大坝的渗流监测测压管法及埋设渗压计法比较及仪器选型

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1、大坝的渗流监测测压管法及埋设渗压计法比较及仪器选型1　监测方法的选择　　水库大坝渗流监测将首先实现渗压（浸润线）监测自动化，但浸润线监测有测压管法和埋设渗压计法2种方法，选用何种方法要根据具体情况确定。1．1　测压管法及埋设渗压计法比较1．1．1　用　途　　测压管可用来监测坝体浸润线、渗压压力、地下水位及绕坝渗流等。　　埋设渗压计除可以监测上述项目外，还可用来监测土石坝的孔隙水压力。1．1．2　应用时应注意的问题　　测压管的应用要求不能构成新的渗流通道，更不能对坝体造成破坏，因此在土石坝的防渗体交界面等处不宜使用。而采用埋设渗压计的方法使用场合却较为广泛，但

2、电缆敷设时也要避免构成渗流通道，并且要考虑到电缆热胀冷缩所产生的影响［1］。1．1．3　施工安装　　根据施工和应用经验，测压管施工可以在工程实施和运行过程的任意时候进行，而埋设渗压计一般在施工过程中（针对不能设置测压管的地方）进行，当然在工程竣工后，能采用测压管的地方也均可采用埋设渗压计法进行渗压监测。但两者施工时都要求钻孔时不造成坝体结构的破坏和构成新的渗流通。测压管和埋设渗压计的方法都可以在一条铅直线上设置多个测点，但两者施工要求都较高。1．1．4　测值精确度　　采用常用监测手段对测压管水位本身进行监测可达较高精度，如采用测深钟等设备进行测量，精度可达0

3、．5～1cm。但是由于测压管是将测点的压力反应成一定体积的水头，因此测压管本身测值与真实测值存在误差与滞后。从时间上来讲，需要管内水位累积到一定的高程或消散到一定的高程，从而受到“水流速”的影响。在渗透系数大，作用水头、变幅及变化速度均较小的地方应用尚可，而在渗透系数小、作用水头大的地方，滞后时间会很长，在库水位变化快时，资料分析更加困难。因此规范规定：“作用水头大于20m的坝，渗透系数小于10－4cm／s的土中，观测不稳定渗流过程以及不适宜埋设测压管的部位如铺盖或斜墙底部、接触面等，宜采用振弦式孔隙水压力计。”为减少体积的影响，测压管有向细管方面发展的趋势

4、，规范规定“测压管宜采用镀锌钢管或硬塑料管，一般内径不宜大于50mm，而近年在浙江和湖南的一些土坝采用了15mm的聚氯乙烯塑料管，海南的松涛土坝采用15mm的镀锌钢管”［3］。从空间上讲，测压管监测的是进水管段的“平均”值，因此为减少误差，进水管段不宜太长，规范规定“测压管的透水段一般长1～2m，当用于点压力观测时应小于0．5m”。　　测压管必须注意施工质量、管口保护和运行维护，以防降雨、地面径流对管内水位的影响。另外就是测压管容易受泥沙沉积及进水孔堵死的影响，因此规范规定不留沉淀管，以避免因土体中实际水位低于测压管管底高程时沉淀管存在“死水”而造成观测水

5、位偏高的假象。在百丈漈、昆都仑等每年校测一次”。1．1．5　运行和维护　　测压管使用要注意管口保护，如鲁布革大坝绕坝渗流监测的许多测压管就因放牛娃在管内投入石块而不能使用。因此使用一定时间后一定要对灵敏度进行检验，如发现有泥砂沉淀必须进行扫孔。埋设渗压计法则无上述问题，采用埋设渗压计的方法进行渗压监测，其测值精确度与仪器（传感器）及监测仪表（系统）有关，如监测仪器质量有保证，其维护工作量小，但如监测仪器报废，该测点不能恢复，所以也要定期对监测资料进行分析和对仪器进行鉴定，以考核仪器及测量系统（设备）的可靠性。1．1．6　测量自动化　　测压管在实现自动化时有如

6、下特点：可以进行人工比测，从而校核自动化测值的可靠性。仪器运行一段时间后，可以对仪器进行重新率定，以了解仪器参数的变化和仪器性能，同时可以检校测值的稳定性，当测量仪器损坏时可以更换。而采用埋设渗压计的方法不能进行人工比测，监测仪器损坏后不方便进行更换。如鲁布革大坝、松子坑大坝埋设了大量渗压计，都因仪器质量和施工质量得不到保证不得不进行更新改造。如鲁布革重新补充了12支测压管，而松子坑大坝由于原埋设仪器全都不能应用，不得不重新进行监测设计。　1．1．7　测压管法与埋设渗压计法的优缺点　　测压管法由于监测的是“体积”量，因此当坝体内出现裂缝从而形成集中渗漏时，其

7、反应非常敏感，同时由于测压管里的水质反映了坝（岩）体化学性质的变化。因此可以利用测压管进行水质监测，同时由于温度监测在渗流监测资料分析中的作用越来越明显［3］，而测压管结构容易实现管内水温测量。当然测压管在测值精确度及运行维护过程中也有上文所述的不足之处。　　埋没渗压计维护工作量较小，但仪器不能更换，不能进行人工比测，测值可靠性难以校核。1．1．8　实施渗压监测时应注意的问题　（1）无论是采用测压管法或是埋设渗压计法进行渗压监测时均应目的明确，形成观测断面，测点应具体到坝体、坝基、绕坝或断层的具体测点、具体物理量，测点布置时应根据规范、经验结合具体工程进行确

8、定。　（2）两种渗压监测方法对施工要求都很高，一定要