任務(wù)六 土石壩的滲流監(jiān)測(cè)

1、http:/ 項(xiàng)目一 土石壩的監(jiān)測(cè)與維護(hù) http:/ 水利水電建筑工程 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 異常滲流能引起土體滲透破壞或滲流量影響到蓄水興利的滲流。 正常滲流滲水從原有防滲排水設(shè)施滲出，其逸出坡降不大于允 許值，不會(huì)引起土體發(fā)生滲透破壞的滲流。 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 壩滲流監(jiān)測(cè)的一般要求 （1）大壩滲流監(jiān)測(cè)各項(xiàng)目應(yīng)相應(yīng)配合，并同時(shí)觀測(cè)大壩上下游水 位、降雨量和大氣溫度等環(huán)境因素。 （2）土石壩浸潤(rùn)線和滲壓的觀測(cè)可采用測(cè)壓管或滲壓計(jì)。使用測(cè) 壓管觀測(cè)，成本低、操作簡(jiǎn)便，但存在時(shí)間滯后的問(wèn)題，滯 后時(shí)間主要與壩料的滲透系數(shù)K有

2、關(guān)。若K10-3cm/s，測(cè)壓 管觀測(cè)的時(shí)間滯后影響可以忽略不計(jì)； 若10-5cm/sK10-4cm/s，則需考慮測(cè)壓管滯后時(shí)間的 影響；若K10-6cm/s，由于滯后時(shí)間的影響比較顯著，故不 宜用測(cè)壓管進(jìn)行觀測(cè)。 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 壩滲流監(jiān)測(cè)的一般要求 （3）使用滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)滲流壓力時(shí)，精度不得低于總量程的 5/1000。 （4）采用壓力表量測(cè)測(cè)壓管水頭時(shí)，應(yīng)估計(jì)管口可能產(chǎn)生的最大 壓力值，選用量程合適的精密壓力表，保證讀數(shù)在1/32/3 量程范圍內(nèi)，同時(shí)，精度不能低于0.4級(jí)。 （5）滲流量通常采用體積法或量水堰進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)采用水尺法量 測(cè)量水堰的堰頂水

3、頭時(shí)，精度不得低于1mm；采用量水堰水 位計(jì)或水位測(cè)針量測(cè)堰頂水頭時(shí)，精度不得低于0.1mm。 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 測(cè)壓管和滲壓計(jì)的選擇 1）上下游水位差小于2O m的壩、滲透系數(shù)K10-4cm/s的土 中、滲流壓力變幅小或防滲體需監(jiān)視裂縫的部位，宜采用測(cè) 壓管。 2）上下游水位差大于2O m的壩、滲透系數(shù)K10-4cm/s的 土中、非穩(wěn)定滲流的監(jiān)測(cè)以及鋪蓋或斜墻底部接觸面等不適 宜埋設(shè)測(cè)壓管的部位，宜采用滲壓計(jì)觀測(cè)，其量程應(yīng)與測(cè)點(diǎn) 實(shí)際可能出現(xiàn)的滲壓相適應(yīng)。 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 測(cè)點(diǎn)布置 選擇

4、有代表性、能反映主要滲流情況以及預(yù)計(jì)有可能出現(xiàn)異 常滲流的橫斷面，作為浸潤(rùn)線觀測(cè)斷面。橫斷面間距一般為 100200m。對(duì)于一般大型和重要的中型水庫(kù)，浸潤(rùn)線觀測(cè)斷 面不少于3個(gè)，一般中型水庫(kù)應(yīng)不少于2個(gè)。 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) 均質(zhì)土壩 （有反濾壩趾）測(cè)壓管布置 1測(cè)壓管；2進(jìn)水管段；3浸潤(rùn)線； 4反濾壩趾 均質(zhì)土壩 （有水平反濾層）測(cè)壓管布置 1測(cè)壓管；2進(jìn)水管段；3浸潤(rùn)線； 4水平反濾層 http:/ 水利水電建筑工程 寬心墻壩測(cè)壓管布置示意圖 1測(cè)壓管；2進(jìn)水管段；3浸 潤(rùn)線；4反濾壩趾；5寬心墻 窄心墻壩測(cè)壓管布置示意圖 1測(cè)壓管；2進(jìn)水管段；3 浸潤(rùn)線；

5、4反濾壩趾；5心墻 測(cè)點(diǎn)布置 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 斜墻壩測(cè)壓管布置示意圖 1測(cè)壓管；2進(jìn)水管段；3浸潤(rùn)線； 4反濾壩趾；5斜墻 測(cè)點(diǎn)布置 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 浸潤(rùn)線觀測(cè)方法測(cè)壓管法 單管式測(cè)壓管 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) 測(cè)壓管 透水管 進(jìn)水濾土 導(dǎo)管 與透水管管徑相 同，一直引出到 預(yù)定的便于觀測(cè) 的孔口部位。 http:/ 測(cè)壓管水位的觀測(cè)方法測(cè)深鐘法 測(cè)壓管水位高程 =管口高程 - 管口至水面高度 測(cè)深鐘示意圖 （單位：mm） 1吊索；2測(cè)深鐘 浸潤(rùn)線觀

