淺析塑料排水板縱向通水量在檢測中存在的問題

郭敏華

(廈門合誠工程檢測有限公司，福建 廈門 361000)

0 引言

所謂排水板縱向通水量實(shí)際上就是基于一定側(cè)向壓力作用下，最后穩(wěn)定梯度單位、穩(wěn)定時(shí)間單位排水排所具備的縱向通水能力。根據(jù)規(guī)范（JTS 206-1-2009、JTG E50-2006、SL 235-2012）要求，該試驗(yàn)可采用立式通水量測試儀或臥式通水量測試儀，設(shè)備如圖所示：

圖1：立式通水量測試儀示意圖

圖2：臥式通水量測試儀示意圖

1 試驗(yàn)概述

1.1 試驗(yàn)基本條件

按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的實(shí)際要求，塑料排水板縱向通水量試驗(yàn)需要在開展過程中滿足以下三方面條件：

1、試樣在規(guī)定的長度范圍內(nèi)應(yīng)受到均勻且恒定的側(cè)壓力；

2、試樣兩端連接處應(yīng)密封良好，在側(cè)壓力作用下應(yīng)不漏水；

3、連接管路宜短而粗，以減少水頭損失，宜控制水溫為20±2℃。

1.2 縱向通水量儀設(shè)備原理

我司縱向通水量試驗(yàn)采用的是臥式縱向通水量儀，是滄州智晟生產(chǎn)的全自動塑料排水板縱向通水測定儀，型號TSY-17。

縱向通水量儀設(shè)備的具體工作原理如下：首先將水通過送水溢流水箱直接送進(jìn)工作容器內(nèi)部，直至水完全充滿容器，則可以將加壓泵啟動，向加壓容積進(jìn)行適當(dāng)加壓，接著利用壓力控制智能表對水壓進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，最后將壓力從加壓容器向工作容器傳遞，達(dá)到壓力平衡的目的。

整個(gè)試驗(yàn)過程中，設(shè)備能保持側(cè)壓力（350kPa）穩(wěn)定，并具備自動計(jì)時(shí)的功能。

1.3 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)測試塑料排水板通水量可以按照以下四個(gè)步驟進(jìn)行有序操作：

(1)制取塑料排水板樣品兩個(gè)，每個(gè)樣品長度約50cm。試驗(yàn)前將樣品調(diào)直（注意不能擠壓到芯板），用乳膠膜包裹后按要求安裝在通水儀上；

(2)首先打開縱向通水量測定儀電源開關(guān)，然后打開通水開關(guān)，使工作容器充滿水，同時(shí)控制水流穩(wěn)定在水力梯度（i=0.5）下；

(3)開啟加壓裝置（設(shè)置壓力），設(shè)備持續(xù)加壓直至壓力穩(wěn)定在350kPa，壓力穩(wěn)定后設(shè)備開始自動計(jì)時(shí)；

(4)根據(jù)規(guī)范要求的時(shí)間進(jìn)行通水量的測定。

2 檢測時(shí)間及環(huán)境條件

2.1 試驗(yàn)時(shí)間

依據(jù)TJS 206-1-2009 測量縱向通水量，通過試驗(yàn)可知，測量一組塑料排水板縱向通水量所需時(shí)間如下：設(shè)備穩(wěn)定壓力時(shí)間約5 分鐘，每小時(shí)測一次水量，測量次數(shù)為2-3 次，一次試驗(yàn)時(shí)長約2-3h；每組塑料排水板需要進(jìn)行2 次試驗(yàn)，一組塑料排水板的縱向通水量試驗(yàn)總試長約4-6h。

2.2 試驗(yàn)環(huán)境條件

通過試驗(yàn)（表略）,在試驗(yàn)過程中，7℃是水溫變化可以達(dá)到的最大數(shù)值。水溫直接影響縱向通水量的檢測結(jié)果，為了確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)一般控制水溫在20±2℃。

3 檢測設(shè)備存在的問題分析

3.1 水量測定時(shí)間控制

試驗(yàn)時(shí)，加壓系統(tǒng)穩(wěn)定后，控制面板可自動進(jìn)行恒壓時(shí)間的計(jì)時(shí)，試驗(yàn)時(shí)按規(guī)范要求的恒壓時(shí)間進(jìn)行水量測量。由于恒壓時(shí)間不定，兩次測量間隔時(shí)間較長，最大時(shí)長達(dá)到2 個(gè)小時(shí)。現(xiàn)有設(shè)備無法自動進(jìn)行時(shí)間控制，因此試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中對時(shí)間的控制是個(gè)難點(diǎn)。

