一种渗透排水墙及水土流失检测方法与流程

1.本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种渗透排水墙及水土流失检测方法。


背景技术：

2.随着经济建设的快速发展，一方面用电需求逐年攀升，迫使电网企业建设更多的供用电设施，因此变电站建设数量越来越多，另一方面用电企业也在快速增加，也需要提供较多的建设用地。由于各行业的用电企业需要集中连片建设开发，但变电站只要有足够的用地面积就能满足建设需要，因此，电力系统变电站的建设用地位置常常是沟、河、山的边角位置，建设场地的回填土方较多，加之建设周期短，变电站投运后由于密实度不够，随着水的自然外流，带动细沙及泥土流失，出现场地内部空腔现象，沉降现象时有发生，严重威慑变电站内电力设施的安全运行。
3.现有技术中，采用排水固结法处理方法：该方法对场地周边一定范围内的建、构筑物有较大影响，常常因不均匀沉降导致其拉裂破坏或失稳。排水固结法处理软土地基时对周边建、构筑的影响主要由两方面原因：一是由于地基处理过程中场地内、外侧存在水力梯度，形成渗流，产生不均匀沉降，例如导致地下管线拉裂破坏等；另一方面是地基处理过程中土体被压缩，处理区内、外土压力的平衡状态被打破，形成的土压力差导致建、构筑物失稳，单独采用上述方法存在一定缺陷。
4.采用真空堆载预压处理方法：该方法对场地真空预压荷载加固效果明显，可一次完成，而不用分级进行，加固效果均匀，整个场地同时得到处理。在真空预压的基础上，再施加堆土荷载，能进一步提高地基承载力和消除工后沉降。利用真空联合堆载预压一起加固软土地基，在许多工程中可以二次利用堆载，且堆载速度快，稳定性好，既加快了施工沉降，又缩短了施工工期。但是由于给排水管线安装开挖、设备基础建设开挖、接地网建设开挖等均会再次出现回填区域由于密实度不够，在有水的渗流作用下将细沙、泥土等携带外流，形成不均匀沉降区域，因此单独采用上述方法也存在一定缺陷。
5.基于此，亟需一种渗透排水墙及水土流失检测方法，以解决上述存在的问题。


技术实现要素：

6.基于以上所述，本发明的目的在于提供一种渗透排水墙及水土流失检测方法，操作人员可通过采集信息快速确定异常点位并进行相应的处理，进而防止水土流失，防止出现不均匀沉降，提高地基承载力。
7.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一方面，提供一种渗透排水墙，包括：
9.排水墙，所述排水墙内沿第一方向设置有多个安装腔，所述第一方向为所述排水墙的高度方向，所述安装腔沿第二方向的侧壁设置有通孔，所述第二方向为垂直于所述排水墙的侧壁的方向；
10.渗水板，安装于所述安装腔内；
11.第一水位测试孔和第二水位测试孔，所述第一水位测试孔和所述第二水位测试孔沿所述第一方向贯穿所述渗水板且沿所述第二方向间隔设置；
12.排水监控装置，包括水位采集模块，所述水位采集模块用于分别采集第一水位测试孔内的第一水位和第二水位测试孔内的第二水位。
13.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述渗水板包括多个子渗水板，多个所述子渗水板沿所述第一方向叠加；
14.所述子渗水板一端设置有第一凸起，另一端设置第一凹槽，相邻所述子渗水板中一个所述子渗水板的第一凸起嵌设于另一个所述子渗水板的第一凹槽内。
15.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述渗水板沿第二方向的两端与所述安装腔沿所述第二方向的侧壁二者中的一个设置有第二凸起，另一个设置有第二凹槽，所述第二凸起嵌设于所述第二凹槽内；
16.所述渗水板的底壁与所述安装腔的底壁二者中的一个设置有第三凸起，另一个设置第三凹槽，所述第三凸起嵌设于所述第三凹槽内。
17.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述渗水板的外侧包覆有透水布。
