土石壩安全監(jiān)測與維修養(yǎng)護(hù)-土石壩滲流壓力監(jiān)測設(shè)計布置

土石壩滲流監(jiān)測目錄3土石壩滲流壓力監(jiān)測儀器類型（測壓管、滲壓計）、構(gòu)成、安裝及監(jiān)測方法介紹03土石壩滲流壓力監(jiān)測儀器類型（測壓管、滲壓計）、構(gòu)成、安裝及監(jiān)測方法介紹3.1測壓管及電測水位計安裝（一）測壓管組成及工作原理

測壓管主要由導(dǎo)管、進(jìn)水管、沉淀管等三部分組成，管材可選用金屬管或硬質(zhì)塑料管，一般內(nèi)徑不宜大于50mm。管口有壓時安裝壓力表，用壓力表讀取水壓力，管口無壓時用電測水位計觀測水位。壓力表要選用量程合適的精密壓力表，使讀數(shù)在1/3～2/3量程范圍內(nèi)，精度不低于0.4級。電測水位計根據(jù)水能導(dǎo)電的原理設(shè)計，當(dāng)金屬測頭接觸水面兩電極使電路閉合，信號經(jīng)電纜傳到觸發(fā)蜂鳴器和指示燈，此時可從電纜或標(biāo)尺上直接讀出水深（如圖所示）。(1)測壓管的一般要求。

測壓管宜采用鍍鋅鋼管或硬塑料管，一般內(nèi)徑不宜大于50mm。

測壓管的透水段，一般長1～2m，當(dāng)用于點壓力觀測時應(yīng)小于0.5m，外部包扎足以防止周圍土體顆粒進(jìn)入的無紡?fù)凉た椢铮杆闻c孔壁之間用反濾料填滿。

測壓管的導(dǎo)管段應(yīng)順直，內(nèi)壁光滑無阻接頭，應(yīng)采用外箍接頭，管口應(yīng)高于地面，并加保護(hù)裝置，防止雨水進(jìn)入和人為破壞。

