一种便于大面积渗漏检测的土工膜及其渗漏检测方法 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

摘要:

本发明公开了一种便于大面积渗漏检测的土工膜,包括由多个单幅土工膜无缝拼接而成;所述单幅土工膜的上下表面对应位置预设多个电极,对应两个电极组成一对,所述每个电极对应连接一根导线,所述每根导线相互绝缘,并附着在单幅土工膜表面,其中,每幅单幅土工膜上的导线通过电路支线连接至电路总线,每幅单幅土工膜对应一条电路支线,所述电路总线的终端连接仪表盘和外部电源;还公开了该土工膜的渗漏检测方法。本发明在渗漏检测时无需一直开启检测设备,有效节约能源,且检测设备与土工膜一体,操作时只需旋转换挡旋钮即可调节所测位置,操作施工方便。 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

申请号: CN201710974229.9 专利名称: 一种便于大面积渗漏检测的土工膜及其渗漏检测方法 申请(专利权)人: [河海大学] 发明人: [王媛, 刘胜, 冯迪, 周凌峰] 其他信息:
1.一种便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:包括由多个单幅土工膜(1)无缝拼 接而成;所述单幅土工膜(1)的上下表面对应位置预设多个电极(2),对应两个电极(2)组成 一对,所述每个电极(2)对应连接一根导线(3),所述每根导线(3)相互绝缘,并附着在单幅 土工膜(1)表面,其中,每幅单幅土工膜(1)上的导线(3)通过电路支线(4)连接至电路总线 (5),每幅单幅土工膜(1)对应一条电路支线(4),所述电路总线(5)的终端连接仪表盘(6)和 外部电源。 2.根据权利要求1所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述仪表盘(6) 上设有多个旋转开关(601),每个旋转开关(601)对应连接每幅单幅土工膜(1)的电路支线。 3.根据权利要求2所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述每个旋转开 关(601)的不同档位对应连接单幅土工膜(1)上的不同对电极(2)。 4.根据权利要求2所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述每个旋转开 关(601)上设有与外部电源连接的正负极接口(602)。 5.根据权利要求1所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述相邻单幅土 工膜(1)的连接端设有供导线(3)嵌入的凹槽。 6.根据权利要求1所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述单幅土工膜 (1)两侧包裹有土工布(7)。 7.根据权利要求1所述的便于大面积渗漏检测的土工膜,其特征在于:所述导线与导线 的端部通过转换接头连接,该转换接头由突出插头和凹槽连接头组合而成的。 8.权利要求1或2或3或4所述便于大面积渗漏检测的土工膜的渗漏检测方法,其特征在 于:包括以下步骤: (1)将待检测区域的土工膜划分成多个检测单元,每个检测单元包括多个单幅土工膜 组成,每个检测单元均连接仪表盘; (2)在检测单元内设置排水通道,通过测量分析排水通道内流速和水压信息,判断该检 测单元是否渗漏; (3)选择有渗漏的检测单元,通过依次将外部电源接入该检测单元内每个单幅土工膜 所对应的旋转开关,并通过旋转换挡,选择对单幅土工膜内的不同对电极施加电压,通过电 流测试装置测试所测量的该对电极对应电路是否产生电流,由此进行渗漏检测。 9.根据权利要求8所述的便于大面积渗漏检测的土工膜的渗漏检测方法,其特征在于: 所述步骤(2)具体为:在检测单元内设置排水盲管8,在排水盲管8内部设置流速仪或者渗压 计,并将所测量的信息传输到信息处理终端,并对该信息进行分析,判断该检测单元内是否 出现渗漏。