18.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述排水墙为多个，多个所述排水墙沿所述第一方向叠加，相邻所述排水墙之间通过第一灌浆浇筑区连接，所述第一水位测试孔和所述第二水位测试孔贯穿所述第一灌浆浇筑区。
19.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，最底层所述排水墙的侧壁呈锥形。
20.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述排水墙为多个，多个所述排水墙沿第三方向拼接，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，相邻所述排水墙之间通过第二灌浆浇筑区连接。
21.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述排水墙沿第二方向的侧壁上设置有多个走线孔，所述走线孔内可拆卸安装有塞子。
22.作为一种渗透排水墙的优选技术方案，所述排水监控装置还包括与所述水位采集模块电性连接的环境采集模块、同步对时接口模块、通信接口模块和报警输出模块，所述环境采集模块用于检测是否下雨；所述同步对时接口模块用于对所述水位采集模块的采集时间对准且对采集信息同步计算；所述报警输出模块用于将报警信息发送至所述通信接口模块，所述通信接口模块将报警信号传递至操作人员。
23.另一方面，提供一种水土流失检测方法，采用以上任一方案所述的渗透排水墙，所述水土流失检测方法包括如下步骤：
24.检测第一水位测试孔内的第一水位和第二水位测试孔内的第二水位；
25.若所述第一水位和所述第二水位均高于上限水位时，发出第一报警信号；
26.若所述第一水位和所述第二水位均低于下限水位时，发出第二报警信号；
27.若所述第一水位和所述第二水位均升高，且所述第一水位高于所述第二水位，发出第三报警信号；
28.若所述第一水位和所述第二水位均升高，且所述第一水位低于所述第二水位，发出第四报警信号；
29.若所述第一水位和所述第二水位均降低，且所述第一水位高于所述第二水位，发出第五报警信号；
30.若所述第一水位和所述第二水位均降低，且所述第一水位低于所述第二水位，发出第六报警信号。
31.本发明的有益效果为：
32.本发明提供一种渗透排水墙及水土流失检测方法，变电站的外侧通过渗透排水墙进行合围，排水墙的安装腔内设置有渗水板，排水墙内侧和外侧的地下水可通过通孔和渗水板相互流动，通过水位采集模块分别采集第一水位测试孔内的第一水位和第二水位测试孔内的第二水位，比对第一水位和第二水位的高度信息，进而得知排水墙内侧的地下水压力和排水墙外侧的地下水压力，排水墙内侧的地下水压力和排水墙外侧的地下水压力异常时，操作人员可通过采集信息快速确定异常点位并进行相应的处理，进而防止水土流失，防止出现不均匀沉降，提高地基承载力。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明具体实施方式提供的排水墙的主视图；
35.图2是本发明具体实施方式提供的排水墙的俯视图之一；
36.图3是本发明具体实施方式提供的渗透排水墙的主视图之一；
37.图4是本发明具体实施方式提供的第一水位高于第二水位的示意图。
38.图5是本发明具体实施方式提供的子渗水板的左视图；
39.图6是本发明具体实施方式提供的子渗水板的俯视图；
40.图7是本发明具体实施方式提供的渗透排水墙的主视图之二；
41.图8是本发明具体实施方式提供的渗透排水墙的左侧剖视图；
42.图9是本发明具体实施方式提供的渗透排水墙的俯视图之二；
43.图10是本发明具体实施方式提供的渗透排水墙的主视图之三；
44.图11是本发明具体实施方式提供的第二水位高于第一水位的示意图；
45.图12是本发明具体实施方式提供的最底层排水墙的剖视图。
46.图中标记如下：
47.1、排水墙；11、安装腔；12、第二凸起；13、第三凹槽；14、通孔；15、第四凹槽；16、锥形面；17、走线孔；18、方孔；2、渗水板；21、第一水位测试孔；211、第一水位；22、第二水位测试孔；221、第二水位；23、子渗水板；231、第一凸起；232、第一凹槽；24、第二凹槽；3、第一灌浆浇筑区；4、第一灌浆浇筑区。
