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1 監(jiān)測方法的選擇
水庫大壩滲流監(jiān)測將首先實現(xiàn)滲壓（浸潤線）監(jiān)測自動化，但浸潤線監(jiān)測有測壓管法和埋設滲壓計法2種方
法，選用何種方法要根據(jù)具體情況確定。
1．1 測壓管法及埋設滲壓計法比較
1．1．1 用 途
測壓管可用來監(jiān)測壩體浸潤線、滲壓壓力、地下水位及繞壩滲流等。 埋設滲壓計除可以監(jiān)測上述項目外，還可用來監(jiān)測土石壩的孔隙水壓力。
1．1．2 應用時應注意的問題
測壓管的應用要求不能構成新的滲流通道，更不能對壩體造成破壞，因此在土石壩的防滲體交界面等處不
宜使用。而采用埋設滲壓計的方法使用場合卻較為廣泛，但電纜敷設時也要避免構成滲流通道，并且要考慮
到電纜熱脹冷縮所產(chǎn)生的影響［1］。
1．1．3 施工安裝
根據(jù)施工和應用經(jīng)驗，測壓管施工可以在工程實施和運行過程的任意時候進行，而埋設滲壓計一般在施工
過程中（針對不能設置測壓管的地方）進行，當然在工程竣工后，能采用測壓管的地方也均可采用埋設滲壓
計法進行滲壓監(jiān)測。但兩者施工時都要求鉆孔時不造成壩體結構的破壞和構成新的滲流通。測壓管和埋設滲
壓計的方法都可以在一條鉛直線上設置多個測點，但兩者施工要求都較高。
1．1．4 測值精確度
采用常用監(jiān)測手段對測壓管水位本身進行監(jiān)測可達較高精度，如采用測深鐘等設備進行測量，精度可達
0．5～1
cm。但是由于測壓管是將測點的壓力反應成一定體積的水頭，因此測壓管本身測值與真實測值存在
誤差與滯后。從時間上來講，需要管內(nèi)水位累積到一定的高程或消散到一定的高程，從而受到“水流速”的
影響。在滲透系數(shù)大，作用水頭、變幅及變化速度均較小的地方應用尚可，而在滲透系數(shù)小、作用水頭大的
地方，滯后時間會很長，在庫水位變化快時，資料分析更加困難。因此規(guī)范規(guī)定：“作用水頭大于20
m的壩，
滲透系數(shù)小于10－4
cm／s的土中，觀測不穩(wěn)定滲流過程以及不適宜埋設測壓管的部位如鋪蓋或斜墻底部、
接觸面等，宜采用振弦式孔隙水壓力計。”為減少體積的影響，測壓管有向細管方面發(fā)展的趨勢，規(guī)范規(guī)定
“測壓管宜采用鍍鋅鋼管或硬塑料管，一般內(nèi)徑不宜大于50
mm，而近年在浙江和湖南的一些土壩采用了15
mm的聚氯乙烯塑料管，海南的松濤土壩采用15
mm的鍍鋅鋼管”［3］。從空間上講，測壓管監(jiān)測的是進水
管段的“平均”值，因此為減少誤差，進水管段不宜太長，規(guī)范規(guī)定“測壓管的透水段一般長1～2
m，當用
于點壓力觀測時應小于0．5
m”。 測壓管必須注意施工質量、管口保護和運行維護，以防降雨、地面徑
流對管內(nèi)水位的影響。另外就是測壓管容易受泥沙沉積及進水孔堵死的影響，因此規(guī)范規(guī)定不留沉淀管，以
避免因土體中實際水位低于測壓管管底高程時沉淀管存在“死水”而造成觀測水位偏高的假象。在百丈漈、
昆都侖等每年校測一次”。
1．1．5 運行和維護
測壓管使用要注意管口保護，如魯布革大壩繞壩滲流監(jiān)測的許多測壓管就因放牛娃在管內(nèi)投入石塊而不能
