測壓管施工方案分析與體會

【摘 要】本文通過對測壓管施工方案的分析，提出符合實際的設計參數，以確定經濟合理的除險加固方案。

【關鍵詞】測壓管；施工方案；分析與體會

0.工程概況

薄山水庫位于河南省駐馬店市確山縣境內的淮河支流臻頭河上游，控制流域面積580km2，是一座以防洪、灌溉為主，結合發電、養殖、旅游、供水等綜合利用的大（Ⅱ）型水庫，工程等級為Ⅱ等，主要建筑物為2級。1952年開工興建，1954年建成，由于原設計標準偏低，分別于1956年和1977年進行改善和擴建加固后達到現狀規模。

水庫正常需水位116.60m，相應庫容2.80×108m3；防洪起調水位113.80m，相應庫容2.22×108m3；死水位92.00m，相應庫容0.10×108m3。原設計洪水標準為100年一遇洪水設計、1000年一遇洪水校核，總庫容4.14×108m3；“7·58”大水后，按100年一遇洪水設計、可能最大洪水（PMF）校核進行加固，相應設計洪水位121.30m、校核洪水位128.20m，總庫容620×108m3。

樞紐工程土要由大壩、溢洪道、輸水道、電站等建筑物組成。

薄山水庫大壩安全監測系統建設項目是此次加固工程項目的重要內容需安裝大壩測壓管35根，為此需在壩體鉆孔35根，鉆孔總長1315.87米，單管最深52米。本次工程是大壩觀測系統建設工程的土建工程部分，是薄山水庫大壩安全監測系統的一期工作。

1.大壩原型觀測資料分析和整理

薄山水庫滲流觀測設施很不完善，僅有滲流壓力觀測，無滲流量觀測積水雨晴觀測。測壓管由人工進行觀測，手段落后、精度低，觀測資料未得到整編分析，因此大壩除險加固前的防滲體系防滲效果如何以及大壩滲流性態不明在除險加固設計中，根據測壓管水位觀測資料，結合每一根測壓管繪制了水位歷時過程線、位勢過程線和壩體、壩肩等水位線以及壩基滲流壓力等勢線、大壩剖面浸潤線等圖，進行分析和整理。

1.1水位過程線分析

在測壓管水位過程線中，其中有些明顯異常高于正常的測值，如管水位明顯高于庫水位等，分析為人為因素或降雨影響引起，在排除滯后效應的影響后，予以剔除。

在整個壩身測壓管中，當水庫維持在較高水位不變的運行條件下，5#、9#、14#管的水位均隨時間顯示出負增長，說明原來的防滲體系發揮了一定的作用。

1.2位勢變化分析

繪制年平均位勢和最高位勢過程線。對靠近下游側的測壓管以及沒有或輕微淤塞的測壓管，平均位勢與最高位勢基本相近，變化趨勢也一致，采用平均位勢分析；淤塞嚴重和透水管下端靈敏度變差的測壓管，宜采用最高位勢進行分析。

1995年以前，除下游靠近滲流出口的9#管位勢基本保持穩定外，其余管位勢呈較明顯上升變化，不能排除右壩體的滲流狀態有所惡化、發生滲透流失的可能性；與觀測到的0+360左右的棱體上部高程60.0M馬道內緣發現一滲漏逸出點群相符合。

1995年后位勢有所下降，與粘土防滲墻有關。近年所有管的位勢又開始回升，說明粘土防滲墻逐漸失效，但高水位的位勢仍較粘土心墻施工前略低，可能是由于右壩段施工了兩排粘土套井的原因，其仍在發揮一定的防滲作用。估計隨著時間推移，其防滲作用會逐漸喪失。

從整個壩體的位勢分布看，壩體浸潤線高，壩軸線附近的位勢超過70%，反映了粘土心墻未發揮明顯作用，證明了上部壩體水平向透水性強。靠近左、右壩頭附近壩體內的等水位線與壩中相比，明顯偏向下游，主要是受繞壩滲漏影響，說明繞壩滲流嚴重。右壩段比左壩段位勢分布要高，反映了右壩段上部壩體的透水性和繞壩滲流比左壩段強。