< p > 一种便于大面积渗漏检测的土工膜及其渗漏检测方法 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明涉及土工膜渗漏检测技术,尤其涉及一种便于大面积渗漏检测的土工膜及 其渗漏检测方法。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 土工膜有着渗透系数小、延伸率大、环保效益好(相对于混凝土和粘土材料防渗)、 质轻柔软而易于施工、区域适应性强、工厂生产质量保证率高、运行维护更方便等优点,在 防渗领域,小到屋顶防水,大到堤坝防渗,土工膜都有着广泛的应用。而且近年来随着土工 膜材料科学的发展,土工膜性能的提升,土工膜的应用就更加广泛,使用尺度越来越大。在 一些大型水利工程中,如大坝、水库、堤防等工程中,土工膜的应用前景很好。土工膜凭借其 易于施工、工期短、造价低等优点,越来越得到广大工程人员的青睐。 < /p > < p > 土工膜在中低坝的应用方面,应用技术已经成熟,经验丰富,使用效果很好。现在 土工膜正在往高坝应用方面发展,老挝的南欧江六级水电站,坝高85米,使用的就是复合土 工膜裸露防渗。在水库防渗方面土工膜的应用也很多,在此仅列举部分例子如下:溧阳抽水 蓄能电站,土工膜用于上水库库底防渗,铺设面积25万m < sup > 2 < /sup > ;泰安抽水蓄能电站,上水库库底 土工膜防渗,铺设面积约17.7万m < sup > 2 < /sup > ;南水北调东线鲁北段大屯水库,库盘防渗共铺设PE土工 膜501万m < sup > 2 < /sup > ;马山抽水蓄能电站,库底土工膜铺设面积23.5万m < sup > 2 < /sup > ;句容抽水蓄能电站,库底土 工膜面积49.1万m < sup > 2 < /sup > 。由此可见,很多工程中,土工膜的使用量非常大,高达到几十万平方米。 < /p > < p > 在大面积使用土工膜的工程中,土工膜在施工期以及运行期的渗漏检测的问题就 显得十分突出,这可能是限制土工膜大面积使用的一个很重要的因素。尽管目前土工膜渗 漏检测的技术已经有很多,如:双电极法、电阻率法(电极格栅法)、高压直流电法、地下水监 测法、扩散管法、电容传感器法、示踪剂法等,但是这些方法主要是用于检测小范围内土工 膜的渗漏情况,无法有效地解决大面积水下土工膜在运行期的渗漏检测问题。虽然分布式 光纤测温技术可以实现大范围测温,但是一方面它受到地下水位上升的干扰,另一方面大 范围内使用价格昂贵。电学法的检测原理是利用土工膜的电绝缘性和液体的导电性,如果 土工膜没有被损坏,则由于土工膜的绝缘性不能形成电流回路,检测不到信号;如果土工膜 破损,电流将通过破损处(漏洞)而形成电流回路,从而可以检测到电信号,根据检测信号的 分布规律定位漏洞。目前这种方法在土工膜渗漏测量方面很有活力,但是还没有人将其有 效地应用到大面积土工膜渗漏检测问题中。 < /p > < p > 在水库库底防渗等大面积使用土工膜的工程中,当水库蓄水运行之后,如果某处 土工膜发生破损导致渗漏,很难及时有效地测量出土工膜破损的位置,这就极大地限制了 土工膜的大面积使用。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 发明目的:本发明的第一目的是提供一种便于大面积水下渗漏检测的土工膜,第 二目的是提供该土工膜的渗漏检测方法。 < /p > < p > 技术方案:本发明的便于大面积渗漏检测的土工膜,包括由多个单幅土工膜无缝 拼接而成;所述单幅土工膜的上下表面对应位置预设多个电极,对应两个电极组成一对,所 述每个电极对应连接一根导线,所述每根导线相互绝缘,并附着在单幅土工膜表面,使土工 膜、电极和导线成为一个有机的整体,其中,每幅单幅土工膜上的导线通过电路支线连接至 电路总线,每幅单幅土工膜对应一条电路支线,各线路间相互绝缘,所述电路总线的终端连 接仪表盘和外部电源。 < /p > < p > 所接的仪表盘上设有多个旋转开关,每个旋转开关对应连接每幅单幅土工膜的电 路支线,且所述每个旋转开关的不同档位对应连接单幅土工膜上的不同对电极。 < /p > < p > 同时每个旋转开关上设有与外部电源连接的正负极接口。 < /p > < p > 使得通过旋转至不同档位来达到利用外部电源为某一对电极的电路进行通电的 目的。 < /p > < p > 为了使土工膜上附着的导线不影响两幅土工膜之间的拼接,在导线通过两幅土工 膜拼接的位置处,可以对该处的土工膜在生产时预留凹槽,使导线嵌入土工膜的凹槽内,就 可以不影响土工膜的焊接了。 < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < /p > < p > 进一步的,所述单幅土工膜两侧包裹有土工布,起到保护土工膜的作用。 < /p > < p > 同时,可以通过转换接头,实现导线之间的快速有效连接,将导线连接至转换接 头,该转换接头由突出插头和凹槽连接头组合而成的,可以实现施工时导线的快速有效连 接。 < /p > < p > 所述便于大面积渗漏检测的土工膜的渗漏检测方法,包括以下步骤: < /p > < p > (1)首先利用化整为零的思想将待检测区域的土工膜划分成多个检测单元,每个 检测单元包括多个单幅土工膜组成,每个检测单元均连接仪表盘; < /p > < p > (2)利用由粗到精的思想,先对检测单元进行粗略渗漏判断,在检测单元内设置排 水通道,通过测量分析排水通道内流速和水压信息,判断该检测单元是否渗漏; < /p > < p > (3)选择有渗漏的检测单元,精细判断渗漏位置,通过依次将外部电源接入该检测 单元内每个单幅土工膜所对应的旋转开关,并通过旋转换挡,选择对单幅土工膜内的不同 对电极施加电压,通过电流测试装置测试所测量的该对电极对应电路是否产生电流,由此 进行渗漏检测,如产生电流,则对应的该对电极位置为渗漏位置。 < /p > < p > 所述步骤(2)具体为:在检测单元内设置排水盲管等排水通道,在排水盲管内部设 置流速仪或者渗压计等渗漏检测装置,并将所测量的信息通过有线或无线方式传输到信息 处理终端,通过信息处理终端对该信息进行分析,判断该检测单元内是否出现渗漏。 < /p > < p > 有益效果:与现有技术相比,本发明的优点为:(1)首先,本专利提出的土工膜带有 自检测功能,在工厂生产时就将检测设备预先与土工膜进行有机的结合,不仅有效的保证 了质量,而且方便了施工;(2)其次,本专利利用由粗到精的思想,分两步走实现对大面积土 工膜渗漏的检测,不需要一直开启所有的检测设备,有效的节约了能源;(3)本专利只要简 单地通过旋转换挡旋钮,就可以方便的实现对单幅土工膜上的不同对电极施加电压,操作 十分方便。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1为本发明便于大面积渗漏检测的土工膜结构示意图; < /p > < p > 图2为图1土工膜的局部放大图; < /p > < p > 图3为本发明单幅土工膜电极平面布置图; < /p > < p > 图4为本发明单幅土工模横截面示意图; < /p > < p > 图5为本发明单幅土工膜连接处构造放大图; < !-- SIPO < DP n="2" > -- > < /p > < p > 图6为本发明线路连接处转换接头示意图; < /p > < p > 图7为本发明电路总线终端仪表盘示意图。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 下面结合附图对发明的技术方案作进一步说明。 < /p > < p > 如图1和图2所示的便于大面积渗漏检测的土工膜,包括由多个单幅土工膜1无缝 拼接而成;土工膜采用2.0mm厚HDPE土工膜,单幅土工膜1宽5m,长100m,三行土工膜构成一 检测单元101,每行有5幅单幅土工膜1。 < /p > < p > 如图3和图4所示,所述每幅单幅土工膜1的上下表面对应位置预设8个电极2,对应 两个电极2组成一对,共4对,电极采用镀钌钛片电极(直径50mm,厚度1mm),所述每个电极2 对应连接一根导线3,所述每根导线3间有绝缘包皮隔绝,并附着在单幅土工膜1表面,其中, 每幅单幅土工膜1上的导线3通过电路支线4连接至电路总线5,每幅单幅土工膜1对应一条 电路支线4,每一个检测单元101对应一条电路总线5,所述电路总线5的终端连接仪表盘6和 外部电源。 < /p > < p > 如图5所示,所述仪表盘6上设有多个旋转开关601,每个旋转开关601对应连接每 幅单幅土工膜1的电路支线。 < /p > < p > 所述每个旋转开关601的不同档位对应连接单幅土工膜1上的不同对电极2。 < /p > < p > 所述每个旋转开关601上设有与外部电源连接的正负极接口602,可通过旋转换挡 旋钮603调节不同对的电极进行检测。 < /p > < p > 如图6所示,所述相邻单幅土工膜1的连接端设有供导线3嵌入的凹槽,且在单幅土 工膜1两侧包裹覆盖有土工布7。 < /p > < p > 如图7所示,所述导线与导线的端部通过转换接头9连接,该转换接头由突出插头 901和凹槽连接头902组合而成的。 < /p > < p > 所述便于大面积渗漏检测的土工膜的渗漏检测方法包括以下步骤: < /p > < p > (1)将待检测区域的土工膜划分成多个检测单元101,每个检测单元101包括多个 单幅土工膜1组成,每个检测单元101均连接仪表盘6; < /p > < p > (2)在检测单元101中心设置排水盲管8,在排水盲管8穿过整个检测单元101,同时 垂直于排水盲管每隔10m布置更小直径的排水盲管,目的是将检测单元101区域内的渗漏水 引到排水盲管8中排出,在排水盲管8内部设置流速仪或者渗压计,并将所测量的流速和水 压的信息传输到信息处理终端,并对该信息进行分析,判断该检测单元101内是否出现渗 漏; < /p > < p > (3)选择有渗漏的检测单元,找出与该检测单元对应的终端仪表盘,并依次选择单 幅土工膜1所对应的旋转开关601,将外部电源接在旋转开关601对应的正负极接口602处, 依次旋转换挡旋钮603,对单幅土工膜上的不同对电极施加电压,如果供电时发现某对电极 对应的电路有电流,可以证明这对电极对应的控制范围里有渗漏。 < !-- SIPO < DP n="3" > -- > < /p >
< p > 土工膜有着渗透系数小、延伸率大、环保效益好(相对于混凝土和粘土材料防渗)、 质轻柔软而易于施工、区域适应性强、工厂生产质量保证率高、运行维护更方便等优点,在 防渗领域,小到屋顶防水,大到堤坝防渗,土工膜都有着广泛的应用。而且近年来随着土工 膜材料科学的发展,土工膜性能的提升,土工膜的应用就更加广泛,使用尺度越来越大。在 一些大型水利工程中,如大坝、水库、堤防等工程中,土工膜的应用前景很好。土工膜凭借其 易于施工、工期短、造价低等优点,越来越得到广大工程人员的青睐。 < /p > < p > 土工膜在中低坝的应用方面,应用技术已经成熟,经验丰富,使用效果很好。现在 土工膜正在往高坝应用方面发展,老挝的南欧江六级水电站,坝高85米,使用的就是复合土 工膜裸露防渗。在水库防渗方面土工膜的应用也很多,在此仅列举部分例子如下:溧阳抽水 蓄能电站,土工膜用于上水库库底防渗,铺设面积25万m2;泰安抽水蓄能电站,上水库库底 土工膜防渗,铺设面积约17.7万m2;南水北调东线鲁北段大屯水库,库盘防渗共铺设PE土工 膜501万m2;马山抽水蓄能电站,库底土工膜铺设面积23.5万m2;句容抽水蓄能电站,库底土 工膜面积49.1万m2。由此可见,很多工程中,土工膜的使用量非常大,高达到几十万平方米。 < /p > < p > 在大面积使用土工膜的工程中,土工膜在施工期以及运行期的渗漏检测的问题就 显得十分突出,这可能是限制土工膜大面积使用的一个很重要的因素。尽管目前土工膜渗 漏检测的技术已经有很多,如:双电极法、电阻率法(电极格栅法)、高压直流电法、地下水监 测法、扩散管法、电容传感器法、示踪剂法等,但是这些方法主要是用于检测小范围内土工 膜的渗漏情况,无法有效地解决大面积水下土工膜在运行期的渗漏检测问题。虽然分布式 光纤测温技术可以实现大范围测温,但是一方面它受到地下水位上升的干扰,另一方面大 范围内使用价格昂贵。电学法的检测原理是利用土工膜的电绝缘性和液体的导电性,如果 土工膜没有被损坏,则由于土工膜的绝缘性不能形成电流回路,检测不到信号;如果土工膜 破损,电流将通过破损处(漏洞)而形成电流回路,从而可以检测到电信号,根据检测信号的 分布规律定位漏洞。目前这种方法在土工膜渗漏测量方面很有活力,但是还没有人将其有 效地应用到大面积土工膜渗漏检测问题中。 < /p > < p > 在水库库底防渗等大面积使用土工膜的工程中,当水库蓄水运行之后,如果某处 土工膜发生破损导致渗漏,很难及时有效地测量出土工膜破损的位置,这就极大地限制了 土工膜的大面积使用。 < /p >
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