Устройство для наблюдения за фильтрацией воды в грунтовом сооружении

РЕТЕНИ И ИС ТУ виде отых ФильО Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Шахов Николай Апександрови% Гришьв Василий Андреевич; Ягин Василий Петрович(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЗАФИЛЬТРАЦИЕЙ ВОДЫ В ГРУНТОВОМ СООРУЖЕНИИ(57) Использование: в гидротехнике. Сущностьизобретения: устройство включает наблюдательнуютрубу 2 с отдельными водоприемниками, рааюпоженными с интервалом и выполненными вверстий 4 перфораций в трубе 2, покрыт(в) К 11 (и) 2004676 С (5 Ц 5 Е 02 В 7 06 Е 02 ВЗ 16 трующей оболочкой 5, попый стержень 6, коаксиально расположенный в трубе 2 и содержащий пары полых надувных кольцевых манжет 7 и 8 в количестве, равном числу водоприемников 3, и заключающих каждой парой один водоприемник 3. Устройство снабжено датчиками 20 и 17, 15,13 температуры, измеряющими температуру воды в трубе 2 между парой манжет и за их пределами и температуру воды в обкладке 5. и датчиками 18 и 16, 14, давления, измеряющими пьезометрический напор воды в трубе 2 между парой манжет и за их пределами 2 зл.ф-лы.2 ил.Изобретение относится к гидротехнике,а точнее к устройствам для наблюдения зэфильтрацией воды в грунтовом сооружениии в его основании.Известно устройство для наблюденияээ фильтрацией воды в грунтовом сооружении, включающее наблюдательную трубу,введенную вертикально в готовое сооружение, например в ядро плотины, и группудатчиков температуры, установленных втрубе с интервалом по высоте. При этомведут наблюдения за изменением во времени температуры воды в водохранилище и вядре плотины, по которой судят о переносетепла фильтрующим потоком воды в различных по высоте ядра слоях и о параметрахсамого фильтрационного потока в этих слоях.Недостатком известного устройства является то, что параметры фильтрационногопотока могут быть определены только весьма приближенно. Действительно, по температурному режиму ядра плотины можноопределить только наличие аномальнойфильтрации, ее "всплеска", после чего необходимо проведение специальных фильтрационных исследований посредством, установки иных датчиков (пьезометров).Известно устройство для наблюденияза фильтрацией воды в грунтовом сооружении, принятое за прототип, включающее наблюдательную трубу, введенную вертикальнов готовое сооружение и содержащую водоприемный участок, расположенный в среднейпо длине ее части в виде отверстий перфорации в трубе, покрытых фильтрующей оболочкой, и датчиков уровня воды в трубе -однотрубный шахтный пьезометр, .Недостатком такого устройства является недостаточная эффективность наблюдения. Действительно, посредством такогооднотрубного шахтного пьезометра можнонаблюдать только эа положением пологойкривой депрессии в сооружении и невозможно наблюдать за пьезометрическим напором и температурой в разных вдоль трубыточках сооружения,Цель изобретения - повышение эффективности наблюдения за счет измеренияпьезометрического напора и температуры вразных вдоль наблюдательной трубы точках,Цель достигается тем, что в устройстведля наблюдения за фильтрацией воды вгрунтовой плотине, включающем наблюдательную трубу, введенную вертикально в готовое сооружение и содержащую водоприемныйучасток, расположенный в средней по длине еечастив виде отверстий перфорации в трубе,покрытых фильтрующей оболочкой, и датчик уровня воды в трубе, водоприемный участок трубы выполнен в виде отдельных водоприемников, расположенных с интервалом по длине трубы, при этом уст ройство снабжено полым стержнем, опускаемым в полость трубы и содержащим по меньшей мере одну пару полых кольцевых манжет, полости которых посредством полого стержня сообщены с источником, и дат чиками температуры и давления,расположенными между манжетами пэры, причем расстояние между манжетами пары превышает длину водоприемника. Дополнительно внутри фильтрующей оболочки 15 каждого водоприемника установлен датчиктемпературы, а выше и ниже пары манжет на полом стержне расположены дополнительные датчики температуры и давления.Именно наличие нескольких водопри емников по длине трубы позволяет посредством полого стержня с надувными манжетами и датчиками температуры и давления (основными и дополнительными) осуществить измерения пьеэометрического 25 напора и температуры фильтрующей воды вразличных по глубине слоях, Наличие же термодатчиков в водоприемниках позволяет (с учетом данных водохранилища) своевременно получить сведения о "всплеске" 30 фильтрации.На фиг.1 изображено предлагаемоеустройство. продольный разрез; на фиг,2 узелна фиг 1Устройство для наблюдения за фильтра цией воды в ядре 1 плотины включает наблюдательную трубу 2 с отдельными водоприемниками 3, расположенными в водоприемной средней по длине части трубы 2 с интерваломи выполненными в виде 40 отверстий 4 перфорации (фиг.2) в трубе 2,покрытых фильтрующей оболочкой 5, полый стержень (трубу) 6, коаксиально расположенный в трубе 2 и содержащий пары полых кольцевых манжет 7 и 8 в количестве, рав ном числу водоприемников 3. Расстояние амежду манжетами 7 и 8 в каждой паре превышает длину Ь водоприемника 3, з пары на стержне 6 расположены так, что каждый водоприемник 3 заключен между манжетами 50 пары. Манжеты расположены на утолщениях (ступицах) 9, а их полости посредством патрубком 10 и 11 и накидной гайки 12 сообщены с полостью стержня 6, подсоединенного к источнику давления (на фиг. не 55 показан), К полому стержню 6 прикрепленымежду манжетами 7 и 8 каждой пары электротермометр 13 и датчик 14 давления, а за пределами пары -дополнительные датчики: электротермометр 15 и датчик 16 давления.