6、測(cè)方法測(cè)壓管法 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 測(cè)頭構(gòu)造示意圖 1電線；2金屬短棒；3電線頭； 4隔電板；5電極 由測(cè)頭、指示器和吊尺組成。 測(cè)壓管水位高程 =管口高程 - 管口至水面距離-測(cè)頭入水 引起水面升高值 測(cè)壓管水位的觀測(cè)方法電測(cè)水位計(jì)法 浸潤(rùn)線觀測(cè)方法測(cè)壓管法 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 浸潤(rùn)線觀測(cè)方法滲壓計(jì)法 振弦式滲壓計(jì) 由三部分構(gòu)成：壓力感應(yīng)部件，感應(yīng)板及 引出電纜密封部件 振弦式滲壓計(jì)埋設(shè)于壩體或基巖內(nèi)，滲透 水壓力自進(jìn)水口經(jīng)透水石作用在滲壓計(jì)的彈性 膜片上，將引起彈性膜片的變形，并帶

7、動(dòng)振弦 轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng) 頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率， 頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出水 荷載的壓力值，同時(shí)可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度 值。 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 振弦式滲壓計(jì)的一般計(jì)算公式為： 浸潤(rùn)線觀測(cè)方法滲壓計(jì)法 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 測(cè)壓管或滲壓計(jì)觀測(cè) 1.斷面數(shù)一般不少于3個(gè)。滲壓測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿滲流方向布置，每個(gè)觀測(cè) 斷面不少于 3個(gè)。 2.測(cè)點(diǎn)一般設(shè)在強(qiáng)透水層中。 3.防滲和排水設(shè)備的上下游都要安設(shè)測(cè)點(diǎn)，以了解防滲排水設(shè)施 的效果。 4.為掌握

8、滲流出逸坡降及承壓水作用情況，需在壩趾下游一定范 圍內(nèi)布置若干測(cè)點(diǎn)。 5.已經(jīng)發(fā)生滲流變形的地方應(yīng)在其四周臨時(shí)增設(shè)測(cè)壓管進(jìn)行觀測(cè)。 壩基滲水壓力的觀測(cè)儀器和觀測(cè)方法與壩體滲水壓力觀測(cè) 一樣。測(cè)壓管的透水段和回填反濾料的長(zhǎng)度宜小于1.0m。 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 在均勻的沙礫層中具有水平防滲鋪蓋 的均質(zhì)壩壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2壩體；3濾水壩趾； 4沙層；5鋪蓋 在均勻的沙礫層中具有粘土截滲墻 的土壩壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2心墻；3濾水壩趾； 4沙層；5沙殼；6鋪蓋 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) 測(cè)壓

9、管或滲壓計(jì)觀測(cè) http:/ 在均勻的沙礫石層中水平防滲鋪蓋下面 及截水墻上下游壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2斜墻；3沙層；4鋪 蓋；5濾水壩趾；6沙殼 在均勻的沙礫石層中垂直防滲體靠上游 的土壩壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2斜墻；3混凝土防滲 墻；4沙層；5濾水壩趾 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) 測(cè)壓管或滲壓計(jì)觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 雙層結(jié)構(gòu)透水基中壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2壩體；3相對(duì)弱透水層； 4粗沙；5基巖；6出水口 多層透水基中壩基測(cè)壓管布置圖 1測(cè)壓管；2斜墻；3透水層； 4承壓層；5不透水層 壩體滲水壓力(浸潤(rùn)線)觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀

10、測(cè) 測(cè)壓管或滲壓計(jì)觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 繞壩滲流觀測(cè) 繞壩滲流觀測(cè)的原理和方法與壩體、壩基滲流觀測(cè)相同，一般 采用測(cè)壓管或滲壓計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)壓管和滲壓計(jì)應(yīng)埋設(shè)于死水位或 筑壩前的地下水位之下。繞壩滲流的一般規(guī)定如下： （1）繞壩滲流監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)樞紐布置、河谷地形、滲控措施 和壩肩巖土體的滲透特性進(jìn)行布置。 （2）繞壩監(jiān)測(cè)斷面宜沿著滲流方向或滲流較集中的透水層（帶） 布置，數(shù)量一般23個(gè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面上布設(shè)34條觀測(cè)鉛直線 （含滲流出口）。 （3）土工建筑物與剛性建筑物接合部的繞滲觀測(cè)，應(yīng)在對(duì)滲流起 控制作用的接觸輪廓線出設(shè)置觀測(cè)鉛直線，沿接觸面不同高程布設(shè) 觀測(cè)點(diǎn)。 （4）

