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浸润线观测

作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:水利卷

    在土坝坝体有代表性的部位布置测点,埋设观测管,利用观测仪器定期测量管内水面位置,借以了解在水头作用下土坝内浸润线的变化。观测目的在于掌握土坝运行期间渗流变化规律.判断渗流是否正常,为土坝安全运行提供依据。

    观测断面布置 根据工程的重要性、规模、坝型、施工方法、坝基地质条件、防渗结构形式及排水设备等进行布置。一般情况,观测断面间距为100~200米。预计可能出现异常渗流的地方,最大坝高位置、原河床段及施工合龙段等部位,各布设一个观测断面。

    断面观测管布置 要求所设管位及数量能观测到浸润线及其变化规律,并能测得管水位变化幅度的全过程。均质土坝可设置较均匀的点位,见图1。宽粘土心墙坝心墙内也可布设观测管。对于斜墙坝可在防渗斜墙后设置略向上游倾斜的进水管段的观测管。观测管的管材要求不易变形和有较好的抗腐蚀性,通常采用金属管、塑料管及无沙混凝土管,其结构形式一般多用单孔单管,为了分层取得渗流压力分布情况,也可采用单孔分层管。观测管管底通常应在该处最低浸润线以下1~2米,管底以上0.5~1.0米管壁不钻孔,作为淤积管段,上接进水管段(花管段),管壁钻有孔距为100~120毫米,孔径6~8毫米的进水孔(见图2)。有孔段的上下端应分别高于或低于设计最高或最低浸润线。进水管段的上面为引导管,用以将观测管引伸到坝体表面,管口加设防护措施,防止雨水灌入及避免堵塞。整个观测管要求铅直和内壁光滑,以利于观测管内水位。

    

图1 均质土坝(有反滤坝趾)观测管布置示意图

    

图2 观测管进水段示意图

    观测仪器和观测要求 常用的观测管水位观测仪器有测深钟、电测水位器及示数水位器等。观测时用钢尺或测绳将仪器吊放入观测管中测读管内水面与管口之间的距离,再由管口高程换算成管水位高程。一些观测管数量较多或渗流现象比较复杂的大型土坝,常采用集控式或自计式观测设备,其一次感应仪器有:重锤跟踪仪、压力传感器、激光测距仪、声波测距仪、变电容式或浮子式液压计等。转换形式有码盘寄存、等级电压转换、光电脉冲、模拟电压转换、接触式码盘、振弦式压力频率传感器及电容电桥等。

    土坝运用初期,浸润线观测一般每天一次;正常运用期,一般不少于10天一次;当水位上升较快或超过正常高水位时,应适当增加测次;当地震或渗透异常时,也应增加测次。其精度要求:两次读数差,对于大型水库土坝,不应大于1厘米;对于中型水库土坝,不大于2厘米。

    土坝在运用中属于非稳定渗流,而且影响土坝浸润线位置的因素很多,如上游库水位、下游尾水位、坝体结构形式、筑坝材料、基础地质条件、降雨、气温及大气压力等。在进行观测时,应同时进行库水位、坝后渗水流量、渗水透明度、坝前分层水温、测压管内水温及大气压力等项目观测。

    观测资料的整理与分析由于坝体土料不均匀、地基渗透性、水头不稳定作用以及降雨、气温等影响,实测浸润线往往与设计存在很大差异。因此要掌握实际渗流情况和预报高水位时的浸润线,以及验算运用中坝体稳定性,都需要认真分析观测资料与数据。在进行资料分析中,要考虑观测管水位变化滞后于库水位变化的因素。在原始观测资料整理时,着重于绘制观测管水位过程线、实测浸润线与设计浸润线的对比图、观测管水位与库水位关系过程线和相关曲线,以及管水位特征过程线、位势过程线等。并可运用回归方程来预报管水位以及推求实际渗透系数等。