使用。因此使用一定時間后一定要對靈敏度進行檢驗，如發(fā)現(xiàn)有泥砂沉淀必須進行掃孔。埋設滲壓計法則無
上述問題，采用埋設滲壓計的方法進行滲壓監(jiān)測，其測值精確度與儀器（傳感器）及監(jiān)測儀表（系統(tǒng)）有關，如監(jiān)測儀器質量有保證，其維護工作量小，但如監(jiān)測儀器報廢，該測點不能恢復，所以也要定期對監(jiān)測資料
進行分析和對儀器進行鑒定，以考核儀器及測量系統(tǒng)（設備）的可靠性。
1．1．6 測量自動化
測壓管在實現(xiàn)自動化時有如下特點：可以進行人工比測，從而校核自動化測值的可靠性。儀器運行一段時
間后，可以對儀器進行重新率定，以了解儀器參數(shù)的變化和儀器性能，同時可以檢校測值的穩(wěn)定性，當測量
儀器損壞時可以更換。而采用埋設滲壓計的方法不能進行人工比測，監(jiān)測儀器損壞后不方便進行更換。如魯
布革大壩、松子坑大壩埋設了大量滲壓計，都因儀器質量和施工質量得不到保證不得不進行更新改造。如魯
布革重新補充了12支測壓管，而松子坑大壩由于原埋設儀器全都不能應用，不得不重新進行監(jiān)測設計。
1．1．7 測壓管法與埋設滲壓計法的優(yōu)缺點
測壓管法由于監(jiān)測的是“體積”量，因此當壩體內(nèi)出現(xiàn)裂縫從而形成集中滲漏時，其反應非常敏感，同時
由于測壓管里的水質反映了壩（巖）體化學性質的變化。因此可以利用測壓管進行水質監(jiān)測，同時由于溫度
監(jiān)測在滲流監(jiān)測資料分析中的作用越來越明顯［3］，而測壓管結構容易實現(xiàn)管內(nèi)水溫測量。當然測壓管在
測值精確度及運行維護過程中也有上文所述的不足之處。 埋沒滲壓計維護工作量較小，但儀器不能更換
，不能進行人工比測，測值可靠性難以校核。
1．1．8 實施滲壓監(jiān)測時應注意的問題
（1）無論是采用測壓管法或是埋設滲壓計法進行滲壓監(jiān)測時均應目的明確，形成觀測斷面，測點應具體到
壩體、壩基、繞壩或斷層的具體測點、具體物理量，測點布置時應根據(jù)規(guī)范、經(jīng)驗結合具體工程進行確定。
（2）兩種滲壓監(jiān)測方法對施工要求都很高，一定要確保施工質量。對于采用埋設滲壓計法，一定要確保儀
器和電纜質量，選型前一定要仔細研究儀器的長期穩(wěn)定性、精確度和在其它工程應用情況，安裝前要對所有
儀器進行率定和電纜測試，安裝時要注意儀器和電纜保護；而對于測壓管法，使用時一定要定期進行靈敏度
檢驗和進水管及管口高程復核。
（3）由于溫度監(jiān)測資料在滲流分析中的重要作用越來越明顯，在儀器選型和測量方法上必須注意。
1．1．9 工程應用情況
在新工程的監(jiān)測設計中或老壩的監(jiān)測系統(tǒng)更新改造中兩種監(jiān)測方法均有采用，如新工程飛來峽大壩由珠委
設計，老工程如察爾森水庫大壩由東勘院設計均采用了測壓管法進行滲壓監(jiān)測；同樣采用埋設滲壓計監(jiān)測滲
壓的大壩也很多，如由南京水科院設計的老壩監(jiān)測系統(tǒng)更新改造中的“七一水庫”大壩。
2 監(jiān)測儀器的選型
2．1測壓管自動監(jiān)測儀器類型、特點和應用情況
目前實現(xiàn)測壓管水位監(jiān)測自動化的儀器較多，具體有差阻式、壓阻式、電感式、電容式、振弦式等，下面
分別進行說明。
