任务六 土石坝的渗流监测

坝体渗水压力(浸润线)观测
测点布置
窄心墙坝测压管布置示意图 1—测压管；2—进水管段；3— 浸润线；4—反滤坝趾；5—心墙
宽心墙坝测压管布置示意图 1—测压管；2—进水管段；3—浸 润线；4—反滤坝趾；5—宽心墙
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流水质监测
渗流水的透明度测定
清洁的水是透明的，而当水中含有悬浮物或胶体化合物
时，其透明度便大大降低。水中悬浮物等的含量越大，其透 明度越小。
现场测定
仪器由三部分组成：①长度为 150cm 的带有刻度的木质或铁 质直杆，杆上刻度的单位为1cm，最大刻度120cm，并以圆盘处为 零点；②用搪瓷板、木板或铁板制成的厚 0.5cm 、直径30cm的圆 盘；③小铅鱼。直杆顶端系绳索，方便测量时上下提放。
实际可能出现的渗压相适应。
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测点布置
选择有代表性、能反映主要渗流情况以及预计有可能出现异 常渗流的横断面，作为浸润线观测断面。横断面间距一般为 100～200m。对于一般大型和重要的中型水库，浸润线观测断
项目一 土石坝的监测与维护
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任务六 土石坝渗流观测
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任务六 土石坝渗流观测
异常渗流——能引起土体渗透破坏或渗流量影响到蓄水兴利的渗流。
正常渗流——渗水从原有防渗排水设施渗出，其逸出坡降不大于允
面不少于3个，一般中型水库应不少于2个。
均质土坝 （有反滤坝趾）测压管布置 1—测压管；2—进水管段；3—浸润线； 4—反滤坝趾
均质土坝 （有水平反滤层）测压管布置 1—测压管；2—进水管段；3—浸润线； 4—水平反滤层
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任务六 土石坝渗流观测
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测压管或渗压计观测
双层结构透水基中坝基测压管布置图
1—测压管；2—坝体；3—相对弱透水层； 4—粗沙；5—基岩；6—出水口
多层透水基中坝基测压管布置图 1—测压管；2—斜墙；3—透水层； 4—承压层；5—不透水层
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流量观测（非常重要）
观测方法： 容积法、量水堰法、测流速法
集水沟设置在不受
泄水建筑物泄水影响和 不受坝面及两岸排泄雨 水影响的地方，并应结 合地形尽量使其平直整
土坝渗流量观测设备布置 1—土坝坝体；2—坝顶；3—集水沟； 4—量水堰
齐，便于观测。
坝体渗水压力(浸润线)观测
测点布置
斜墙坝测压管布置示意图 1—测压管；2—进水管段；3—浸润线； 4—反滤坝趾；5—斜墙
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
浸润线观测方法——测压管法
测压管
透水管
导管
进水滤土
与透水管管径相 同，一直引出到
（2）绕坝监测断面宜沿着渗流方向或渗流较集中的透水层（带） 布置，数量一般 2 ～ 3 个，每个监测断面上布设 3 ～ 4 条观测铅直线 （含渗流出口）。 （3）土工建筑物与刚性建筑物接合部的绕渗观测，应在对渗流起 控制作用的接触轮廓线出设置观测铅直线，沿接触面不同高程布设 观测点。 （4）岸坡防渗齿槽和灌浆帷幕的上下游侧应各设1个观测点。
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
浸润线观测方法——渗压计法
振弦式渗压计的一般计算公式为：
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测压管或渗压计观测
1.断面数一般不少于3个。渗压测点应沿渗流方向布置，每个观测 断面不少于 3个。
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小 结
本任务主要介绍土石坝坝体浸润线、坝基渗水压力、 绕坝渗流、渗流量及渗水透明度的监测方法与要求。 通过本项目的学习，要求同学们掌握异常渗流的概念、 测压管和渗压计的布设、渗压水位的监测仪器、方法和要 求；掌握量水堰法的监测原理和要求；理解钢弦式渗压计 的工作原理。
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测压管或渗压计观测
在均匀的沙砾石层中垂直防渗体靠上游 的土坝坝基测压管布置图 1 —测压管； 2 —斜墙； 3 —混凝土防渗 墙；4—沙层；5—滤水坝趾
在均匀的沙砾石层中水平防渗铺盖下面 及截水墙上下游坝基测压管布置图 1—测压管；2—斜墙；3—沙层；4—铺 盖；5—滤水坝趾；6—沙壳
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测量水堰的堰顶水头时，精度不得低于1mm；采用量水堰水 位计或水位测针量测堰顶水头时，精度不得低于0.1mm。
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测压管和渗压计的选择
1）上下游水位差小于2O m的坝、渗透系数K≥10-4cm/s的土 中、渗流压力变幅小或防渗体需监视裂缝的部位，宜采用测 压管。 2）上下游水位差大于2O m的坝、渗透系数K＜10-4cm/s的 土中、非稳定渗流的监测以及铺盖或斜墙底部接触面等不适 宜埋设测压管的部位，宜采用渗压计观测，其量程应与测点
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流量观测（非常重要）
容积法
容积法适用于渗流量小于 1L/s或渗流水无法长期汇集
排泄的地方。观测时需进行计时，当计时开始时，将渗流水 全部引入容器内，计时结束时停止。量出容器内的水量，已
知记取的时间，即可计算渗流量。
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流量观测（非常重要）
渗流量观测必须与上、下游水位以及其他渗透观测项目配 合进行。 土石坝渗流量观测要与浸润线观测、坝基渗水压力观测同 时进行。混凝土石坝和砌石坝，则应与扬压力观测同时进行。
