专利名称：用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集石坑内集石的监测装置，特别是一种用于上游斜坡 集石坑内的集石观测箱，主要适用于水利水电工程中。
背景技术：
对水利水电工程中的长引水隧洞，在地质条件许可的情况下，常采用不衬 砌或喷锚作为永久支护形式，具有加快建设速度，减少工程投资等优点。但是， 在长期运行中受内水压力及水流冲刷的影响，隧洞出现底板淘刷破坏、围岩松 动掉块、混凝土喷层剥落等现象，掉落石渣均会落在隧洞底板上，其中水流冲 不动的较大石块将增加局部阻力，而被水流冲动的石块，则有可能顺水流而下， 进入水轮机内，造成破坏性安全事故。对西部多泥沙河道，虽在隧洞进口处设 有防沙设施，但少量的中小砾石仍有可能进入洞内，顺水流进入水轮机而造成 设备损伤。为避免事故危害，常在引水隧洞末端和中间适当位置设置集石坑， 拦截石渣。集石坑不仅能起到保护水轮机安全的作用，同时也能从侧面反映出 引水隧洞的结构安全情况，但是要充分发挥其效益，必须做好集石监测工作。 集石量测定工作是电站运行过程中的重要环节，它是确定隧洞放空、检修清理 时间的关键依据，如不对集石坑的集石量进行监测，则当每个集石坑被集石填 满后，从上游翻滚下来的石块和砾石等将直接进入水轮机内，影响机组安全运
行，可能造成安全事故；当集石坑未集满至设定要求时，就进行停机清渣，则 浪费人力、财力和物力，影响经济效益。所以当集石坑集满至设定要求时，需 及时停机并放空隧洞进行检查及清渣，以免直接影响机组的安全运行和经济效ii。
在国外有关文献中，还未见到在不衬砌隧洞的集石坑中设置集石监测装置 和有关的试验研究情况。澳大利亚在不衬砌隧洞中布置测压管，用以监视隧洞中有无落石情况发生，但效果不明显。目前工程中仍无完善的集石监测装置， 加上实际运行过程中存在较多不确定因素，因此集石监测有待作进一步研究。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、 方便可靠的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，可对集石坑内的集石量进行 可靠、准确、方便快捷的监测，从而确保机组的安全运行和经济效益。
本实用新型所采用的技术方案是用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱， 其特征在于它由顶部开口且相互不接触的外层箱体和内层箱体嵌套而成，其 中外层箱体固定在集石坑底板上，内层箱体通过布置在四个折角处的四根提拉 钢筋固定悬挂于砼梁下方，提拉钢筋上安装钢筋计。
所述提拉钢筋外套不锈钢套管，套管底部与内层箱体底部焊接，顶部与提 拉钢筋之间密封连接。
所述内、外层箱体之间中空，且间距为5cm，内层箱体顶部高程高出外层
箱体5cm，内、外层箱体之间的空隙顶部设有橡胶塞。
所述内、外层箱体侧壁上通过满焊方式焊接有肋板。
所述内、外层箱体的相邻各块面板连接处通过满焊方式焊接角钢。
所述内、外层箱体均釆用不锈钢板焊制而成。
本实用新型的有益效果是在实际使用中，将集石观测箱放入集石坑内， 收集上游冲下来的碎石，碎石的重量通过安装在提拉钢筋上的钢筋计接长电缆
引出进行观测，观测成果换算成钢筋应力，通过室内试验，模拟出钢筋应力与 集石观测箱重量关系曲线、集石观测箱重量和集石高度关系曲线，参照室内试 验率定的参数计算、分析、判断集石观测箱内的集石情况，对集石坑内的集石 量进行可靠、准确、方便快捷的监测，在集石坑集满至设定要求时，及时安排 停机清理，从而确保了机组的安全运行和经济效益。

图1是本实用新型两层箱体结构图。图2是本实用新型内层箱体结构图。 图3是本实用新型的俯视图。
图4是图1的A-A向剖视图。 图5是图2的B部放大图。
图6是本实用新型中外层箱体与集石坑底板之间的连接关系图。
图7是本实用新型在实际使用中的结构图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本实施例由顶部开口且相互不接触的外层箱体1和内 层箱体2嵌套而成，其中外层箱体1起隔离作用，以保证内层箱体不受外力影 响，为顶部和底部无钢板、四周由不锈钢板焊制的箱体，其尺寸根据箱体布置 的位置和集石坑混凝土底板的特点计算所得。为使得外层箱体1与集石坑底板 混凝土固定牢固，在外层箱体1底部四周焊接角钢，用膨胀螺栓将该角钢与集 石坑底板混凝土固定。内层箱体2为装载集石、承重所用，为顶部无盖、四周 及底部为不锈钢板焊制的箱体，箱体尺寸根据集石坑尺寸和结构特点确定。内 层箱体2通过布置在四个折角处的四根提拉钢筋3同定悬挂于砼梁4下方，提 拉钢筋3上安装钢筋计5，同时提拉钢筋3底部车丝，与内层箱体2之间用螺 帽锚固，锚固时，要求提拉钢筋3竖直。
为了保护钢筋计5，在提拉钢筋3外套不锈钢套管6，套管6底部与内层箱 体2底部焊接，顶部与提拉钢筋3之间密封连接。
