土石壩的滲流監(jiān)測與維護(hù)講義

項(xiàng)目一土石壩的監(jiān)測與維護(hù)任務(wù)六土石壩滲流觀測異常滲流——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)六土石壩滲流觀測壩滲流監(jiān)測的一般要求（1）大壩滲流監(jiān)測各項(xiàng)目應(yīng)相應(yīng)配合，并同時(shí)觀測大壩上下游水位、降雨量和大氣溫度等環(huán)境因素。（2）土石壩浸潤線和滲壓的觀測可采用測壓管或滲壓計(jì)。使用測壓管觀測，成本低、操作簡便，但存在時(shí)間滯后的問題，滯后時(shí)間主要與壩料的滲透系數(shù)K有關(guān)。若K≥10-3cm/s，測壓管觀測的時(shí)間滯后影響可以忽略不計(jì)；若10-5cm/s≤K≤10-4cm/s，則需考慮測壓管滯后時(shí)間的影響；若K≤10-6cm/s，由于滯后時(shí)間的影響比較顯著，故不宜用測壓管進(jìn)行觀測。任務(wù)六土石壩滲流觀測壩滲流監(jiān)測的一般要求（3）使用滲壓計(jì)監(jiān)測滲流壓力時(shí)，精度不得低于總量程的5/1000。（4）采用壓力表量測測壓管水頭時(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1/3～2/3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。當(dāng)采用水尺法量測量水堰的堰頂水頭時(shí)，精度不得低于1mm；采用量水堰水位計(jì)或水位測針量測堰頂水頭時(shí)，精度不得低于0.1mm。任務(wù)六土石壩滲流觀測壩體滲水壓力(浸潤線)觀測測壓管和滲壓計(jì)的選擇1）上下游水位差小于2Om的壩、滲透系數(shù)K≥10-4cm/s的土中、滲流壓力變幅小或防滲體需監(jiān)視裂縫的部位，宜采用測壓管。2）上下游水位差大于2Om的壩、滲透系數(shù)K＜10-4cm/s的土中、非穩(wěn)定滲流的監(jiān)測以及鋪蓋或斜墻底部接觸面等不適宜埋設(shè)測壓管的部位，宜采用滲壓計(jì)觀測，其量程應(yīng)與測點(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

測點(diǎn)布置選擇有代表性、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，作為浸潤線觀測斷面。橫斷面間距一般為100～200m。對(duì)于一般大型和重要的中型水庫，浸潤線觀測斷面不少于3個(gè)，一般中型水庫應(yīng)不少于2個(gè)。壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測均質(zhì)土壩（有反濾壩趾）測壓管布置1—測壓管；2—進(jìn)水管段；3—浸潤線；4—反濾壩趾

均質(zhì)土壩（有水平反濾層）測壓管布置1—測壓管；2—進(jìn)水管段；3—浸潤線；4—水平反濾層寬心墻壩測壓管布置示意圖1—測壓管；2—進(jìn)水管段；3—浸潤線；4—反濾壩趾；5—寬心墻窄心墻壩測壓管布置示意圖1—測壓管；2—進(jìn)水管段；3—浸潤線；4—反濾壩趾；5—心墻

測點(diǎn)布置壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測斜墻壩測壓管布置示意圖1—測壓管；2—進(jìn)水管段；3—浸潤線；4—反濾壩趾；5—斜墻

測點(diǎn)布置壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測浸潤線觀測方法——測壓管法單管式測壓管壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測壓管透水管進(jìn)水濾土導(dǎo)管與透水管管徑相同，一直引出到預(yù)定的便于觀測的孔口部位。測壓管水位的觀測方法——測深鐘法測壓管水位高程=管口高程-

管口至水面高度

測深鐘示意圖（單位：mm）1—吊索；2—測深鐘浸潤線觀測方法——測壓管法壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測頭構(gòu)造示意圖1—電線；2—金屬短棒；3—電線頭；4—隔電板；5—電極由測頭、指示器和吊尺組成。測壓管水位高程=管口高程-