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
49.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
52.如图1-图4所示，本实施例提供一种渗透排水墙，该渗透排水墙包括排水墙1、渗水板2和排水监控装置。
53.具体地，排水墙1内沿第一方向设置有多个安装腔11，第一方向为排水墙1的高度方向，安装腔11沿第二方向的侧壁设置有通孔14，第二方向为垂直于排水墙1的侧壁的方向；渗水板2安装于安装腔11内；第一水位测试孔21和第二水位测试孔22，第一水位测试孔21和第二水位测试孔22沿第一方向贯穿渗水板2且沿第二方向间隔设置；排水监控装置包括水位采集模块，水位采集模块用于分别采集第一水位测试孔21内的第一水位211和第二水位测试孔22内的第二水位221。本实施例第一方向为z，第二方向为x。
54.其中，变电站的外侧通过渗透排水墙进行合围，排水墙1的安装腔11内设置有渗水板2，排水墙1内侧和外侧的地下水可通过通孔14和渗水板2相互流动，通过水位采集模块分别采集第一水位测试孔21内的第一水位211和第二水位测试孔22内的第二水位221，比对第一水位211和第二水位221的高度信息，进而得知排水墙1内侧的地下水压力和排水墙1外侧的地下水压力，排水墙1内侧的地下水压力和排水墙1外侧的地下水压力异常时，操作人员可通过采集信息快速确定异常点位并进行相应的处理，进而防止水土流失，防止出现不均匀沉降，提高地基承载力。
55.进一步地，第一水位测试孔21相对第二水位测试孔22，第一水位测试孔21位于靠近排水墙1内侧的一侧，第二水位测试孔22位于靠近排水墙1外侧的一侧，水位采集模块包括两个水位监测传感器，分别位于第一水位测试孔21和第二水位测试孔22内，通过第一水位测试孔21内第一水位211和第二水位测试孔22内第二水位221的高低，确定地下水渗透速度、水位涨跌速度，进而确定渗透排水墙内、外两侧水位高低或地下水压力大小变化情况，进一步判断危险区域。如图4所示，当第一水位211大于第二水位221的高度时，可以确定渗透排水墙内侧地下水压力大于渗透排水墙外侧地下水压力，地下水由内向外渗透；反之，如图11所示，当第一水位211小于第二水位221的高度时，可以确定渗透排水墙内侧地下水压力小于渗透排水墙外侧地下水压力，地下水由外向内渗透。
56.优选地，如图4-图6所示，渗水板2包括多个子渗水板23，多个子渗水板23沿第一方
向叠加；子渗水板23一端设置有第一凸起231，另一端设置第一凹槽232，相邻子渗水板23中一个子渗水板23的第一凸起231嵌设于另一个子渗水板23的第一凹槽232内，将子渗水板23之间的平面结构优化为嵌设的结构，实现子渗水板23垂直拼接，且能够减少水土在渗透排水墙之间流动量，进而提高水土保持能力。再者，由于渗水板2由多个子渗水板23拼接而成，子渗水板23的数量可根据安装腔11的深度进行适应性调整。
57.进一步优选地，如图2、图6和图12所示，渗水板2沿第二方向的两端与安装腔11沿第二方向的侧壁二者中的一个设置有第二凸起12，另一个设置有第二凹槽24，第二凸起12嵌设于第二凹槽24内；渗水板2的底壁与安装腔11的底壁二者中的一个设置有第三凸起，另一个设置第三凹槽13，第三凸起嵌设于第三凹槽13内。同理，将渗水板2与安装腔11之间的平面结构优化为嵌设的结构，能够减少水土在渗透排水墙之间流动量，进而提高水土保持能力。本实施例中，安装腔11设置有第二凸起12，渗水板2设置第二凹槽24。本实施例，安装腔11设置第三凹槽13，渗水板2设置第三凸起。
58.优选地，渗水板2的外侧包覆有透水布，渗水板2的上、下、左、右表面均设置有透水布，提高结构件间透水密封性并具有缓冲作用，提高防止自然外流带动细沙及泥土流失的能力，提高防止出现场地内部空腔现象的能力。
59.其中，第一凸起231、第二凸起12和第三凸起均为双凸起的结构，第一凹槽232、第二凹槽24和第三凹槽13均为双凹槽的结构，提高连接稳固性，实现防止接触面明显水流出现。