11、岸坡防滲齒槽和灌漿帷幕的上下游側(cè)應(yīng)各設(shè)1個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 滲流量觀測(cè)（非常重要） 滲流量觀測(cè)必須與上、下游水位以及其他滲透觀測(cè)項(xiàng)目配 合進(jìn)行。 土石壩滲流量觀測(cè)要與浸潤(rùn)線觀測(cè)、壩基滲水壓力觀測(cè)同 時(shí)進(jìn)行?；炷潦瘔魏推鍪瘔?，則應(yīng)與揚(yáng)壓力觀測(cè)同時(shí)進(jìn)行。 繞壩滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 觀測(cè)方法： 土壩滲流量觀測(cè)設(shè)備布置 1土壩壩體；2壩頂；3集水溝； 4量水堰 集水溝設(shè)置在不受 泄水建筑物泄水影響和 不受壩面及兩岸排泄雨 水影響的地方，并應(yīng)結(jié) 合地形盡量使其平直整 齊，便于觀測(cè)。 滲流量觀測(cè)（非常重要） 繞壩

12、滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) 容積法、量水堰法、測(cè)流速法 http:/ 水利水電建筑工程 容積法 容積法適用于滲流量小于 1L/s或滲流水無(wú)法長(zhǎng)期匯集 排泄的地方。觀測(cè)時(shí)需進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，將滲流水 全部引入容器內(nèi)，計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)停止。量出容器內(nèi)的水量，已 知記取的時(shí)間，即可計(jì)算滲流量。 滲流量觀測(cè)（非常重要） 繞壩滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 量水堰法 適用于滲流量為 1300L/s范圍內(nèi)的情況 三角堰示意圖 適用于滲流量小于 100L/s的情況 梯形量水堰示意圖 適用于滲流量在 10300L/s的情況 矩形堰適用于滲流量大于50L/S的情況 滲流量觀測(cè)（非常重要）

13、繞壩滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 熱滲流監(jiān)測(cè)技術(shù) 又稱為溫度示蹤滲流監(jiān)測(cè)技術(shù)。 基本原理是： 當(dāng)壩體和壩基內(nèi)無(wú)滲流水流動(dòng)時(shí)，其溫度是連續(xù)分布、均勻變 化且具有一定規(guī)律性的。當(dāng)有滲流（特別是集中滲流）流經(jīng)壩體或 壩基時(shí)，一方面由于滲流水與壩體或壩基介質(zhì)的溫度不同，必然改 變壩體或壩基溫度狀態(tài)，溫度分布規(guī)律性被破壞；另一方面，由于 水是良好的熱載體，其熱傳導(dǎo)流量比土體大幾倍乃至幾十倍，具有 很強(qiáng)的吸熱效應(yīng)，必然導(dǎo)致壩體或壩基溫度出現(xiàn)異常，特別是在滲 流量發(fā)生變化時(shí)，這種異常將更加明顯。據(jù)此，將大量具有較高靈 敏度的溫度傳感器買入堤壩等土石介質(zhì)的擋蓄水建筑物基礎(chǔ)或

14、內(nèi)部， 通過(guò)溫度觀測(cè)成果來(lái)判斷滲流通道和滲透途徑。 繞壩滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 滲流水質(zhì)監(jiān)測(cè) 滲流水的透明度測(cè)定 清潔的水是透明的，而當(dāng)水中含有懸浮物或膠體化合物 時(shí)，其透明度便大大降低。水中懸浮物等的含量越大，其透 明度越小。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定 儀器由三部分組成：長(zhǎng)度為150cm的帶有刻度的木質(zhì)或鐵 質(zhì)直桿，桿上刻度的單位為1cm，最大刻度120cm，并以圓盤處為 零點(diǎn)；用搪瓷板、木板或鐵板制成的厚0.5cm、直徑30cm的圓 盤；小鉛魚(yú)。直桿頂端系繩索，方便測(cè)量時(shí)上下提放。 繞壩滲流觀測(cè) 任務(wù)六 土石壩滲流觀測(cè) http:/ 水利水電建筑工程 滲流水質(zhì)監(jiān)測(cè) 滲流水的透明度測(cè)定 室內(nèi)測(cè)定 透明度測(cè)定管，即帶有刻度的內(nèi)徑為3cm，長(zhǎng)度為35cm、 50cm或100cm的玻璃管，其下放一白瓷片，瓷片上有寬度為 1mm的黑色十字和4個(gè)直徑為1mm的