土石坝安全监测与维修养护-土石坝渗流监测

土石坝渗流监测目录4土坝及绕坝渗流量监测设计布置、监测方法介绍04土坝及绕坝渗流量监测设计布置、监测方法介绍4.土坝及绕坝渗流量监测设计布置、监测方法介绍为了解水库蓄水后的水量损失，更重要的是由于渗流量的变化能直观、全面地反映大坝的综合工作状态，以分析大坝在运行期的安全性，必须进行渗流量观测，同时还应观测渗水温度。大坝的渗流量由三部分组成：坝体的渗流量、坝基的渗流量、通过两岸山体绕渗或两岸地下水补给的渗流量。为了监测各部分的渗透稳定性，各分区的渗流量应尽量分别进行观测，应特别重视坝基浅层、心墙和斜墙的渗流量观测。在进行渗流量观测时，应结合进行上下游水位、气温、水温及降水量的观测。对渗透水，可根据需要定期取水样进行透明度观测和水质的化学分析。※技术应用※一、渗流量观测布置（一）总渗流量观测布置对于坝下游有渗出水，一般在坝脚下游能汇集的地方设置集水沟，在集水沟的出口处布置量水堰，如集水沟后接有排水沟，量水堰也可设置在排水沟内。这种布置观测的渗流量是出逸总水量，还有一部分从坝基内向下游渗出的水量（潜流），但由于地下潜流的渗流坡降随水库水位的变化不大，可以将潜流流量视为常数，观测渗流量另潜流流量即为总渗流量。（二）土石坝分区渗流量观测布置

用横向不透水的隔水墙将各段分开。

在各坝段心墙或斜墙下游的基槽内铺设排渗管，分别将各坝段的渗流量引至下游排水沟内，用量水堰进行观测。排水管内应为无压流。

为避免渗水排向下游坝壳或下游水位回水的影响，可在心墙或下游基槽的下游侧设置纵向不透水隔墙，墙顶应高于下游最高水位。※技能操作※二、安装埋设

量水堰一般设在排水沟的直线段上，堰身采用矩形断面，堰板应为不锈钢材料。

堰槽段的尺寸及其与堰板的相对关系应满足如下要求：堰槽段全长应大于7倍堰口水头，但不小于2m，其中堰板上游应大于5倍堰口水头，但不得小于1.5m，堰槽宽度应不小于堰口最大宽度的3倍。

堰板应为平面，局部不平处不得大于±3mm，堰口的局部不平处不得大于±1mm。

堰板顶部应水平，两侧高差不得大于堰宽的1/500，直角三角堰的直角误差不得大于30”。

堰板和侧墙应铅直，误差不得大于30”。

两侧墙应平行，局部的间距误差不得大于10mm。

水尺或水位计装置应该在堰板上游3～5倍堰口水头处。

量水堰安装后，应详细填写考证表。土石坝渗流监测目录3土石坝渗流压力监测仪器类型（测压管、渗压计）、构成、安装及监测方法介绍03土石坝渗流压力监测仪器类型（测压管、渗压计）、构成、安装及监测方法介绍※技能操作※（二）安装埋设1.渗压计在埋设前必须进行室内检验率定，合格后方可使用。按设计要求接长电缆（或仪器出厂前按设计要求长度定制电缆），做好电缆接头的密封处理，并作绝缘度检验，电缆接长后须用测读仪进行测量，并作记录。2.安装前需将渗压计在水中浸泡24h以上，使其达到饱和状态，再将测头放进装有干净的饱和细砂袋，防止水泥浆或粘土细颗粒进入渗压计内部，堵塞进水。3.在土石坝坝基表面埋设，可采用坑式埋设法。在坝内埋设时，当坝面填筑高度超出测点埋设高程的0.3m时，在测点挖坑，坑深约0.4m，采用砂包裹体的方法，将渗压计在坑内就地埋设。砂包裹体由中粗砂组成，并以水饱和。然后采用薄层辅料，专门压实的方法，按设计回填原开挖料。埋设后的渗压计，仪器以上的填方安全覆盖厚度不小于1m。土石坝坝体内埋设渗压计有两种方法：一是随坝体的填筑直接埋设；另一种是钻孔埋设。渗压计埋设前，取下仪器端部的透水石，在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈（但要避免堵孔）。安装前需将仪器在水中浸泡24h以上，使其达到饱和状态。埋设方法如下图所示。渗压计坝体中埋设示意图渗压计钻孔埋(1)在坝体中埋设渗压计方法。

清理好渗压计埋设点处的基础面后，开挖埋设坑，坑底尺寸为15cm×40cm，深度40cm。

将坑底部先铺10-15cm干净的中粗砂，并注水饱和，测头埋人后，周围回填中粗砂，注水饱和，并小心用人工击实。

中粗砂以上可填筑坝体土料，坑深高度以内用人工分层夯实，其压实密度和含水量同坝体填土。

在反滤层粗砂和砂砾料排水带中，以及河槽砂卵石坝基表面埋设渗压计方法基本同上，依反滤关系，侧头周围填料亦可用粗砂填筑。(2)钻孔中埋设渗压计方法

在埋设点位置垂直钻孔至预定深度以下15—30cm，孔径≠llOmm。安装渗压计的钻孔均不得采用泥浆钻进。

冲洗钻孔后，在孔底用干净的细砂回填至渗压计端头以下15cm。

将渗压计封装在饱水的透水砂袋中，放人钻孔内预定深度，用干净的砂回填至测头以上30cm，记录埋设高程并1)均质透水坝基，除渗流出口内侧必设1测点外，其余视坝型而定。有铺盖的均质坝、斜墙坝和心墙坝，应在铺盖末端底部设1测点，其余部位适当插补测点；有截渗墙（槽）的心墙坝、斜墙坝，应在墙（槽）的上、下游侧各设1测点，当墙（槽）偏上游坝踵时，可仅在下游侧设点；有刚性防渗墙与塑性心（斜）墙相接时，需在结合部适当增设测点。※基本知识※1.测压管水位观测当测压管水位低于管口时，采用电测水位计量测测压管水位。首先将水位计测头缓慢放入管内，在指示器和蜂鸣器开始反应时，测量出管口至孔内水面的距离。应先后观测两次，两次读数之差不应大于1cm。当测压管水位高于管口时，采用压力表测量管内水压。原则上应首先排掉管内积存气体，待压力稳定后才能读数。压力值应读到压力表的最小估算单位，每年应对压力表进行一次校验。无论是测压管内水位高于或低于管口，均可采用渗压计进行测读。2.坝基渗流压力观测方法坝基渗流压力观测设施及其安装一般情况同本节“一”。但当接触面处的测点选用测压管时，其透水段和回填反滤料的长度宜小于0.5m。3.渗压计观测方法(1)钢弦式渗压计水压力P计算公式：Pt=K×（R0-Rt）+C×（Tt-T0）（10.27）式中：P－t时刻测量的渗压力（MPa）K－仪器系数（MPa/digitl）Rt－t时刻仪器读数（digitl）R0－初始仪器读数（digitl）C－温度系数（MPa/℃）Tt－t时刻温度读数（℃）T0－初始温度读数（℃）(2)差阻式渗压计水压力P计算公式：式中：P—渗透水压力（MPa），受压为负值f—渗压计最小读数（10-6/0.01%）b—渗压计的温度修正系数（MPa/ºC）ΔZ—电阻比相对于基准值的变化量，仪器压力升高，ΔZ为负Δt—温度相对于基准值的变化量，温度升高为正，降低为负，单位ºC另外，对于渗压计而言，由于在装有感应部件的密封室内除了灌充中性油用于保护