60.本实施例中，如图7和图8所示，排水墙1为多个，多个排水墙1沿第一方向叠加，相邻排水墙1之间通过第一灌浆浇筑区4连接，第一水位测试孔21和第二水位测试孔22贯穿第一灌浆浇筑区4，渗透排水墙采用多层叠装布置方式，每层间采用钢筋混凝土进行二次灌浆浇筑形成第一灌浆浇筑区4连接，实现分层水压平衡和分层渗透排水。
61.由于排水墙1为多个，每个排水墙1或部分排水墙1能够通过排水监控装置进行第一水位211和第二水位221的信息采集，进而了解变电站外围的任一位置排水墙1内侧和外侧的地下水压力信息，操作人员可通过采集信息快速确定异常点位并进行相应的处理，进而防止水土流失，防止出现不均匀沉降，提高地基承载力。
62.优选地，最底层排水墙1的侧壁呈锥形，因此，排水墙1能够承受较大的剪切力，最底层排水墙1的锥形面16的大小，根据具体零米以下埋深计算确定。
63.进一步地，如图9所示，排水墙1设置有多个方孔18，多个方孔18环设于安转腔，在排水墙1多层叠放时，方孔18内采用钢筋混凝土进行二次灌浆布置钢筋笼使用，实现渗透排水墙增加整体高度时满足结构受力要求。其中，当排水墙1沿第一方向叠加时，方孔18贯穿于除最底部排水墙1的其他排水墙1，部分位于最底部排水墙1内。
64.如图9和图10本实施例中，排水墙1为多个，多个排水墙1沿第三方向拼接，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直，本实施例第三方向为y，相邻排水墙1之间通过第二灌浆浇筑区连接，实现在水平方向无限拼接。其中，相邻排水墙1间隔设置，且排水墙1的两端设置有第四凹槽15，相邻排水墙1之间的间隙以及第四凹槽15使用钢筋混凝土进行二次灌浆布置并钢筋笼形成第二灌浆浇筑区，实现相邻排水墙1的连接，结构强度高，第二凹槽24提高第二灌浆浇筑区与排水墙1之间的连接强度，同时实现了分区域水压平衡和分区域渗透排水。需要说明的是，位于角部的排水墙1呈l型，实现排水墙1的换向拼接。
65.需要说明的是，渗透排水墙可以采用工厂预制方式也可以采用现场浇筑式，内部的钢筋笼需根据具体工程受力计算确定。
66.优选地，如图1所示，排水墙1沿第二方向的侧壁上设置有多个走线孔17，走线孔17内可拆卸安装有塞子。需要走线时，走线孔17可根据需要选配，拆卸塞子；不需要走线时，将塞子安装于走线孔17，实现走线孔17封堵，防止水土在走线孔17内流动。进一步优选地，多个走线孔17采用上下排列方式，有利于与接地网不同埋深配合使用。
67.更进一步地，变电站内安装有“变电站地下水有组织渗透排水监控系统”，该系统由“排水监控装置”及“变电站地下水有组织渗透排水监控系统主机”组成，“排水监控装置”经以太网与“变电站地下水有组织渗透排水监控系统主机”连接，实现信息双向交换；其中“变电站地下水有组织渗透排水监控系统主机”可以经独立的以太网接口与上级或其他监控系统连接，实现信息共享或集中监控。
68.排水监控装置还包括与水位采集模块电性连接的环境采集模块、同步对时接口模块、通信接口模块和报警输出模块，环境采集模块用于检测是否下雨；同步对时接口模块用于对水位采集模块的采集时间对准且对采集信息同步计算；报警输出模块用于将报警信息发送至通信接口模块，通信接口模块将报警信号传递至操作人员。需要补充的是，水位采集模块、环境采集模块、同步对时接口模块、通信接口模块和报警输出模块均电性连接于分析控制单元，且各个模块的功能均为现有技术中成熟技术，在此不再赘述，这里的电性连接可以是通过电缆相连也可以是通过可信wifi等安全无线信号相连，连接方式是控制领域的常规连接手段，在此无需赘述。
69.本实施还提供了水土流失检测方法，采用上述的渗透排水墙；水土流失检测方法包括如下步骤：
70.如图4和图11所示，通过水位采集模块检测第一水位测试孔21内的第一水位211和第二水位测试孔22内的第二水位221；异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的内侧地面压力过小，可能有开挖或抽取地下水工作在进行，需检查确定。
