一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置及方法，它包括设于大坝保温层内表面及大坝混凝土外表面之间的多个半封闭式保护盒，所述半封闭式保护盒内设有湿度传感器；另外本发明专利技术还提供与之相应的布置方法和检测方法；本发明专利技术通过埋设在大坝上下游混凝土表面和保温层内表面之间的湿度传感器，可以实时检测保温层及大坝混凝土的湿度数据，通过对异常高湿度数据的分析，及时对大坝渗漏点和渗漏情况进行判定，为后续大坝混凝土裂缝修补工作的开展提供技术支持，同时减少了对保温层的大面积破坏，降低了大坝维修成本。

A Device and Method for Detecting the Leakage of Dam Thermal Insulation Layer and Concrete

【技术实现步骤摘要】
一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置及方法
本专利技术涉及水利工程混凝土施工
，具体地指一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置及方法。
技术介绍
坝体温度的改变除了受其内部水化热影响外，还受外界环境温度的影响，在大坝运行期，坝体温度主要受环境气温以及水库水温的影响。当外界气温急剧变化时，坝体内部的温度来不及变化，从而导致坝体内外形成较大的温度梯度，以至于产生温度裂缝。目前主要通过对坝体采取保温措施以减少坝体与外界的热交换，从而减小寒潮或寒冷地区周期性的外界气温变化导致的混凝土开裂。常见的保温措施有铺设保温板、保温被和喷涂保温材料等，这些措施能够使坝体在气温日变幅不大的环境里抵御极端气温变化，例如寒潮等。就目前水利水电工程而言，由于施工工艺和外界应力影响，混凝土大坝在多种条件作用下不可避免会产生或大或小裂缝，当裂缝发展严重时还会发生渗漏情况，大坝一旦发生渗漏，应及时进行处理，否则会影响大坝运行安全，严重者甚至会失事，给人民和国家带来财产生命危害。而处理渗漏的关键点在于发现裂缝和找到渗水部位，然后针对性的进行灌浆修补处理。我国从80年代后新修的混凝土大坝都非常注重大坝混凝土的温度控制，在西北地区有一大批混凝土大坝采用了苯板、聚乙烯板等保温板材作为坝体混凝土保温的主要防护措施。这些苯板、聚乙烯板等保温材料在出厂前都是加工成平面板材料，到施工现场大多采用粘贴和铆固施工工艺固定在大坝混凝土表面。而大坝在建设施工过程中由于混凝土浇筑工艺和模板工艺缺陷都可能会造成大坝表面会出现平整度差。此外由于大坝结构设计需要，会出现许多不平整部位：如曲面、凹面和孔洞结构。在大坝进行混凝土保温施工时大都采用平整的保温板材进行保温，由于板材的性能决定不能随意弯曲地贴合在大坝混凝土表面，在粘贴和铆固保温材料的过程中，大坝混凝土表面的不平整和保温材料表面平整之间会不可避免的形成接触间隙。同时保温板材粘贴在大坝表面时采用了大量的粘接材料，粘接时一般会将粘接材料涂抹在板材和大坝表面，由于粘接材料涂抹的不均匀也会在保温板材和大坝混凝土表面之间形成一个粘接夹层，粘接时也不可能填充满每块保温材料与大坝之间的空隙，这样就形成了大坝表面与保温材料之间的架空现象。特别是当大坝保温层经历一定时间的外力作用和环境因素如风、寒潮后架空脱壳现象会更加严重。对于混凝土大坝下游面，受到外力因素影响大坝混凝土发生开裂时，在高水头压力作用下，库区的水就会顺着裂缝渗透穿过坝体到下游面某一点渗出，假如正好遇见保温层与坝面之间有空腔的情况，渗漏水从混凝土坝体渗出后，由于保温层的存在，水就不一定会直接从渗漏点穿过保温层出现在正对应的保温层外部，而是会顺着保温材料与大坝之间的空隙四处流淌，少则十几米，多则可能直接渗漏到大坝下游面底部回填区。这样就会产生以下几种危害：1、导致大坝渗漏被发现的滞后性考虑到水渗漏量的大小和坝体与保温层之间孔隙的大小的未知性，当渗漏量较小而孔隙空间又较大时，可能要等待渗漏水充满整个孔隙压力突破保温层强度时，水才会从保温层表面某一点渗出最终被大坝运行管理人员发现，这个持续时间较长，导致了发现和处理的滞后性，往往会错过早发现早处理早恢复的时机，给工程安全带来额外的影响。2、导致大坝渗漏位置的不确定性保温层和大坝表面的孔隙具有未知性，当孔隙面积较大时，渗漏水充满孔隙后在保温层表面形成的渗水点往往和坝体渗漏点不重合，这就导致即使发现大坝出现裂缝渗水也不能精确定位和进行修复的可能，给裂缝修补增加了额外的施工工序和成本。3、低温下隐藏水的破坏性我国西北寒冷地区的水利工程，冬季气温普遍到零度以下，渗漏水滞留在保温层与混凝土大坝之间，当环境温度太低突破保温层的防护效果时，渗漏水就会结冰发生体积膨胀，进一步将保温层顶起增加孔隙面积，形成恶性循环，降低保温层的耐久性，增加后期的维护成本。在以上几种危害下，通常当发现大坝渗漏后为了寻找渗水部位，就必须对保温层进行拆除，通常做法为从保温板外的出水点往上开始拆除查验，有的拆了十几米甚至几十米都找不到出水点，拆除面积巨大且耗费人力物力，当最终找到渗漏点裂缝处理完后又要将拆除的保温板部分进行恢复，这样额外的从拆除在到恢复，会造成人力物力和经济上额外投入。大多数混凝土大坝表面保温工程面积较大，大多保温层外还有额外的防护层等，采取全部清理掉原有的保温层手段，重新设置保温层工序复杂，其费用巨大。对于微小裂缝造成的渗水，可以仅仅在大坝下游面采取裂缝修补和化学灌浆等工艺进行恢复，对于因贯穿缝形成的渗水在上下游同时处理效果可能会更好，虽然贯穿性裂缝导致的大坝渗水一般在下游坝面直接体现，但是大坝渗漏水的源头在上游、出现水的渗漏也是从击穿保温层开始，然后才是顺着已经形成的混凝土裂缝渗漏到大坝下游面，这就需要同时对保温层的渗漏进行检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置及方法，通过对保温层和大坝混凝土表面湿度进行检测，及时对大坝出现渗漏的缺陷部位进行判定和标识，利于进行后续的修复施工，增强大坝安全和耐久性。本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，它包括设于大坝保温层内表面及大坝混凝土外表面之间的多个半封闭式保护盒，所述半封闭式保护盒内设有湿度传感器。优选地，所述半封闭式保护盒靠近大坝保温层内表面的区域开设有多个筛孔，靠近大坝混凝土外表面的区域开放。优选地，所述半封闭式保护盒为由五面筛网组成的长方体盒体结构，其靠近大坝混凝土外表面的一侧面开放。优选地，所述半封闭式保护盒为矩形框体结构，其一侧开放，另一侧安装有矩形筛网。优选地，所述湿度传感器通过数据线与无纸记录仪连接，无纸记录仪通过数据线与电脑连接。优选地，所述湿度传感器固定于半封闭式保护盒内部空腔的上部区域。优选地，所述湿度传感器套装固定于呈圆筒形结构的保护管内，湿度传感器顶部与保护管顶部接触的区域通过密封胶填充，湿度传感器的探头区域位于保护管内，保护管外表面套设有卡环，卡环通过钉子固定于大坝混凝土外表面。本专利技术还提供上述装置的布置方法，它包括以下步骤：步骤1）：将多个湿度传感器固定在大坝混凝土外表面，然后将半封闭式保护盒扣在大坝混凝土外表面，并将湿度传感器包围，湿度传感器的数据线穿出到半封闭式保护盒外；步骤2）：大坝保温层在施工时，使得保温层将半封闭式保护盒包裹并固定在大坝混凝土外表面；步骤3）：根据装置在坝面的位置与观测室之间的距离，将湿度传感器的数据线延长，同时对装置及数据线进行定位和标识；步骤4）：在观测室将每个湿度传感器的数据线与其相应的无纸记录仪进行连接，同时将多台无纸记录仪和电脑连接，实时读取大坝保温层和大坝混凝土的湿度数据。本专利技术还提供上述装置的检测方法，它包括步骤5）：当大坝保温层发生渗漏时，渗漏的水沿着大坝保温层内表面向附近区域的半封闭式保护盒的筛孔渗漏，并最终进入到封闭式保护盒所形成的密封空腔内，当水渗漏到一定量以后，由于密封空腔内存在空气，水不会淹没整个空腔而导致淹没湿度传感器的探头部分，湿度传感器将检测的相应数据传输给无纸记录仪，并通过电脑显示，从而及时检测出相应区域的渗漏情况，对大坝保温层出现渗漏的缺陷部位进行判定和标识。本专利技术还提供上述装置的检测方法，它包括步骤6）：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：它包括设于大坝保温层内表面及大坝混凝土外表面之间的多个半封闭式保护盒（1），所述半封闭式保护盒（1）内设有湿度传感器（2）。

