06第六章 渗流监测

目录

第六章渗流监测 (133)

第一节监测内容与布置 (133)

一、内容 (133)

二、监测布置 (133)

第二节渗流（压）及其地下水位监测 (134)

一、测压管及电测水位计 (134)

二、渗压计 (136)

第三节渗流量监测 (139)

一、观测方法及设施 (139)

二、安装埋设 (140)

三、观测与计算 (141)

第六章渗流监测

第一节监测内容与布置

一、内容

主要为大坝在上、下游水位差作用下产生的渗流场的监测（包括渗压、扬压力、绕坝渗流及渗漏量）；地下洞室渗漏及外水压力监测；边坡工程、渗流及其地下水位监测。有关饱和粘性土的孔隙水压力监测见第四章。

坝体、坝基渗流（压）观测主要是了解土石坝体和坝基渗透压力；混凝土坝的接缝渗漏和坝基扬压力，通常采用渗压计和测压管观测。

绕坝渗流观测，通常布置在大坝的两岸坝肩及部分山体，以及深入到两岸山体的防渗齿墙或灌浆帷幕前、后等关键部位，以掌握地下水动态，评价其防渗效果。

地下水位的观测，对评价近坝区滑坡体（岸坡）稳定性十分重要，一般采用测压管观测。

地下洞室围岩的渗流状况及其外水压力是隧洞稳定重要因素，一般采用渗压计观测。

二、监测布置

（一）坝体、坝基

坝基渗流渗压监测一般根据建筑物的类型、规模、坝基地质条件和渗流控制的工程措施等进行设计布置，通常纵向监测断面1～2个，1级、2级坝横向断面至少三个。

对混凝土坝而言，纵向断面宜布置在第一道防渗线上，每个坝段至少布设一个点。

横向断面宜选择在最高坝段、地形或地质条件复杂地段，并尽量与变形、应力应变观测断面相结合。横断面间距一般为50m～100m，如坝体较长、坝体结构和地质条件大体相同，则可以加大横断面间距。横断面测点一般不少于3个。

另外，在混凝土坝水平施工缝、土石坝防渗体内及防渗墙幕后，通常根据需要，设置渗流监测。

（二）绕坝渗流

绕坝渗流监测主要设置在两岸坝端及部分山体等部分，测点的布置主要根据地形、枢纽布置、渗流控制及绕坝渗流区特性而定。一般在两岸的帷幕后沿流线方向分别布置2～3个监测断面，断面的分布靠坝肩附近较密，每条测线布置不少于3～4个测点，帷幕前一般仅有少量测点布置。

（三）边坡工程

边坡工程一般在大坝安全有较大影响的滑坡体或高边坡进行渗流监测，应尽量应用地质勘察孔做地下水位监测孔。

（四）地下洞室

地下洞室主要进行隧洞内水外渗或是外水内渗、以及隧洞外水压力的观测，它的布置主要根据水文及工程地质情况而定，通常在隧洞围岩的顶部、腰部及底部紧贴混凝土衬砌的围岩中布设。

对查明有滑动面者，宜沿滑动面的倾斜方向布置1～2个监测断面。监测孔应深入到滑动面以下2m，若滑坡体内有隔水岩层时，应分层布置测压管，同时做好层内隔水。若地下水埋深较深，可利用勘察平洞或专设平洞设置测压管进行监测。

渗流量观测，包括渗透水的流量及水质观测。水质观测中包括渗漏水的温度、透明度和化学成份分析。

渗流量观测系统的布置，主要根据坝型和坝基地质条件、渗漏水的出流和汇集条件，以及所采用的测量方法等确定。对于坝体、坝基、边坡绕渗及导流（含减压排水孔、井和排水沟）的渗流量，应分区、分段进行测量（有条件的工程宜建截水墙或观测廊道），对排水减压孔（井）应进行单孔（井）流量、孔（井）组流量和总汇流量的观测。所有集水和量水设施均应避免客水干扰。

当下游有渗漏水出溢时，一般应在下游坝址附近设导渗沟（可分区、分段设置），在导渗沟出口或排水沟内设置量水堰测其出溢（明流）流量。

当透水层较深，地下水低于地面时，可在坝下游河床中设置测压管，通过观测地下水坡降计算出渗流量。其测压管布置，一般在顺水流方向设两根，间距10m～20m；垂直水流方向，应根据控制过水断面及其渗透系数的需要布设适当排数。