71.若第一水位211和第二水位221均高于上限水位时，发出第一报警信号；异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的内侧和外侧均有重物堆积、重型车辆长期停放或有局部漏水现象，需检查确定。
72.若第一水位211和第二水位221均低于下限水位时，发出第二报警信号；异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的内侧和外侧地面压力过小，可能有开挖或抽取地下水工作在进行，需检查确定。
73.若第一水位211和第二水位221均升高，且第一水位211高于第二水位221，发出第三报警信号；收到第三报警信号时，异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的内侧有重物堆积、重型车辆长期停放或有局部漏水现象，需检查确定。
74.若第一水位211和第二水位221均升高，且第一水位211低于第二水位221，发出第四报警信号；异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的外侧有重物堆积、重型车辆长期停放或有局部漏水现象，需检查确定。
75.若第一水位211和第二水位221均降低，且第一水位211高于第二水位221，发出第五报警信号；异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的外侧地面压力过小，可能有开挖或抽取地下水工作在进行，需检查确定，防止大规模地下水、土向站内或站外移动对变电站造
成不良影响。
76.若第一水位211和第二水位221均降低，且第一水位211低于第二水位221，发出第六报警信号，异常的原因可能是该异常点位的排水墙1的内侧地面压力过小，可能有开挖或抽取地下水工作在进行，需检查确定。
77.需要说明的是，上述第一水位211和第二水位221采集信息以及异常原因的分析是基于没有下雨时或雨后一段时间后，第一水位211和第二水位221趋于稳定时的测量及分析结果。
78.若环境采集模块检测到外部下雨，且排水墙1内侧的水平面高于外侧水平面，当第一水位211高于第二水位221时，变电站本区域内地下水向外排是正常排水过程。若第一水位211低于第二水位221，此为异常点位，需检查确认。
79.若环境采集模块检测到外部下雨，且排水墙1内侧的水平面低于外侧水平面，当第二水位221高于第一水位211时，变电站外部地下水位向内渗透排水是正常排水过程，但注意监视。若第二水位221低于第一水位211，此为异常点位，需检查确认。
80.进一步地，水位采集模块分别采集多个排水墙1的第一水位211和第二水位221，每一采集点的水位，均可以在排水监控装置内设定越上限告警值及越下限告警值，当第一水位211和第二水位221的实测值高于越上限告警值或低于越下限告警值时自动发出告警信号，一方面输出“变电站区域内异常报警输出”告警信号，另一方面经以太网接口向“变电站地下水有组织渗透排水监控系统主机”发出对应采集点的越上限告警值或低于越下限告警具体告警信号。
81.当“变电站地下水有组织渗透排水监控系统”经“排水监控装置”监测渗透排水墙的第一水位211和第二水位221时，“变电站地下水有组织渗透排水监控系统”可以自动生成水位高低实时变化曲线，可以在监控主机上描绘出该点水位变化动态曲线，并能根据采集到该点水位高于设定的上限水位或低于设定的下限值发出水位异常变化告警信号及异常区域或异常点信号。
[0082]“变电站地下水有组织渗透排水监控系统”根据监测到的变电站某位置渗透排水墙的水位高低实时变化曲线，并在监控主机上描绘出该点水位变化动态曲线同时，还能同时根据水位高低实时变化曲线采集到的本变电站区域内的“温度”、“湿度”、“降雨量”、“光照强度”，描绘出任意点水位与“温度”、“湿度”、“降雨量”、“光照强度”关系曲线，并能显示相关度蒸发趋势与水位的正相关、负相关度，如出现负相关(即蒸发量)异常时则提示运检人员注意。
[0083]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。