（1）差動電阻式孔隙壓力計
穩(wěn)定性較好，但靈敏度很低，不滿足低水位揚壓力監(jiān)測要求，過去曾有一些混凝土壩采用這種儀器作防滲
帷幕前的揚壓力監(jiān)測之用，取得一定成果，但對于象王屋這樣一座土壩，由于壩高較小，差阻式孔隙壓力計
根本不能使用。
（2）壓阻式高精度揚壓力計
壓阻式高精度揚壓力計是一種靈敏度很高的傳感器，但穩(wěn)定性較難保證，同時安裝損壞率高，曾用于艸侵
窩大壩，因監(jiān)測效果不好而拆除。
（3）電感式高精度揚壓力計
測量精度較壓阻式傳感器低，但優(yōu)于差動電阻式滲壓計，在以禮河、梅山、鳳灘等處使用效果均不好，表
現(xiàn)為測值不穩(wěn)定、損壞率高。
（4）電容式滲壓計
電容式滲壓計（也稱電容觸點式水位計），不能用于埋設在土壩內(nèi)部。它是根據(jù)在測壓管中均勻布置一些水
位敏感器件（包括電容極板），當水位達到某一高程時，即構成一個回路進行水位測量。該類型儀器在北方
應用較多，但效果不是太好，如在內(nèi)蒙的察爾森、廈門的北溪等工程中使用不到2年，即行報廢。
（5）振弦式儀器
振弦式儀器是利用水壓導致儀器內(nèi)鋼弦應變變化，從而導致其固有頻率變化的原理進行測量的。由于振弦
式儀器在國內(nèi)外使用較多、時間較長、產(chǎn)品較為成熟，而且振弦式儀器由于傳輸?shù)氖穷l率信號抗干頻能力強、
性能穩(wěn)定，因此得到廣泛的應用。
2．2 儀器選型的依據(jù)
對于大壩安全監(jiān)測，由于大壩是永久建筑物，大壩安全的重要性，大壩安全監(jiān)測儀器工作環(huán)境的惡劣性等
原因，要求大壩安全監(jiān)測儀器必須具有如下特征：
（1）精確性 監(jiān)測數(shù)據(jù)是為了分析大壩性態(tài)，評估大
壩安全，如果儀器的精確度達不到要求，大壩性態(tài)的變化（表現(xiàn)為測值變幅）就會掩蓋在測量誤差之中。
（2）長期穩(wěn)定性 由于大壩是百年大計，不是臨時建筑物，因此要準確掌 握大壩性態(tài)，監(jiān)測儀
器的長期穩(wěn)定性必須得到保證。
（3）環(huán)境適應性 由于水工環(huán)境的惡劣性（包括溫度、電磁環(huán)境惡劣、
氧化、銹蝕、沉淀物、微生物等因素的存在）又加重了對儀器長期穩(wěn)定性的考驗，因此對于大壩安全監(jiān)測儀
器而言，其穩(wěn)定性非常重要。
（4）兼容性 當有實現(xiàn)自動化要求時，必須考慮到大壩安全監(jiān)測儀器的兼
容性，信號采集、處理、傳輸?shù)扔嘘P問題。
（5）經(jīng)濟性 除了技術指標外，經(jīng)濟指標也是一個很重要的
因素，簡而言之，經(jīng)濟指標就是儀器的價格（到達安裝現(xiàn)場的價格）。
（6）實用性
實用性包括工程使用
情況和技術支持。 工程使用情況是上述技術經(jīng)濟指標的綜合說明，也只有經(jīng)過現(xiàn)場運行考核并得到用戶
認可的儀器才是好的儀器。 技術支持是指儀器生產(chǎn)廠家是否具有一定的經(jīng)濟、技術、管理、人才實力，
以確保儀器具有足夠的技術支撐，具體包括：儀器的更換、修復或備品備件，回答有關儀器的技術（包括接
口）問題等。 |
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