5所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述缓流阻挡块（23）的采用采用截面为三角形或梯形的锥台结构。7.根据权利要求1所述的水位变幅区面板养护智能系统，其特征在于：所述硬件控制装置包括设置在中控制室（15）内部的控制器（11），所述控制器（11）的信号输入端通过第一信号线（22）同时与温度采集仪（8）和蒸发量检测装置（20）相连，所述供水装置的水位监测仪（14）通过第三信号线（21）与控制器（11）信号输入端相连，所述供水装置的抽水泵（...

【专利技术属性】
技术研发人员：索慧敏，窦向贤，余挺，张顺高，何兰，王晓东，卢羽平，姜媛媛，唐珂，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第一工程有限公司，国电大渡河猴子岩水电建设有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42