测压管灵敏度试验

测压管灵敏度检验规范的改进

关键词：病险水库；除险加固；大坝安全；渗压监测；测压管灵敏度检验；注水试验；渗透系数

摘要：对病险水库在除险加固工程中，大坝安全监测部分的渗压监测测压管灵敏度检验原规范的要求作了一定的改进，从而在基本不增加工程投资的情况下，使大坝渗流监测工程增加了可供研究的数据，并通过对试验数据的定量分析掌握土石坝体的填筑质量以及今后运行过程中坝体的稳定性，从而对大坝安全监测的分析拓展了渠道。

0 引言

我国累计兴建了87000多座水库，这些水库绝大多数建于上世纪50年代末到70年代初，限于当时的技术经济条件，有相当一部分水库存在不同程度的病险问题，不仅效益难以充分发挥，而且成为重大安全隐患。

水库的大坝安全监测设施经多年的运行后，或报废或带病运行都需要进行改造更新，而土石坝的渗流安全问题在大坝整体安全中占有重要地位［5］，对于土石坝渗流压力监测渗中的压力观测仪器不论是选用测压管或孔隙水压力计观测，在病险水库除险加固中一般都需重新钻孔埋设，而在《土石坝安全监测技术规范》中，仅仅依据经验对测压管的灵敏度进行宏观评价，未对试验方法与数据作具体要求，也没有对试

验数据进行量化分析，这样使大量的试验数据失去其就应有的作用，不能发挥出全部的作用。

鉴于此，本文在基本不需增加工程投资与工程量的情况下，改进过去土石坝坝体测压管灵敏度检查试验的方法，通过对试验数据的分析了解土石坝体的填筑质量，通过渗透系数时效性变化对坝体渗透稳定进行分析的一种方法。

1 规范中测压管灵敏度检验方法

2 测压管灵敏度试验的改进

2．1 采用方法

测压管按设计要求安装，如果安装的是渗压计，则应先下套管（套管下端进行栓塞保证止水可靠）至设计高程然后开始试验。注水水位应为测压管透水段（以滤料顶面为准）以上5~10m，水位观测开始间隔为5min观测5次，然后间隔为10min观测3次、30min观测2次，最后根据水头的下降速度逐渐扩大时间间隔，直至水头恢复或接近初始水头时结束。应在现场绘制水头下降比与时间（ln(H t/H0)~t）的关系曲线，呈直线时说明试验正确，否则分析原因后重新试验。

公式：k=πr2/A* ln(h1/h2)/( t2-t1)

式中，

h1-----------时间t1(min)时的试验水头cm

h2-----------时间t2时的试验水头cm

测压管半径cm

r -------------

A------------形状系数cm,在均质土层及地下水面以下时A=2πl/ln(ml/R)，m各项同性时取值为1,

R------------滤料段半径cm

l------------试验段(滤料段)长度cm

k------------渗透系数cm/min

原公式中r与R为同一值，但是由于测压管与钻孔注水试验稍有区别，故本文稍做修改。

但是在具体试验过程中必须注意以下几点：

第一、透水段的长度l，必须以测压管外实际所填滤料的长度为准；

第二、注意区分测压管半径r与滤料半径R的不同，在计算时对公式应做适当调整；

第三、注意采用公式的具体情况，如地下水位在测压管透水段以上与以下的区别（请查阅《规程》）。

3 数据分析

由于《土石坝安全监测技术规范》中要求，土石坝坝体渗流压力观测每个横断面上应布置设3~4条观测铅直线，每条铅直线上的测点数一般不少于2~3个；坝基渗流压力观测每个横断面上测点数不少于3个；绕坝渗流压力观测基本同坝体渗流压力观测。因此将产生较多的试验数据，对这些试验数据首先按《规程》要求计算出每根管处坝体的渗透系数，再对所有渗透系数分别按断面、按高程进行汇总。分析时可

采用以下几种方法：

第一、对渗透系数的空间分布情况进行分析，可以评价坝体的填筑质量或是坝体内部存在的隐患或是薄弱环节；

第二、定期进行注水试验，每年至少进行1次测压管灵敏度检验（原要求5年1次［7］），对K值过程线的分析得知坝体或坝基的运行情况；

第三、如果是直埋式孔隙水压力计的，只能在首次埋设时进行试验，以后可通过各断面几个孔隙水压力计压力过程线由达西定理求出［6］;

可以运用比较法、作图法、特征值统计法和数学模型法对数据进行分析［4］，实际请查阅相关资料本文不作详细介绍。

4 结语

过去在水库大坝的渗流监测中测压管灵敏度试验方法较为粗放，故笔者提出以下几条建议：

第一、在今后的测压管灵敏度检验上，应采用《规程》中的钻孔注水试验标准进行；

第二、每年至少进行一次测压管灵敏度检验（原要求5年1次［7］）；

第三、对试验数据进行及时的整理与分析。

由于我国病险水库除险加固工程项目近三年内要进行集中整治，数量较大，而本文在几乎不增加工程投资的情况

下，对大坝渗流监测中灵敏度试验方法进行改进，使大坝渗流稳定分析多了一条途径，是一种行之有效的方法。

参考文献

［1］国务院全国病险水库除险加固工作电视电话会议，回良玉作重要讲话，2008.1.15

［2］土石坝安全监测技术规范，SL60-94,水利部，电力工业部，1994. ［3］水利水电工程注水试验规程,SL 345-2007, 水利部,中国水利水电出版社,2008.02.01

［4］土坝渗流分析，南京水利科学研究所，1980.

［5］土石坝安全监测技术培训班讲义，山西省水利厅，2002.11. ［6］水库工程观测资料分析处理，水利部工程管理培训中心，1982.2. ［7］潘锦江，水电自动化与大坝监测，第26卷第1期，P57，2002（1）.