渗漏水的温度以及用于透明度观测和化学分析水样的采集，均应在相对固定的出口或汇口进行。

第二节渗流（压）及其地下水位监测

一、测压管及电测水位计

（一）组成及工作原理

测压管主要由导管、进水管、沉淀管等三部分组成，

管材可选用金属管或硬质塑料管，一般内径不宜大于

50mm。管口有压时安装压力表，用压力表读取水压力，管

口无压时用电测水位计观测水位。压力表要选用量程合适

的精密压力表，使读数在1/3～2/3量程范围内，精度不

低于0.4级。电测水位计根据水能导电的原理设计，当金

属测头接触水面两电极使电路闭合，信号经电缆传到触发

蜂鸣器和指示灯，此时可从电缆或标尺上直接读出水深

（图6-1、图6-2）。

图6-1 测压管结构示意图

图6-2 电测水位计

（二）安装埋设

1. 造孔

在坝高或埋深小于10m的壤土层中埋设测压管时，可采用人工取土器钻孔；深度大于10m，或在混凝土或基岩中钻孔，应采用钻机造孔。

在岩体比较完整、裂隙不很发育的钻孔孔径，一般为50～70mm即可，在覆盖层或风化较剧烈、裂隙发育的基岩钻孔，为有足够的空隙填充封孔材料，孔径不宜小于100mm。埋设多管时，应根据装管数量及直径，自下而上逐级扩径，原则上每增加一根测压管，相应直径至少扩大一级。自上而下逐级成孔，自下而上逐管埋设。

无论是覆盖层或是基岩钻孔，严禁用泥浆固壁。需要防止塌孔时，可采用套管护壁，如估计难以拔出，应事先在钻孔部位的套管壁上钻好透水孔。终孔后应测量孔斜，以便精确确定测点位置。

2. 测压管制作要求

测压管由透水段和导管组成，透水段可用导管管材加工制成，面积开孔率约10～20%（孔眼须排列均匀、内壁无毛刺），外部包扎足以防止颗粒进入的无纺土工织物，管底封闭，不留沉淀管段。也可采用与导管等直径的多孔聚乙烯过滤管或透水石作透水段，透水段与导管牢固相连。导管长度视管材和方便埋设而定，两端接头处宜用外丝扣，用外箍接头相连。

3. 下管埋设

埋设前应对钻孔埋深、孔底高程、孔内水位，有无塌孔以及测压管加工质量、各管段长度、接头、管帽情况等进行全面检查，并做好记录。

对于覆盖层钻孔，在下管前应先在孔底填好约10cm厚的反滤层料。下管过程中必须连接严密，吊系牢固，保持管身顺直。就位后应立即测量管底高程和管水位，并在管外回填反滤料，逐层填实，直至设计进水段的高度。从孔底至反滤料顶面的孔段长度，才是真正的测压管进水段（可大于测压管管体透水段），也是该测压管的实际监测范围。对反滤料的要求，既能防止细颗粒进入测压管，又具有足够的透水性。一般其渗透系数宜大于周围土体的10～100倍，对粘壤土或砂壤土可用纯细砂；对砂砾石层可用细砂到粗砂的混合料，回填前需洗净、风干，缓慢入孔。

4. 封孔

凡不需要监测渗透的孔段（即非反滤段），原则上均应严密封闭，以防降水等客水干扰，尤其在一孔埋设多个分层测点者，更需注意各测点间的隔离止水质量。必要时需在导管外套橡皮圈或毛毡圈2～3层，管周再填封孔料，以防水压力串通。

封孔材料，宜采用膨润土球或高崩解性粘土球，要求在钻孔中潮解后的渗透系数小于周围土体的渗透系数。土球应由直径5～19mm的不同粒径组成，应风干，不宜日晒、烘烤。封孔时需逐粒投入，必要时可掺入10～20%的同质土料，并逐层填实，切忌大批量倾倒，以防架空，管口下1～2m 范围内应用夯实法回填粘土。

封至设计高程后，项管内注水，至水面超过泥球段顶面，使泥球崩解膨胀。

在坝基岩体完整性较好、裂隙不很发育的地段，通常不设埋管。