关于橡胶坝工程水位测量问题的探讨

2022-09-12

橡胶坝也被称为橡胶水坝、橡胶气坝, 建设原材料一般为高强度的合成纤维织物所建的受力骨架, 并且在骨架外部涂抹、敷设橡胶起到保护作用, 在加工成胶布之后把它的锚固定在底板上, 最终形成封闭式的坝袋之后再用水或者是气体通过充排管路充到坝袋中形成袋式挡水坝。橡胶坝通常适用于跨度较大、水头较低的区域, 用来作为闸坝工程, 适用范围比较广泛。例如, 将橡胶坝用在水库溢洪道作为闸门或者是活动的溢流堰使用;用在河道作为滚水坝;用在渠系作为进水闸、分水闸或者是节制闸等;还可以用于施工围堰中。下文将对橡胶坝工程水位测量的相关问题进行详细的论述。

1. 橡胶坝水位测量主要方法之一——压力传感器

1.1 认识压力传感器

橡胶坝作为一种新型的堤坝技术, 在水位测量方面的信息化技术水平还处于开发阶段, 某些地方仍旧采用人工监测和传导数据。因此, 利用压力传感技术原理来测量橡胶坝水位, 是目前被广泛采用的一种测量技术。我国目前被广泛使用的是WIDEPLUS-8系列精小型压力变送器, 它利用用OEM压力传感器来测量水位信号, 用激光调阻工艺, 对水位的宽度温度范围的零点及其灵敏度做温差补偿。在水位计的不锈钢壳体内, 放入电路, 通过电路把传感器信号转换为标准输出信号来获得水位数据。这种传感器性能优越, 对介质适用范围广, 因此被广泛使用。

1.2 压力式传感器的具体工作原理

压力变送器是通过压力传感、信号输送并将压力数据转化成电流信号显示在仪表上的一种测量方法。一旦水位发生变化, 水流压力就会作用在不锈钢316L隔离膜片上, 从而使惠斯顿电桥桥臂发生感应变化, 然后通过精密的补偿技术、信号处理技术等手段, 把压力信号转换成标准4~20m A直流信号, 最后, 二次仪表再进行测量、指示和调节。具体工作原理请参考图1。

2. 目前水位测量技术存在的主要问题

首先, 对环境要求较高, 否则易造成数据不准确或对橡胶坝构成安全威胁。

2.1 橡胶坝充排水控制单元的构成部分有:

充排水泵、监测水位的设备及电气控制装置等等。以上游的水位和坝袋的高度为依据, 然后控制水泵电机的开关键, 这样就能够自动控制坝袋。同时要想实现充排水的智能控制, 一定要监测好水位。这是因为坝前水尺和坝高水尺会受到某些原因的影响, 而导致数值不准确, 最终不利于橡胶坝的安全。

2.2 当水位差较小的时候, 测量不准确, 影响船舶通行速度;

水位差较大时容易损坏主闸门传动结构。关于开启上下游阀门有着严格的要求, 只有当闸室水位与上 (下) 游平了, 才能打开上 (下) 游闸门。只有这样船闸才能有序运转。

3. 解决方案建议

3.1 加强对上下游水位、主闸室水位和堤坝高度数据的实时监测, 以便加强对橡胶坝堤坝排水系统的智能控制, 把问题控制在发生之前。目前, 零坝已实现坝前水位的实时监控, 建议继续使用WIDEPLUS-8系列精小型压力变送器, 增加对上下游水位、闸室内水位及坝高的监测, 以便更合理有效的实现橡胶坝坝袋充排水系统的智能控制, 提高船闸通航效率, 为防汛调度和旅游通航做好服务。

3.2 合理设计和使用堤坝袋, 严控坝袋压力, 增加其使用寿命

关于橡胶坝坝体的运行, 不是在任何情况下都可以的, 而是要满足相应的压力要求, 若是不是要求的压力范围内容, 那么若是坝袋一直都是在高压的情况下工作的话, 那么会加速坝袋的老化, 进而影响坝体的使用时间, 甚至是加重决堤的风险。通常而言, 坝袋能够承载的最大压力是坝体高度的130%, 但是如果坝袋内部有水的话, 则需要根据坝高对压力进行确定。此外, 运行时只允许使用一侧有挡水的坝袋不能用两侧都有挡水的, 因为这是两侧挡水的坝袋会导致坝袋不能承载此时的压力, 超出其最高要求, 最终产生安全风险。

4. 结束语

由上可知, 我国相比较于国外而言, 橡胶坝水利测量工作存在着一些问题, 如信息化水平不高, 要想得到数据必须安排相应的工作者去观测水位, 由此可以看出, 我国测量手段还是传统的, 较为落后, 因此要想保证水利测量工作的顺利开展, 需要改变当前这一状况。本文主要是对水位测量中压力变送器的相应内容进行论述, 选择恰当的压力变送器能够改变准确测量水位, 实现船闸的自动控制和自动调控坝袋高度, 因此可以看出其在水位测量工作中发挥着重要的作用, 因此一定要科学选择压力变送器。另外, 本文对橡胶坝供排水系统及通航船闸监控系统的设计、生产及运维单位有参考价值。

摘要：橡胶坝是一种采用先进的高分子合成材料, 普遍应用在水利工程坝体上。以高分子材料合成的橡胶坝具有良好的塑性和强度, 在实际应用中具有良好的实用性。本文主要是对水位计的分类、工作原理、压力传感器的相关情况、存在的问题及应对措施进行分析论述, 希望能够提供一些有价值的参考。

关键词：橡胶坝,水位测量,问题,措施