- ниже манжетной пары и электротермоР.метр 17 и датчик 18 давления - выше манжетной пары, Кабели 19 питания датчиков 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18 проходят через утолщения 9 без нарушения их водонепроницаемости, Внутри фильтрующей оболочки 5 5 каждого водоприемника 3 установлен электротермометр 20, кабель 21 питания которого выведен за пределы сооружения.Готовая наблюдательная труба 2 вместе с вододриемниками 3 опускается в скважину 10 22, после чего производится подьем обсадной трубы (на фиг, не показана) при одновременной заливке глинистого раствора 23 в эатрубное пространство. Полый стержень 6 составлен из отдельных звеньев посредством 15 герметизированных соединений 24. Устройство работает следующим образом.В зависимости от результатов анализа 20 изменения температуры воды в водохранилище и изменения температуры воды в ядре 1 плотины, определенной по электротермометрами 20, принимается решение о проведении исследования посредством 25 настоящего устройства в полном объеме.В трубу 2 опускается обустроенный полый стержень 6 так, что каждая пара манжет 7 и 8 изолирует "свой" водоприемник 3 от остальной полости трубы 2, после чего по 30 полому стержню 6 в полости манжет 7 и 8 подают воздух под давлением, В результате каждый участок трубы 2, вмещающий один водоприемник 3, герметизируется, а температура и пьезометрический напор воды в 35 трубе 2 между манжетами 7 и 8 и за их пределами через определенное время стабилизируются, после чего снимают показания всех датчиков 14, 16 и 18 давления и всех электротермометров 13, 15 и 17 на 40 каждом водоприемнике 4 трубы 2, а также снимаются показания электротермометров 20, При этом электротермометры 13 по отношению к неремонтнопригодным элек 45 тротермометрам 20 являются контрольными,После получения информации судят о параметрах фильтрационного потока в его различных по глубине слоях.На период между проводимыми наблюдениями полость наблюдательной трубы 2 между смежными водоприемниками 3 водонепроницаемо перекрывают, что предотвращает гидравлическое сообщение по высоте случайных несплошных проницаемых прослоек, возникающих в процессе возведения ядра 1 плотины и при ее деформации (арочный эффект). При этом изменение уровня воды 25 в трубе 2. происшедшее в результате перекрытия полости трубы 2 и определенное по показанию датчика 18 давления, указывает.на наличие такого аномального гидравлического сообщения. В этом случае стержень 6 с надутыми манжетами 7 и 8 постоянно располагают в трубе 2 или полость трубы 2 между водоприемниками 3 перекрывают иными средствами, например эластичным надувным рукавом (на фиг, не показан), а при необходимости устройство ликвидируют.Использование изобретения позволит повысить эффективность контроля за сооружением за счет постоянного получения информации иэ наблюдательной трубы о пьезометрическом напоре и о температуре фильтрующей воды в различных по глубине слоях сооружения и его основания.(56) Мухетдинов Н.А. и др. Использование температурного режима каменно-земляных плотин как индикатора для наблюдения за их состоянием. - Гидротехническое строительство, 1990, гя 11, с.48-50,Временные указания по проведению конкретных наблюдений и исследований на плотинах из местных материалов во время их возведения и эксплуатацьи. ВСМ-70, Минэнерго СССР,-М.: Энергия. 1971, с 37-39, рис,17 б.2004676 Фиг Н. Шакентал ставител хред М.М Корректор А. Моты Л. Волков Ред аказ 338 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ФИЛЬТРАЦИЕЙ ВОДЫ 8 ГРУНТОВОМ СООРУЖЕНИИ, включающее наблюдательную трубу, установленную вертикально в сооружение и содержащую водоприемный участок, расположенный в ее средней по длине части. в виде отверстий перфорации в трубе, покрытых фильтрующей оболочкой, и датчик уровня воды в трубе, отличающийся тем, что водоприемный участок трубы выполнен в виде отдельных водоприемников, расположенных с интервалом по длине трубы, при этом устройство снабжено полым стержнем, размещенным в полости трубы и содержащим напротив каждого водоприемника пару полых кольцевых манжет, полости которых посредством полого стержня сообщены с источником давления, причем одна манжета в каждой паре расположена выше отверстий перфорации водоприемника, а 5 другая - ниже отверстий перфорации, амежду манжетами каждой пары в полости трубы размещены датчик температуры и датчик давления,2, Устройство по п,1, отличающеесятем, что внутри фильтрующей оболочки . каждого водоприемника установлен датчиктемпературы.3. Устройство по п.1, отличающееся 15 тем, что оно снабжено дополнительнымидатчиками температуры и давления, расположенными на полом стержне выше и ниже каждой пары манжет.