燕山水庫測壓管在設(shè)計(jì)施工與觀測管理中的若干問題探討

□李 建 □黃 峰 □汪晨陽（河南省燕山水庫管理局）

燕山水庫測壓管在設(shè)計(jì)施工與觀測管理中的若干問題探討

□李 建 □黃 峰 □汪晨陽（河南省燕山水庫管理局）

文章結(jié)合燕山水庫測壓管的實(shí)際情況，以溢洪道測壓管up-y1為例，簡要闡述測壓管設(shè)計(jì)時的管口改造、結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)指標(biāo)，對測壓管施工過程中的測量放樣、造孔，測壓管制作，安裝埋設(shè)等工藝做了詳細(xì)敘述，重點(diǎn)介紹水庫運(yùn)行管理期測壓管管口高程校核、靈敏度檢驗(yàn)、測壓管進(jìn)水段淤積堵塞的處理，以及儀器的使用保養(yǎng)。用實(shí)例分析up-y1數(shù)據(jù)異常的原因。

測壓管；設(shè)計(jì)；施工；管理維護(hù)；異常分析

1 工程概況

燕山水庫流域面積1169km2，主要任務(wù)是以防洪為主，結(jié)合供水、灌溉，兼顧發(fā)電等綜合利用。燕山水庫工程總庫容9.25億m3，整體工程等別和規(guī)模屬于大（2）型，主要建筑物包括大壩、溢洪道、泄洪洞和輸水洞進(jìn)水口為2級。

2 測壓管設(shè)計(jì)

2.1 溢洪道周邊測壓管根據(jù)各項(xiàng)規(guī)范要求對管口進(jìn)行了改造

φ12圓鋼的長度約18～20cm，焊接在測壓管上，具體位置如圖1所示。盡量左右對稱。扁鐵是作為防雷接地用，因此須保證焊接牢靠，不能虛焊。扁鐵采用長度為25cm左右、寬度為3cm左右、厚度3mm鋼材，焊接時，從中間折彎90°，焊接的位置如圖1所示。測壓管開挖的橢圓孔口邊必須光滑，以免傷電纜。

2.2 測壓管結(jié)構(gòu)

本工程測壓管口徑為50mm的鍍鋅鋼管，壁厚為3.00mm。根據(jù)規(guī)范要求為保證管壁上的開孔面積滿足開工率的要求，濾管上的鉆孔直徑為6.00mm，沿管周每周均布鉆14孔為宜，見圖2。

2.3 測壓管各項(xiàng)指標(biāo)

測壓管大致分為透水段、沉砂段和管徑。以up-y1為例，測壓管管體透水段長度1.00m，孔底高程是76.91m，周圍填充的是反濾料，透水段小于進(jìn)水段，進(jìn)水段是測壓管孔底到反濾層頂面的孔段長度，測壓管日常觀測中，就是測量進(jìn)水管段的的平均值，進(jìn)水段長度不宜過大，正常范圍是1～2m。沉砂管長度是0.30m，管底高程80m，up-y1內(nèi)徑50.80mm，外經(jīng)58.80mm，測壓管接管長度39.34m，測壓管總長度39.34m。

3 測壓管的施工

圖1 測壓管管口改造圖 (單位：mm)

圖2 測壓管構(gòu)造圖

3.1 測量放樣

按照監(jiān)理人確認(rèn)的工作基點(diǎn)，根據(jù)施工圖紙，對測點(diǎn)正確測量放線。本次定位平面位置和垂直方向偏差均<5cm，滿足規(guī)范要求的孔位與設(shè)計(jì)位置偏差≤100mm的要求。

3.2 造孔

以up-y1為例，按測量放樣確定的位置就位，鉆具、鉆桿連接鉛直不許彎曲，確保鉆孔垂直度，此次鉆孔傾斜度<2。開孔直徑110mm，深度按照設(shè)計(jì)要求建基面下1.50m。滿足設(shè)計(jì)要求的終孔直徑≥90mm，深入相應(yīng)透水層深度≮1m的要求。鉆進(jìn)采用Z150型地質(zhì)鉆造孔，鉆進(jìn)過程中要求記錄完整，丈量準(zhǔn)確。以up-y1為例，孔底高程是76.91m，孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，采用壓水進(jìn)行沖洗，將孔道內(nèi)的鉆孔巖屑和泥沙沖洗干凈，直到回水變清10min后結(jié)束。報(bào)請監(jiān)理復(fù)測和驗(yàn)收，合格后開始安裝測壓管，安裝完成并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可搬遷孔位。

3.3 測壓管的制作

以up-y1為例，測壓管采用內(nèi)徑50.80mm鍍鋅鋼管制作，管底封閉，進(jìn)水段開孔率為20%，進(jìn)水段長度為1m。在施工過程中，會有卡管的情況，允許根據(jù)實(shí)際需要焊制45度導(dǎo)向錐。up-y1進(jìn)水管外包裹反濾無紡布，測壓管之間采用外接螺紋管箍，生膠帶密封，管周回填粗砂反濾料。測壓管保持垂直。透水段根據(jù)長度要求，自底向上鉆透水孔，孔間5梅花狀錯開分布。透水孔用φ8mm的鉆頭鉆通孔，嚴(yán)禁用氣焊割孔。鉆孔后打光管壁內(nèi)外的鉆孔毛刺和鉆屑等。管底封閉，不留沉淀管段。

3.4 儀器安裝埋設(shè)

3.4.1 埋設(shè)前的準(zhǔn)備工作

檢查測壓管制作是否符合設(shè)計(jì)要求，外觀是否完好。對安裝測壓管地點(diǎn)進(jìn)行測量定位，并做明顯標(biāo)志，將測量定位資料及時整理，認(rèn)真記錄在埋設(shè)考證表內(nèi)。安裝前檢查進(jìn)水管開孔率為20%，進(jìn)水管長度為1m。準(zhǔn)備中砂和細(xì)砂備用。