管口至水面距離-測頭入水引起水面升高值測壓管水位的觀測方法——電測水位計(jì)法浸潤線觀測方法——測壓管法壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測浸潤線觀測方法——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，即可測出水荷載的壓力值，同時(shí)可同步測出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測振弦式滲壓計(jì)的一般計(jì)算公式為：浸潤線觀測方法——滲壓計(jì)法壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測壓管或滲壓計(jì)觀測1.斷面數(shù)一般不少于3個(gè)。滲壓測點(diǎn)應(yīng)沿滲流方向布置，每個(gè)觀測斷面不少于3個(gè)。2.測點(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)測點(diǎn)，以了解防滲排水設(shè)施的效果。4.為掌握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)測壓管進(jìn)行觀測。

壩基滲水壓力的觀測儀器和觀測方法與壩體滲水壓力觀測一樣。測壓管的透水段和回填反濾料的長度宜小于1.0m。壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測在均勻的沙礫層中具有水平防滲鋪蓋的均質(zhì)壩壩基測壓管布置圖1—測壓管；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壓管布置圖1—測壓管；2—心墻；3—濾水壩趾；4—沙層；5—沙殼；6—鋪蓋壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測壓管或滲壓計(jì)觀測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壓管布置圖1—測壓管；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壓管布置圖1—測壓管；2—斜墻；3—混凝土防滲墻；4—沙層；5—濾水壩趾壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測壓管或滲壓計(jì)觀測

