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06第六章 渗流监测.pdf

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到或接近注水前的水位。对于粘壤土,注水水位在五昼夜内降至原水位为灵敏度合格,对于砂壤土,一昼夜降至原水位为灵敏度合格;对于砂砾土,1~2h降至原水位或注水后水位升高不到3~5m为合格。在坝基岩体中,通常采用压水试验,。当一孔埋多根测压管时,应自上而下逐根检验,并同时观测非注水管的水位变化,以检验它们之间的封孔止水是否可靠。,应尽快安设管口保护装置。一般可采用混凝土预制、件现浇混凝土或砖石砌筑,但均要求结构简单、牢固,能防止雨水流入和人畜破坏,并能锁闭、开启方便。尺寸和形式应根据测压管水位和测读方便而定。当采用自计或遥测装置时,还应满足测量仪表的各种需求。,应随时记录和描述有关情况及数据,竣工时需提交完整的测压管钻孔柱状图和埋设考证表,并存档妥善保管。(三)观测方法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,其方法可见下节渗压计监测方法。二、渗压计渗压计用于监测岩土工程和其他混凝土建筑物的渗透水压力,适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部及其基础,测量结构物内部及基础的渗透水压力,也可用于水库水位或边坡地下水位的测量。渗压计根据传感器不同,可以分为钢弦式、差阻式和压阻式等,目前国内常用的为钢弦式渗压计和差阻式渗压计。(一)组成及工作原理钢弦式渗压计由透水石、承压膜、压力传感器、线圈、壳体和传输电缆等部分组成(图6-3)。136转化为等同的电信号测量出来。通过预先率定仪器参数即可计算出渗透压力。1-水石;2-钢弦;3-不锈钢体;4-引出电缆;5-膜片;6-激励及接收线圈;7-内密封图6-3钢弦式渗压计结构示意图差阻式渗压计是渗透水压力自进水口经透水石作用于感应弹性膜片上,引起感应膜片位移,从而使其敏感组件上的两根电阻丝电阻值发生变化,其中一根R1减小(增大),另一根R2增大(减小),相应电阻比发生变化,通过电阻比指示仪测量其电阻比变化而得到渗透压力的变化量。渗压计可同时测量电阻值的变化,经换算即为测点处的温度测值(图6-4)。电缆接座套筒外壳电阻敏感部件感应板前盖透水石图6-4差阻式渗压计结构示意图(二),合格后方可使用。按设计要求接长电缆(仪器出或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。,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。,可采用坑式埋设法。在坝内埋设时,,在测点挖坑,,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。,可采用浅孔埋设方法。在埋设部位预留(混凝土)或钻孔,13730~100cm(图6-5)。图6-,钻孔直径一般为110mm左右,钻孔完成后先将粒径约为10mm的砾石导入孔内,厚约40cm,然后将装有仪器的砂包吊入孔底。如孔太深可用钢丝吊住砂包,并把电缆绑在钢丝上吊装,以防止仪器电缆自重太大而受到损坏,再在上面填入40cm厚细砂,然后填20cm厚粒径为10~20mm的砾石,再在余孔段灌入水泥膨润土浆或预缩砂浆。如果一孔内埋设多个渗压计,则需分段密封。,按设计要求走向敷设电缆。为防止沿电缆走向渗水,电缆应尽可能分散敷设,必要时设立止水环。在过接缝时,宜套管(钢或塑料)保护。在变形较大段,宜地弯曲敷设,使电缆留有变形余,以防止变形过大而地拉断。(三):P=K×(R-R)+C×(T-T)t0tt0式中:P-t时刻测量的渗压力(MPa);K-仪器系数(MPa/digitl);R-t时刻仪器读数(digitl);tR-初始仪器读数(digitl);0C-温度系数(MPa/℃);T-t时刻温度读数(℃);tT-初始温度读数(℃)。