3.2 水溫控制

依據(jù)三本規(guī)范對水溫的要求，按最嚴(yán)格控制，水溫宜為（20±2）℃。現(xiàn)有通水量儀設(shè)備中儲水容器無溫控設(shè)施，如整個(gè)試驗(yàn)過程通過試驗(yàn)室溫度來控制水溫，電力成本較高，不利于節(jié)能。

3.3 水量測定誤差控制

現(xiàn)有設(shè)備測定水量時(shí)，其操作方法是一手按秒表，一手拿量筒接水，按下秒表的同時(shí)將量筒置于出水口量取水量。因此水量測定準(zhǔn)確度不夠，受人為操作因素影響較大。

我司采用SPB-B 型塑料排水板3 組，進(jìn)行測試，測試時(shí)水溫20℃，根據(jù)以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，時(shí)間誤差1s 及以上對通水量數(shù)據(jù)有很大影響。（見表1）

表1 測試表

4 設(shè)備改進(jìn)措施

(1)關(guān)于水量測定時(shí)間控制，筆者參考氙燈老化箱設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)供水不足，設(shè)備會發(fā)出音樂提醒的功能，建議在縱向通水量測定儀系統(tǒng)上增加到時(shí)提醒功能，提高檢測效率。

(2)針對溫度的控制提出的改進(jìn)方案是參考水泥密度試驗(yàn)用設(shè)備高低溫恒溫水浴的恒溫功能，在水箱中加設(shè)加熱及制冷設(shè)備，通過控制面板來設(shè)置溫度，進(jìn)行自動水溫控制，使溫度穩(wěn)定在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，讓測量結(jié)果更準(zhǔn)確。

(3)在測量水量出現(xiàn)誤差的問題上，筆者參考設(shè)備調(diào)溫調(diào)濕箱的狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間的設(shè)定功能，以及土工布透水性測定儀設(shè)備按下“開始”按鈕后，設(shè)備出水口與測量水量的出水口自動切換的功能，建議使之系統(tǒng)滿足“達(dá)到恒定時(shí)間=開始試驗(yàn)”這一功能，設(shè)備可在達(dá)到恒定時(shí)間的條件下自動測量水量。

(4)通過對通水量公式的理解，結(jié)合實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)，對前后兩次通水量有較大影響的測量數(shù)據(jù)是測量時(shí)間t 和測量時(shí)間內(nèi)水流量，當(dāng)測量時(shí)間t 相同的情況下，對比前后兩次水量的測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過初步計(jì)算得到此樣品實(shí)際的實(shí)際通水量，如果計(jì)算結(jié)果表明通水量兩次數(shù)據(jù)水量差相較于前次小5%或者2%，那么最終的塑料排水板的通水量結(jié)果值要以最后一次測試結(jié)果為準(zhǔn)?；谠撓敕?，提出再一個(gè)建議，即通水量儀加裝恒壓一定時(shí)間后（可設(shè)置時(shí)間，如10min、1h 或者2h）自動測量水量的裝置，通過一定時(shí)間內(nèi)收集的兩次水量的對比達(dá)到滿足設(shè)定的差值（如相差5%或者2%），系統(tǒng)自動停止加壓，試驗(yàn)自動停止。

綜合上所述，經(jīng)改進(jìn)后，該縱向通水量測定儀除滿足穩(wěn)定的側(cè)向壓力、水力梯度外，兼具有恒定水箱內(nèi)的水溫、對達(dá)到側(cè)向壓力后通過計(jì)時(shí)來自動測量水量的功能。以下則是筆者對于功能改進(jìn)后的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)的操作過程的設(shè)想：

(1)將已經(jīng)調(diào)直的塑料排水板使用乳膠膜包裹后裝入通水儀內(nèi)部。

(2)設(shè)備通電后，打開通水開關(guān)，控制水流穩(wěn)定在水力梯度（i=0.5）下。

(3)控制面板中設(shè)置壓力為350kPa、設(shè)置水溫范圍（20±2）℃、設(shè)置壓力（350kPa）穩(wěn)定1h 后，進(jìn)行為時(shí)10s 的時(shí)間來測量水量（按10s 時(shí)間來測量通水量），設(shè)置完成后，啟動設(shè)備。

(4)通水量儀器按照系統(tǒng)設(shè)置的要求，在恒壓1h 后自動測量10s 內(nèi)的水流量。

5 結(jié)束語

塑料排水板縱向通水量設(shè)備的改進(jìn)有助于減少人工測量水量的誤差、水溫偏差較大帶來的對檢測數(shù)據(jù)的影響，提高縱向通水量檢測值的準(zhǔn)確度。