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很强的吸热效应，必然导致坝体或坝基温度出现异常，特别是在渗
流量发生变化时，这种异常将更加明显。据此，将大量具有较高灵 敏度的温度传感器买入堤坝等土石介质的挡蓄水建筑物基础或内部， 通过温度观测成果来判断渗流通道和渗透途径。
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任务六 土石坝渗流观测
许值，不会引起土体发生渗透破坏的渗流。
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任务六 土石坝渗流观测
坝渗流监测的一般要求
（1）大坝渗流监测各项目应相应配合，并同时观测大坝上下游水
位、降雨量和大气温度等环境因素。
（2）土石坝浸润线和渗压的观测可采用测压管或渗压计。使用测 压管观测，成本低、操作简便，但存在时间滞后的问题，滞
任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
浸润线观测方法——渗压计法
由三部分构成：压力感应部件，感应板及 引出电缆密封部件 振弦式渗压计埋设于坝体或基岩内，渗透 水压力自进水口经透水石作用在渗压计的弹性
膜片上，将引起弹性膜片的变形，并带动振弦
转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动 频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率， 频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出水 振弦式渗压计 荷载的压力值，同时可同步测出埋设点的温度 值。
任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
浸润线观测方法——测压管法
测压管水位的观测方法——电测水位计法 由测头、指示器和吊尺组成。 测压管水位高程 =管口高程 - 管口至水面距离-测头入水
引起水面升高值
测头构造示意图 1—电线；2—金属短棒；3—电线头； 4—隔电板；5—电极
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2.测点一般设在强透水层中。
3.防渗和排水设备的上下游都要安设测点，以了解防渗排水设施 的效果。
4.为掌握渗流出逸坡降及承压水作用情况，需在坝趾下游一定范
围内布置若干测点。 5.已经发生渗流变形的地方应在其四周临时增设测压管进行观测。
坝基渗水压力的观测仪器和观测方法与坝体渗水压力观测
一样。测压管的透水段和回填反滤料的长度宜小于1.0m。
后时间主要与坝料的渗透系数K有关。若K≥10-3cm/s，测压
管观测的时间滞后影响可以忽略不计； 若10-5cm/s≤K≤10-4cm/s，则需考虑测压管滞后时间的 影响；若K≤10-6cm/s，由于滞后时间的影响比较显著，故不 宜用测压管进行观测。
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任务六 土ຫໍສະໝຸດ Baidu坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流水质监测
渗流水的透明度测定
室内测定
透明度测定管，即带有刻度的内径为3cm，长度为35cm、 50cm或100cm的玻璃管，其下放一白瓷片，瓷片上有宽度为
1mm的黑色十字和4个直径为1mm的黑点。
透明度管示意图，单位：cm 1—玻璃管；2—阀门； 3—胶管；4—铅印字体
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
测压管或渗压计观测
在均匀的沙砾层中具有水平防渗铺盖 的均质坝坝基测压管布置图 1 —测压管； 2 —坝体； 3 —滤水坝趾； 4—沙层；5—铺盖
在均匀的沙砾层中具有粘土截渗墙 的土坝坝基测压管布置图 1—测压管；2—心墙；3—滤水坝趾； 4—沙层；5—沙壳；6—铺盖
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
绕坝渗流观测的原理和方法与坝体、坝基渗流观测相同，一般 采用测压管或渗压计进行观测，测压管和渗压计应埋设于死水位或 筑坝前的地下水位之下。绕坝渗流的一般规定如下：
（1）绕坝渗流监测的测点应根据枢纽布置、河谷地形、渗控措施 和坝肩岩土体的渗透特性进行布置。
任务六 土石坝渗流观测
坝渗流监测的一般要求
（3）使用渗压计监测渗流压力时，精度不得低于总量程的 5/1000。
（4）采用压力表量测测压管水头时，应估计管口可能产生的最大
压力值，选用量程合适的精密压力表，保证读数在1/3～ 2/3 量程范围内，同时，精度不能低于0.4级。
（5）渗流量通常采用体积法或量水堰进行监测。当采用水尺法量
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
热渗流监测技术
又称为温度示踪渗流监测技术。
基本原理是：
当坝体和坝基内无渗流水流动时，其温度是连续分布、均匀变
化且具有一定规律性的。当有渗流（特别是集中渗流）流经坝体或
坝基时，一方面由于渗流水与坝体或坝基介质的温度不同，必然改 变坝体或坝基温度状态，温度分布规律性被破坏；另一方面，由于 水是良好的热载体，其热传导流量比土体大几倍乃至几十倍，具有
预定的便于观测
的孔口部位。 单管式测压管
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任务六 土石坝渗流观测
坝体渗水压力(浸润线)观测
浸润线观测方法——测压管法
测压管水位的观测方法——测深钟法 测压管水位高程 =管口高程 - 管口至水面高度
测深钟示意图 （单位：mm） 1—吊索；2—测深钟
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任务六 土石坝渗流观测
绕坝渗流观测
渗流量观测（非常重要）
量水堰法 适用于渗流量为 1～300L/s范围内的情况
梯形量水堰示意图 适用于渗流量在 10～300L/s的情况
三角堰示意图 适用于渗流量小于 100L/s的情况
矩形堰适用于渗流量大于50L/S的情况