【技术特征摘要】
1.一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：它包括设于大坝保温层内表面及大坝混凝土外表面之间的多个半封闭式保护盒（1），所述半封闭式保护盒（1）内设有湿度传感器（2）。2.根据权利要求1所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述半封闭式保护盒（1）靠近大坝保温层内表面的区域开设有多个筛孔，靠近大坝混凝土外表面的区域开放。3.根据权利要求2所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述半封闭式保护盒（1）为由五面筛网组成的长方体盒体结构，其靠近大坝混凝土外表面的一侧面开放。4.根据权利要求2所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述半封闭式保护盒（1）为矩形框体结构，其一侧开放，另一侧安装有矩形筛网。5.根据权利要求1所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述湿度传感器（2）通过数据线与无纸记录仪（3）连接，无纸记录仪（3）通过数据线与电脑（4）连接。6.根据权利要求1所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述湿度传感器（2）固定于半封闭式保护盒（1）内部空腔的上部区域。7.根据权利要求1所述的一种检测大坝保温层及混凝土渗漏的装置，其特征在于：所述湿度传感器（2）套装固定于呈圆筒形结构的保护管（5）内，湿度传感器（2）顶部与保护管（5）顶部接触的区域通过密封胶填充，湿度传感器（2）的探头区域位于保护管（5）内，保护管（5）外表面套设有卡环（5.1），卡环（5.1）通过钉子固定于大坝混凝土外表面。8.一种权利要求1至7任一项所述装置的布置方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1）：将多个湿度传感器（2）固定在大坝混凝土外表面，然后将半封...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜雷功，席燕林，张秀崧，范瑞朋，刘顺萍，秦永涛，任堂，王珮珏，李岳东，金月，刘清朴，
申请(专利权)人：中水北方勘测设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津,12