所述内、外层箱体2、 l之间中空，且间距为5cm，内层箱体2顶部高程高 出外层箱体5cm，内、外层箱体2、 1之间的空隙顶部设有橡胶塞7，以防止碎 石掉入内、外层箱体2、 l之间的缝隙，影响测量结果。
为增加箱壁刚度，内、外层箱体2、 l侧壁上焊接有肋板，内、外层箱体2、 1的相邻各块面板连接处焊接角钢，肋板、角钢与箱体之间采用满焊方式固定。
上述各部件在焊接时必须满足相应的工艺要求，以保证集石观测箱牢固可 靠。除不锈钢材料外，其它钢材均进行防锈防腐涂刷，除锈等级Sa2.5，涂刷厚浆型环氧沥青防锈底漆125 u m及厚浆型环氧沥青面漆250 u m，总干漆膜厚度 375 um。
如图7所示，在实际使用中，石块和砾石在水流的作用下，从上游往下游 翻滚，理论上，先集满最靠近上游侧的集石坑，然后依次往后落石。当最下游 侧的集石坑被填满时再进行清渣，是最经济的，也是最合理的，因此将集石观 测箱布置在最下游侧的集石坑末端，且平行布置两个，以便备用和相互验证。 碎石的重量通过安装在提拉钢筋3上的钢筋计5接长电缆引出进行观测，观测 成果换算成钢筋应力，通过室内试验，模拟出钢筋应力与集石观测箱重量关系 曲线、集石观测箱重量和集石高度关系曲线，参照室内试验率定的参数计算、 分析、判断集石观测箱内的集石情况，对集石坑内的集石量进行可靠、准确、 方便快捷的监测，在集石坑集满至设定要求时，及时安排停机清理，为后期实 际运行观测提供依据。
权利要求1、一种用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在于它由顶部开口且相互不接触的外层箱体(1)和内层箱体(2)嵌套而成，其中外层箱体(1)固定在集石坑底板上，内层箱体(2)通过布置在四个折角处的四根提拉钢筋(3)固定悬挂于砼梁(4)下方，提拉钢筋(3)上安装钢筋计(5)。
2、 根据权利要求l所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在 于所述提拉钢筋(3)外套不锈钢套管(6)，套管(6)底部与内层箱体(2) 底部焊接，顶部与提拉钢筋(3)之间密封连接。
3、 根据权利要求1或2所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特 征在于所述内、外层箱体(2、 1)之间中空，且间距为5cm，内层箱体(2) 顶部高程高出外层箱体(1) 5cm，内、外层箱体(2、 1)之间的空隙顶部设有 橡胶塞(7)。
4、 根据权利要求1或2所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特 征在于所述内、外层箱体(2、 1)侧壁上通过满焊方式焊接有肋板。
5、 根据权利要求3所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在 于所述内、外层箱体(2、 1)侧壁上通过满焊方式焊接有肋板。
6、 根据权利要求1或2所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特 征在于所述内、外层箱体(2、 1)的相邻各块面板连接处通过满焊方式焊接 角钢。
7、 根据权利要求3所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在 于所述内、外层箱体(2、 1)的相邻各块面板连接处通过满焊方式焊接角钢。
8、 根据权利要求1或2所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在于所述内、外层箱体(2、 1)均采用不锈钢板焊制而成。
9、 根据权利要求3所述的用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在于所述内、外层箱体(2、 1)均采用不锈钢板焊制而成。
专利摘要本实用新型涉及一种用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，可对集石坑内的集石量进行可靠、准确、方便快捷的监测，从而确保机组的安全运行和经济效益。解决该问题的技术方案是用于上游斜坡集石坑内的集石观测箱，其特征在于它由顶部开口且相互不接触的外层箱体和内层箱体嵌套而成，其中外层箱体固定在集石坑底板上，内层箱体通过布置在四个折角处的四根提拉钢筋固定悬挂于砼梁下方，提拉钢筋上安装钢筋计。本实用新型主要用于水利水电工程中。
文档编号G01D21/00GK201429430SQ200920123520
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者靖 侯, 杜雪珍, 王玉洁, 郑晓红 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院;国家电力监管委员会大坝安全监察中心