3.4.2 安裝埋設(shè)

用干凈的細(xì)砂回填至測壓管端頭以下15cm。將測壓管進(jìn)水段包裹反濾無紡布放入鉆孔內(nèi)預(yù)定深度，管周回填粗砂反濾料至花管上部20cm處，余下的孔段全部用水泥砂漿回填。施工完成后按照施工圖紙或監(jiān)理人指示澆筑孔口混凝土保護(hù)墩并安裝孔口保護(hù)蓋板。在施工期間,由于土體沉降量大,必須定期進(jìn)行管口高程測量,國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)定在施工期和初蓄期應(yīng)每隔1-3個月校測一次。測壓管安裝完畢后,應(yīng)按《水工建筑物觀測工作手冊》第59條有關(guān)要求,注水檢驗(yàn),以檢查測壓管的靈敏度。

3.5 觀測

測壓管安裝后立即觀測，以檢查測壓管是否正常；測壓管隨壩體分層澆筑進(jìn)行埋設(shè)，如發(fā)現(xiàn)斷裂、歪斜應(yīng)立即處理或更換測壓管。測壓管安裝后的一周內(nèi)，每日觀測一次，以后改為每周觀測兩次，持續(xù)一個月，再后改為每周觀測一次。

4 測壓管的管理維護(hù)

4.1 管口高程測量

測壓管管內(nèi)水位是根據(jù)管口高程算出來的，按照規(guī)范，施工期間1-3個月校核一次管口高程，運(yùn)行期，按三等水準(zhǔn)測量，每年校核一次。校核時應(yīng)注意一些細(xì)節(jié)，在管口用油漆標(biāo)記高程點(diǎn)，保證每次測量的是同一個位置。

4.2 靈敏度檢驗(yàn)

測壓管靈敏度在水庫運(yùn)行管理期每5年做一次靈敏度檢測，方法是注水試驗(yàn)，在水庫水位穩(wěn)定期進(jìn)行，步驟如下：先準(zhǔn)備幾桶水，然后將測壓管管內(nèi)水位測出。將水快速注入管內(nèi)，使水淹沒管頂。注水后，用電測水位儀在 1、3、5、10、20、30、60min的時候各讀取數(shù)據(jù)一次，并認(rèn)真記錄，60min以后可以時間長一些再過來觀測水位，一直到水位恢復(fù)或接近注水前的水位，記錄原始數(shù)據(jù)以后，繪制過程線。根據(jù)規(guī)范要求，砂礫料地基一般是12h為合格。

4.3 測壓管進(jìn)水段淤積、堵塞檢查

4.3.1 測壓管進(jìn)水段透水孔是否堵塞

保證透水孔的通透性是測壓管工作的重要保證，如果進(jìn)水段被淤積，或被固體顆粒堵塞，會嚴(yán)重影響測壓管的靈敏度，當(dāng)土壤或者基巖水位低于孔底高程的時候，由于通透性不好，管內(nèi)水不能及時排除，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)滯后現(xiàn)象。

4.3.2 測壓管淤積量計(jì)算

測壓管淤積高程是管口高程減去管內(nèi)淤積面高程，然后再減去管底高程。按規(guī)范要求，每年汛后進(jìn)行淤積量檢查。檢查方法為用電測水位儀兩次測量以后求平均值，但是兩次測量誤差≤5cm。

4.3.3 當(dāng)測壓管淤積物影響到正常觀測時要分析原因

對于淤積的淤泥可用壓力水泵沖洗，注意沖洗時水管放在距離淤積面0.50m處，避免水壓力對反濾料的破壞和周圍土壤的破壞，一直沖洗到冒出清水為止。對于測壓管內(nèi)的固體顆粒要用特制的撈石器或者沖擊式撈石器進(jìn)行清除，完成清淤工作后，馬上進(jìn)行靈敏度試驗(yàn)。

4.4 觀測設(shè)備要注意愛護(hù)和保護(hù)

觀測用的電測水位儀，要嚴(yán)格按照儀器使用方法操作，使用完畢后，應(yīng)放置原位。根據(jù)規(guī)范要求，1-3個月校核一次。校核方法要嚴(yán)格按照規(guī)范。

測壓管一般在戶外，使用時要注意管口保護(hù)，防止降雨、地面徑流以及周圍生活用水設(shè)施對管內(nèi)水位的影響。管口易生銹和損壞，發(fā)現(xiàn)有上述情況應(yīng)盡快維護(hù)。

5 實(shí)例分析數(shù)據(jù)異常

結(jié)合燕山水庫長期觀測數(shù)據(jù)，以up-y1管2014年5月份數(shù)據(jù)為例簡要分析造成異常的因數(shù)。Up-y1在5月8日的管內(nèi)水位為106.16m，庫水位是103.18m，間隔升降是0.32m,在5月15日的管內(nèi)水位是104.80m，庫水位是103.18m，間隔升降是-1.37m。在庫水位不變的情況下，造成管內(nèi)水位突變，初步分析有以下原因:一是管口防雨措施不好，管口蓋板封閉不好，地面徑流影響；二是管內(nèi)淤積量影響，5月22日觀測up-y1管內(nèi)淤積量為0.97m，5月29日管內(nèi)淤積量為0.96m，平均值為0.97m；三是測壓管失效，反濾層不起作用，密封失效，管身彎曲、變樣，長時間被腐蝕。如果測壓管失效，需要考慮重新埋設(shè)，以保證正常觀測延續(xù)進(jìn)行。

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2014-06-30

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