:P?f?Z?b式中:P—渗透水压力(MPa),受压为负值;f—渗压计最小读数(10-6/%);138—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钢丝外,还保留少量空气,当温度升高后,空气和油都会膨胀,引起承压板向外变形,其变形方向刚好与渗水压力作用相反,使实测水压力减小,故计算渗水压力时,其温度补偿系数应取负号,这是与其它差阻式仪器不同之处。渗压计反映的水压力应为负值,如果出现正值,则有可能是测值不正常或温度补偿系数b的取值不合理造成的。渗流量监测一、观测方法及设施渗流量观测根据渗流量的大小和汇集条件,选用如下几种方法:;~300L/s时采用量水堰法;,将渗漏水引入排水沟中,采用流速法或超声波流量计测量,这种方法在实际工程中应用较少。(一)容积法观测流量时,需将渗流水引入容器内(如量筒等),测定渗流水容积和充水时间(一般为1min,且不得少于10s),即可求得渗流量。(二)量水堰法常用的有三角堰、梯形堰和矩形堰,常用的为三角堰,各种量水堰的堰板一般采用不锈钢板制作,各种量水堰与堰板结构见图6-6。。适用于流量在1-70L/s之间,三角形堰缺口为一等腰三角形,底角为直角,堰上水头约为50~300mm。。适用于流量在10-300L/s之间,常用1:,底(短)边宽度b应小于3倍堰口水头H,~。。适用于流量>50L/s,堰口b应为2~5倍堰上水头H,~。矩形堰分为无侧向收缩和有侧向收缩两种。-6量水堰结构示意图用于观测堰上水头的仪器设备有:水尺、水位测针或量水堰水位计。水尺精度不低于1mm,。测流速法观测渗流量的测速沟槽应是长度不小于15m的直线段,且断面一致,保持一定纵坡,不受其它水干扰。(三)流速法观测渗流量的测速沟槽应是长度不小于15m的直线段,且断面一致,保持一定纵坡,不受其它水干扰。二、,堰身采用矩形断面,堰板应为不锈钢材料。: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,,堰槽宽度应不小于堰口最大宽度的3倍。,局部不平处不得大于±3mm,堰口的局部不平处不得大于±1mm。,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”。,误差不得大于30”。,局部的间距误差不得大于10mm。~5倍堰口水头处。,应详细填写考证表。,应读到最小估读单位,量水堰的流量Q(m3/s)计算公式如下:1):H-堰上水头(m)2)梯形量水堰堰口应严格保持水平,1::?.3/2Q186bH3)矩形量水堰矩形量水堰计算较为复杂,无侧向收缩矩形量水堰流量Q计算公式为:Q?mb2gH3/2式中:m=(+),其余符号见上图。(一般为1min,且不得小于10s)。、排水孔或廊道排水沟内取得。在监测孔中取样时,也应在水库内同时取水样,以便分析比较。坝体混凝土中或基岩中的析出物,应取样做分析,检查是否有化学管涌或机械管涌发生。水质分析包括物理指标和化学指标两部分,有水质分析有全分析和简分析,一般情况下仅作简分析项目。全分析项目包括有:(1)水的物理性质:水温、气味、混浊度、色度。(2)PH值。(3)溶解气体:游离二氧化碳-CO、侵蚀性二氧化碳-CO、硫化氢-HO、溶解氧-O。2222(4)耗氧量。(5)生物原生质:亚***根-H-、***根-NO-、磷-P、铁离子(高铁-Fe3+及亚铁-Fe2+)、23氨离子-NH+、硅-Si。4(6)总碱度、总硬度及主要离子、碳酸根-CO2-、重碳酸根-HCO-、钙离子-Ca2+、镁离子-33Mg2+、***离子-C1-、硫酸根-SO2-、钾和钠离子-K++Na+。4(7)矿化度。简易分析项目包括有:色度、水温、气味、混浊度、PH值、游离二氧化碳、矿化度、总碱度、硫酸根、重碳酸根及钙、镁、钠、钾、***等离子。141