測壓管的埋設(shè)，除必須隨壩體填筑時埋設(shè)者外，一般應(yīng)在土石壩竣工后，蓄水前月鉆孔埋設(shè)。

隨壩體填筑施工埋設(shè)時，應(yīng)確保管壁與周圍土體結(jié)合良好和不因施工遭受破壞。（二）安裝埋設(shè)1.造孔在壩高或埋深小于10m的壤土層中埋設(shè)測壓管時，可采用人工取土器鉆孔；深度大于10m，或在混凝土或基巖中鉆孔，應(yīng)采用鉆機(jī)造孔。在巖體比較完整、裂隙不很發(fā)育的鉆孔孔徑，一般為50～70mm即可，在覆蓋層或風(fēng)化較劇烈、裂隙發(fā)育的基巖鉆孔，為有足夠的空隙填充封孔材料，孔徑不宜小于100mm。埋設(shè)多管時，應(yīng)根據(jù)裝管數(shù)量及直徑，自下而上逐級擴(kuò)徑，原則上每增加一根測壓管，相應(yīng)直徑至少擴(kuò)大一級。自上而下逐級成孔，自下而上逐管埋設(shè)。無論是覆蓋層或是基巖鉆孔，嚴(yán)禁用泥漿固壁。需要防止塌孔時，可采用套管護(hù)壁，如估計難以拔出，應(yīng)事先在鉆孔部位的套管壁上鉆好透水孔。終孔后應(yīng)測量孔斜，以便精確確定測點位置。2.測壓管制作要求測壓管由透水段和導(dǎo)管組成，透水段可用導(dǎo)管管材加工制成，面積開孔率約10～20%（孔眼須排列均勻、內(nèi)壁無毛刺），外部包扎足以防止顆粒進(jìn)入的無紡?fù)凉た椢?，管底封閉，不留沉淀管段。也可采用與導(dǎo)管等直徑的多孔聚乙烯過濾管或透水石作透水段，透水段與導(dǎo)管牢固相連。導(dǎo)管長度視管材和方便埋設(shè)而定，兩端接頭處宜用外絲扣，用外箍接頭相連。3.下管埋設(shè)埋設(shè)前應(yīng)對鉆孔埋深、孔底高程、孔內(nèi)水位，有無塌孔以及測壓管加工質(zhì)量、各管段長度、接頭、管帽情況等進(jìn)行全面檢查，并做好記錄。對于覆蓋層鉆孔，在下管前應(yīng)先在孔底填好約10cm厚的反濾層料。下管過程中必須連接嚴(yán)密，吊系牢固，保持管身順直。就位后應(yīng)立即測量管底高程和管水位，并在管外回填反濾料，逐層填實，直至設(shè)計進(jìn)水段的高度。從孔底至反濾料頂面的孔段長度，才是真正的測壓管進(jìn)水段（可大于測壓管管體透水段），也是該測壓管的實際監(jiān)測范圍。對反濾料的要求，既能防止細(xì)顆粒進(jìn)入測壓管，又具有足夠的透水性。一般其滲透系數(shù)宜大于周圍土體的10～100倍，對粘壤土或砂壤土可用純細(xì)砂；對砂礫石層可用細(xì)砂到粗砂的混合料，回填前需洗凈、風(fēng)干，緩慢入孔。4.封孔凡不需要監(jiān)測滲透的孔段（即非反濾段），原則上均應(yīng)嚴(yán)密封閉，以防降水等客水干擾，尤其在一孔埋設(shè)多個分層測點者，更需注意各測點間的隔離止水質(zhì)量。必要時需在導(dǎo)管外套橡皮圈或毛氈圈2～3層，管周再填封孔料，以防水壓力串通。封孔材料，宜采用膨潤土球或高崩解性粘土球，要求在鉆孔中潮解后的滲透系數(shù)小于周圍土體的滲透系數(shù)。土球應(yīng)由直徑5～19mm的不同粒徑組成，應(yīng)風(fēng)干，不宜日曬、烘烤。封孔時需逐粒投入，必要時可摻入10～20%的同質(zhì)土料，并逐層填實，切忌大批量傾倒，以防架空，管口下1～2m范圍內(nèi)應(yīng)用夯實法回填粘土。封至設(shè)計高程后，項管內(nèi)注水，至水面超過泥球段頂面，使泥球崩解膨脹。在壩基巖體完整性較好、裂隙不很發(fā)育的地段，通常不設(shè)埋管。5.靈敏度檢驗測壓管安裝、封孔完畢后，應(yīng)進(jìn)行靈敏度檢驗。在覆蓋層中采用注水試驗，在壩基巖體中采用壓水試驗。在覆蓋層中試驗前先測定管中水位，然后向管內(nèi)注水。若進(jìn)水段周圍為壤土料，注水量相當(dāng)于每米測壓管容積的3～5倍；若為砂礫料則為5～10倍。注入后不斷觀測孔內(nèi)水位，直至恢復(fù)到或接近注水前的水位。對于粘壤土，注水水位在五晝夜內(nèi)降至原水位為靈敏度合格，對于砂壤土，一晝夜降至原水位為靈敏度合格；對于砂礫土，1～2h降至原水位或注水后水位升高不到3～5m為合格。在壩基巖體中，通常采用壓水試驗，壓水試驗通常以大于0.1lu為合格。當(dāng)一孔埋多根測壓管時，應(yīng)自上而下逐根檢驗，并同時觀測非注水管的水位變化，以檢驗它們之間的封孔止水是否可靠。6.管口保護(hù)靈敏度合格后，應(yīng)盡快安設(shè)管口保護(hù)裝置。一般可采用混凝土預(yù)制件、現(xiàn)澆混凝土或磚石砌筑，但均要求結(jié)構(gòu)簡單、牢固，能防止雨水流入和人畜破壞，并能鎖閉、開啟方便。尺寸和形式應(yīng)根據(jù)測壓管水位和測讀方便而定。當(dāng)采用自計或遙測裝置時，還應(yīng)滿足測量儀表的各種需求。7.原始資料考證在從造孔至靈敏度檢驗合格止的全過程中，應(yīng)隨時記錄和描述有關(guān)情況及數(shù)據(jù)，竣工時需提交完整的測壓管鉆孔柱狀圖和埋設(shè)考證表，并存檔妥善保管。測壓管埋設(shè)示意圖如右圖所示。測壓管埋設(shè)示意圖??土石壩滲流監(jiān)測目錄3土石壩滲流壓力監(jiān)測儀器類型（測壓管、滲壓計）、構(gòu)成、安裝及監(jiān)測方法介紹03土石壩滲流壓力監(jiān)測儀器類型（測壓管、滲壓計）、構(gòu)成、安裝及監(jiān)測方法介紹3.2滲壓計及其安裝※基本知識※（一）滲壓計組成及工作原理滲壓計用于監(jiān)測巖土工程和其他混凝土建筑物的滲透水壓力，適用于長期埋設(shè)在水工建筑物或其它建筑物內(nèi)部及其基礎(chǔ)，測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部及基礎(chǔ)的滲透水壓力，也可用于水庫水位或邊坡地下水位的測量。滲壓計根據(jù)傳感器不同，可以分為鋼弦式、差阻式和壓阻式等，目前國內(nèi)常用的為鋼弦式滲壓計和差阻式滲壓計。1.鋼弦式滲壓計。鋼弦式滲壓計由透水石、承壓膜、壓力傳感器、線圈、殼體和傳輸電纜等部分組成（如下圖所示）。水壓力經(jīng)透水石傳遞至儀器內(nèi)腔作用到承壓膜，承壓膜連帶傳感元件一同變形，即可把液體壓力轉(zhuǎn)化為等同的電信號測量出來。通過預(yù)先率定儀器參數(shù)即可計算出滲透壓力。1-透水石；2-鋼弦；3-不銹鋼體；4-引出電纜；5-膜片；6-激勵及接收線圈；7-內(nèi)密封鋼弦式滲壓計結(jié)構(gòu)示意圖2.差阻式滲壓計差阻式滲壓計是滲透水壓力自進(jìn)水口經(jīng)透水石作用于感應(yīng)彈性