[实用新型]一种弹性置中环及正垂钢管预埋结构

说明书

本实用新型提供一种弹性置中环及正垂钢管预埋结构，使得正垂孔有效孔径能满足规范要求，保证预埋正垂管成功率。弹性置中环包括设置在中心位置的固定台以及沿圆周方向连接在四个90°等分处的四根伸缩杆，固定台下部连接有定位针，定位针用于连接钢丝及铅锤，定位针可活动地与固定台连接；每根伸缩杆通过相同弹性系数的弹簧与固定台拉紧，伸缩杆末端设置有定位钩或球头。本实用新型通过预埋正垂保护钢管和优越的置中定心方式，减少对混凝土结构整体破坏，避免后期正垂钻孔破坏坝体结构完整性，降低损伤坝内预埋的管线风险，尽早取得大坝变形初始值，不需要钻孔工程量及相应费用，节约安全监测项目投资，降低工程造价，具有较高的实用价值。

技术领域

本实用新型属于工程安全监测技术领域，涉及一种弹性置中环及正垂钢管预埋结构。

背景技术

大坝水平位移监测是混凝土大坝安全监测中最重要的项目之一。水平监测的方式一般为人工光学观测，对直线型坝，往往采用引张线-垂线方式实现自动化监测，垂线作为引张线两端的基准点。对拱坝来说，在左右拱座，拱冠梁，左右1/4拱，会设置正、倒垂线结合测量大坝水平位移，如图7所示。

正垂线1003是在大坝1001顶部通过垂线孔悬挂一根Φ1.2~Φ1.6的高强不锈钢丝，钢丝底部悬挂重锤，在大坝中部或底部廊道分别测量坝体相对于正垂线的位移。倒垂线1004是在坝基相对不动点锚固钢丝，在倒垂孔上部廊道设浮筒，将钢丝张紧，形成一条铅直线作为基线，在坝基廊道内测量坝体相对于该铅直线的位移。正倒垂线相结合，通过一定的换算就可以得到大坝不同高程廊道、坝顶的绝对水平位移。

正、倒垂线孔一般只能在大坝建设后期钻孔形成。倒垂孔是在基础廊道1005形成后，钻孔至坝基相对不动处，埋设垂线保护管1002形成倒垂孔。钻孔深度有设计单位根据坝基地质情况、结合有限元计算成果确定坝基相对不动处，缺少该项计算结果时，钻孔深度可取坝高的1/4～1/2，钻孔深度不宜小于建基面以下10m。正垂孔一般在坝体形成后通过钻孔至基础廊道形成，与倒垂线联合起来测量大坝不同高程处的绝对位移。

垂线孔的保护管常用Φ168mm的无缝钢管，按照规范要求，垂线孔有效孔径必须大于75mm。这要求保护管安装精度很高，同样对钻孔铅直度要求也很高，一般1-2m就需要测量钻孔偏斜值、有效孔径，因此垂线钻孔效率低、施工周期长。其每米垂线钻孔大概需0.3万元左右，一座大坝按照100m垂线孔深考虑的话，这部分造价就需要30万，对安全监测系统来说，成本很高。

正垂孔后期钻孔，难度高，获取的大坝变形初始值有所滞后。从坝顶钻孔至廊道，坝顶孔口部位需要一定的平面位置，防浪墙等建筑物的影响，导致钻机架设难度加大；钻孔穿过坝体时，需要避开预埋的管线，避免不可挽回的损失。另外，大坝施工至坝顶后再钻孔安装正垂线，这需要几个月的施工周期，对大坝变形的初始值有所滞后，甚至造成在蓄水前，正垂施工尚未完成，无法按照规范取得初始值。

预埋正垂管相较于后期的钻孔安装能节约成本，提高工作效率，但保证正垂孔的有效孔径是一大难题。为减小对建筑物结构影响，预埋正垂管的直径不会太大，一般采用外径φ168mm、φ273mm壁厚6mm、8mm的无缝钢管。对于30~50m深度的正垂孔来说，要保证预埋正垂孔的有效孔径满足规范要求，难度更大，一旦预埋过程中出现较大的安装误差，将缩减垂线孔有效孔径，甚至无法适应大坝变形的范围，导致预埋失败。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种弹性置中环，并设计了相关预埋结构，使得正垂孔有效孔径能满足规范要求，保证预埋正垂管成功率。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种弹性置中环，包括设置在中心位置的固定台以及沿圆周方向连接在四个90°等分处的四根伸缩杆，固定台下部连接有定位针，定位针用于连接钢丝及铅锤，定位针可活动地与固定台连接；

每根伸缩杆通过相同弹性系数的弹簧与固定台拉紧，伸缩杆末端设置有定位钩或球头。