[发明专利]沉管隧道管段浮运沉放中水体取样容重检测方法及采水器

说明书

技术领域

本发明涉及沉管隧道管段施工领域，具体地，涉及一种沉管隧道管段浮运沉放中对水体进行取样并检测容重的方法以及采水器。

背景技术

目前，沉管隧道管段浮运沉放过程中，浮力控制靠水箱中蓄水量的调整实现。由于水容重随水文地质情况、水温、水深以及潮汐等因素的变化而变化，水容重的变化会导致施工中水箱中水量控制不准确，从而影响管段的抗浮稳定性，增加施工风险，对水容重的检测与监测在某些情况下会直接关系沉管隧道工程建设的进度与质量。在以往的工程施工中，经常忽视水容重的变化，导致工程风险的增加。在取样及检测手段上，常采用潜水员水下取样的方法，该方法操作不易，且会对水体造成过大扰动，从而影响采样准确性。

发明内容

本发明针对沉管隧道建设的需求以及采样检测方法的缺陷，提供了一种在管段浮运沉放过程中对水体取样及检测的系统和方法，能够在对水体扰动较小的情况下采取任意深度和梯度处的水样，并对水体进行测量，提供较准确的水容重数据，从而对浮运沉放过程中水箱蓄水量的调整提供依据，且根据本发明提供的方法操作简单快捷，工作效率高，准确性高。

根据本发明的一个方面，提供一种沉管隧道管段浮运沉放中采取水样的卡盖式采水器，包括瓶体、卡盖、牵引线、锁扣部、水文绳、挂锤，其中，所述卡盖位于所述瓶体的两端，所述卡盖通过所述牵引线的套箍活动连接于所述锁扣部，所述锁扣部连接所述瓶体，所述挂锤安装于所述水文绳上并能够沿所述水文绳自由滑动，且所述挂锤在滑动路径上能够触及到所述锁扣部的解锁装置；进一步地，当所述套箍连接至所述锁扣部时，所述卡盖处于打开状态，当所述套箍脱离所述锁扣部时，所述卡盖处于关闭状态。

优选地，为横式卡盖式采水器，具体地，所述锁扣部包括套筒、活塞、挂钩，所述套筒连接所述瓶体，所述锁扣部的解锁装置为所述活塞，所述活塞上设置有所述挂钩，所述牵引线的套箍活动连接于所述挂钩，所述活塞的外端连接所述水文绳，所述活塞向所述套筒内运动的动作能够使得所述套箍从所述挂钩上脱离。

优选地，所述活塞的活动方向与所述瓶体的轴向方向相垂直，所述水文绳连接于所述活塞的顶部。

优选地，为竖式卡盖式采水器，具体地，所述锁扣部包括固定座、释放杆帽、连杆，其中，所述固定座连接所述瓶体，所述水文绳连接于所述固定座，所述锁扣部的解锁装置为所述释放杆帽，所述固定座上设置有所述连杆，所述牵引线的套箍活动连接于所述连杆，所述挂锤在滑动路径上能够触及到所述释放杆帽从而触发所述连杆由关闭状态变为打开状态，使得所述套箍从所述连杆上脱离。

优选地，所述水文绳至少有两处连接于所述固定座，所述两处之间的水文绳的延伸方向与所述瓶体的延伸方向平行。

根据本发明的另一个方面，提供一种沉管隧道管段浮运沉放中水体取样容重的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：确定采样点及采样深度；

步骤二：根据所述步骤一所确定的采样点及采样深度，利用权利要求1至5中任一项所述的卡盖式采水器采集水样。

优选地，所述步骤一，具体地：对于管段浮运阶段，采样点沿管段轴线设置，采样深度约为一半管段高度；对于管段沉放阶段，采样点设置在管段四个管角，从碎石层顶面向上，每隔第一深度采取水样，直至水深为管段高度附近。

优选地，对于管段浮运阶段，采样深度为一半管段高度；对于管段沉放阶段，所述第一深度为1.5m。

优选地，所述步骤二包括如下任一个步骤：

-采用所述横式卡盖式采水器于指定深度采集水样，具体地：采样时首先打开两端卡盖，之后通过绳索将所述横式卡盖式采水器放入水中，入水后水流将贯穿瓶体，待沉入指定深度后，下放挂锤令卡盖关闭，从而封闭水样，将取横式卡盖式采水器提出水面，完成采样过程；

-采用所述竖式卡盖式采水器通过串联的方法，同时对不同深度处采集水样，具体为：将若干竖式卡盖式采水器以绳索串联，调整竖式卡盖式采水器间绳索长度，使之符合采样梯度要求，将竖式卡盖式采水器沉入水中，待沉至指定深度，下放挂锤使卡盖关闭，从而实现一次性的多深度取样。

优选地，还包括如下步骤：

步骤三：采用电子密度分析天平测量水容重，具体地：首先将烧杯放在测量台板上进行去皮操作；之后将水样倒入烧杯中，测得水样重量；接着将测锤挂在双钩码上，使测锤全部浸入水中，读取水样密度；对每个采样点处所采取水样进行多次容重检测，取其平均值作为该采样点处水容重。

优选地，步骤四：反馈指导施工