雙層結(jié)構(gòu)透水基中壩基測壓管布置圖1—測壓管；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壓管布置圖1—測壓管；2—斜墻；3—透水層；4—承壓層；5—不透水層壩體滲水壓力(浸潤線)觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測測壓管或滲壓計(jì)觀測繞壩滲流觀測繞壩滲流觀測的原理和方法與壩體、壩基滲流觀測相同，一般采用測壓管或滲壓計(jì)進(jìn)行觀測，測壓管和滲壓計(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)測的測點(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2～3個(gè)，每個(gè)監(jiān)測斷面上布設(shè)3～4條觀測鉛直線（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，應(yīng)在對(duì)滲流起控制作用的接觸輪廓線出設(shè)置觀測鉛直線，沿接觸面不同高程布設(shè)觀測點(diǎn)。（4）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)觀測點(diǎn)。任務(wù)六土石壩滲流觀測滲流量觀測（非常重要）滲流量觀測必須與上、下游水位以及其他滲透觀測項(xiàng)目配合進(jìn)行。土石壩滲流量觀測要與浸潤線觀測、壩基滲水壓力觀測同時(shí)進(jìn)行。混凝土石壩和砌石壩，則應(yīng)與揚(yáng)壓力觀測同時(shí)進(jìn)行。繞壩滲流觀測任務(wù)六土石壩滲流觀測觀測方法：土壩滲跪流量觀藍(lán)測設(shè)備險(xiǎn)布置1—土壩熊壩體谷；2—壩頂績；3—集水鉗溝；4—量水別堰集水溝武設(shè)置麻在不壤受泄卸水建茫筑物銀泄水篩影響鮮和不鼠受壩悅面及花兩岸宣排泄廢雨水音影響扯的地血方，吧并應(yīng)艘結(jié)合恰地形撒盡量北使其贊平直絕整齊割，便牲于觀裹測。滲流陜量觀說測（非常俗重要）繞壩滲跪流觀測任務(wù)六躬土召石壩滲萬流觀測容積法捉、量水噴堰法、競測流速百法容積法容積籌法適用海于滲早流量郊小于1L響/s或滲流換水無法屈長期匯俯集排泄驕的地方縱。觀測陵時(shí)需進(jìn)傷行計(jì)時(shí)按，當(dāng)計(jì)扯時(shí)開始保時(shí)，將辣滲流水勤全部引鋸入容器若內(nèi)，計(jì)刺時(shí)結(jié)束賄時(shí)停止依。量出憲容器內(nèi)帥的水量受，已知催記取的皆時(shí)間，巡壽即可計(jì)勉算滲流購量。滲流量漂觀測（非繼常重豈要）繞壩滲運(yùn)流觀測任務(wù)源六央土癥石壩辰滲流嶺觀測量水堰散法適用于滲流量容為1～30碎0L陜/s范圍內(nèi)仔的情況三角仆堰示意圖適用頑于滲絮流量礎(chǔ)小于100斃L/s的情寇況梯形量左水堰示意豎圖適用于欲滲流量縱在10～300辨L/s的情況矩形堰狂適用于嫂滲流量孟大于50信L/吵S的情脆況滲流舉量觀米測（非路常重皺要）繞壩滲沿流觀測任務(wù)六萄土躁石壩滲公流觀測熱滲流惡監(jiān)測技礙術(shù)又稱姥為溫赤度示蝦蹤滲隆流監(jiān)態(tài)測技臟術(shù)?；驹卫硎牵寒?dāng)壩體和委壩基內(nèi)免無滲流翠水流動(dòng)失時(shí)，其香溫度是薄連續(xù)分龜布、均滾勻變化育且具有宣一定規(guī)失律性的稼。當(dāng)有庸?jié)B流（書特別是討集中滲們流）流絡(luò)經(jīng)壩體弦或壩基濫時(shí)，一題方面由緊于滲流裕水與壩寶體或壩徒基介質(zhì)拜的溫度孟不同，嘉必然改撫變壩體睛或壩基灣溫度狀促態(tài)，溫成度分布適規(guī)律性滋被破壞章；另一權(quán)方面，壇由于水霞是良好級(jí)的熱載巧體，其坐熱傳導(dǎo)盡流量比轉(zhuǎn)土體大挖幾倍乃劑至幾十衣倍，具尸有很強(qiáng)需的吸熱鋼效應(yīng)，增必然導(dǎo)晴致壩體籍或壩基伴溫度出兵現(xiàn)異?；?，特別無是在滲脾流量發(fā)誘生變化嫌時(shí)，這蝦種異常勻?qū)⒏又裁黠@。醋據(jù)此，罷將大量穿具有較臘高靈敏睜度的溫木度傳感長器買入辛堤壩等竊土石介海質(zhì)的擋撕蓄水建緞筑物基旬礎(chǔ)或內(nèi)羞部，通來過溫度睛觀測成跑果來判棵斷滲流育通道和睡滲透途魄徑。繞壩滲為流觀測任務(wù)六竿土液石壩滲班流觀測滲流水貿(mào)質(zhì)監(jiān)測滲流水的透明欲度測定清潔的水貫是透被明的蓬，而謹(jǐn)當(dāng)水藏中含逃有懸盞浮物憶或膠盼體化析合物夢(mèng)時(shí)，濫其透僑明度筍便大介大降勤低。翅水中緒懸浮隊(duì)物等屈的含娃量越紙大，迷其透理明度碼越小?，F(xiàn)場測賭定儀器由擺三部分港組成：仍①長度需為15月0cm則的帶有閘刻度的秤木質(zhì)或瓣鐵質(zhì)直尋桿，桿炸上刻度釘?shù)膯挝欢笧?c劣m，最咳大刻度言120蓋cm，掏并以圓洲盤處為超零點(diǎn)；畫②用搪妻瓷板、忙木板或舍鐵板制拴成的厚感0.5機(jī)cm、月直徑3析0cm弱的圓盤絲式；③小技鉛魚。猜直桿頂捕端系繩搶索，方襯便測量抓時(shí)上下姐提放。繞壩廳滲流騾觀測任務(wù)兇六鵝土附石壩欺滲流尚觀測滲流水客質(zhì)監(jiān)測滲流皇水的透死明度測定室內(nèi)左測定透明憲度測賤定管銀，即椒帶有帽刻度衡的內(nèi)罷徑為敲3c有m，走長度洞為3跌5c準(zhǔn)m、她50弦cm合或1選00廟cm是的玻治璃管晉，其乖下放榨一白航瓷片升，瓷垮片上增有寬忌度為潛1m妹m的蝕黑色六十字兇和4仇個(gè)直叉徑為穴1m爬m(xù)的帆黑點(diǎn)練。繞壩滲便流觀測任務(wù)彩六裕土保石壩字滲流像觀測透明度煤管示意圖違，單位：cm1—玻璃管旺；2—閥門凳；3—膠管；4—鉛印字洲體小室結(jié)本任中務(wù)主目要介痰紹土讀石壩