綜合觀測資料分析，壩體上部質量差，施工的粘土套井心墻在選料、施工質量等方面存在缺陷，未起到預期防滲效果，壩體位勢較高；推算高水位時，滲流會自下游壩坡半壩高以上逸出。可能存在施工導流渠滲漏、放空底涵裂縫漏水。右壩基有可能產生滲流破壞和變形的可能。左、右岸壩頭山體內位勢很高，呈上升變化趨勢，繞壩滲流嚴重。

2.觀測工程施工方案

2.1具體工程內容

補打壩體浸潤線測壓管409m，補打壩基測壓管906.87m，孔口防護裝置35個，下游壩腳滲壓井重建2眼，沉陷樁預制和埋設包括C25砼沉陷樁預制和埋設1m3，現澆孔口箱0.33m3，觀測頭（銅頭） 1個，鋼筋37.8kg，鋼板57kg，螺栓及螺帽8套，滲壓計（BGK-4500S 0.35MPa）35個，四芯屏蔽電纜（BGK02-25V6）14615.87m，壩頂PVC管（Φ=150）500m，壩坡橫向電纜PVC管（Φ=50）510m，壩體PVC護線管（Φ=16）1315.87m，C20砼1.54m3，左壩肩上游包山鋪蓋觀測井清淤、修復1眼。

（1）根據設計說明書加工制作測壓管鋼管。采購內徑為38m、壁厚5-7mm的鍍鋅鋼管，現場制作測壓管。現場工作主要包括鋼管拔絲、鉆孔、銼光、慮布包裹、幫扎、封底等。測壓管進水管段：鉆孔直徑為10mm，孔縱距40mm，孔橫距26.2mm（沿管壁，孔中到孔中計算，鉆成后基本呈梅花狀。浸潤線測壓管進水段管長為0.5m，壩基測壓管進水段管長為5.5m。所有測壓管沉淀段設計為0.3m。

與孔的縱向距離為100-120mm，橫向沿管周分4排，呈梅花狀。進水管外包有土工織物，以免壩體土料進入管內。進水管管長一般為1-2m。進水管下端應留出長度0.5m左右的沉淀管，并封閉其底部。

測壓管導管段：導管內壁需光滑。根據每根測壓管管長和進水段管長計算、制作。導管段上端距開口斷面適當范圍內預留電纜接孔1-2處（以備大壩自動監測系統擴展）。

（2）按照設計圖紙對施工部位進行現場定位。

（3）根據地質報告及測壓管設計長度確定鉆機功率和型號。

（4）測壓管地面鉆孔作業。本次工程全部采用單管式測壓管，采用巖土鉆鉆孔，鉆頭直徑在110-130mm之間。

鉆孔方法為干鉆。

（5）測壓管下管安裝埋設。

2.2測壓管建設工程施工重點和難點：

（1）地面鉆孔作業前必須認真閱讀地質報告，詳細了解壩體地質狀況，以防止及正確解決地面鉆孔作業過程中出現的塌孔埋鉆現象。

（2）鉆孔機器設備在壩坡上移動、施工平臺搭建、立鉆過程中，一定抓好安全生產，杜絕人身傷亡事故發生。

（3）嚴防鋼管墜孔事故發生。

（4）做好與其他作業班組的協調工作。

關于測壓管制作安裝，首先購買原材料鍍鋅鋼管，在原材料購買地根據設計要求進行切割、拔絲，在施工工地現場鉆孔、纏繞慮布、安裝。

滲壓井、沉陷樁建設程序和方法參閱測壓施工程序方法。按照有關規范和設計要求開展壩后量水堰建設工作。

根據薄山水庫大壩滲壓情況及設計要求采購滲壓計及其他相關觀測設備儀器。

3.體會和建議

重視原型觀測和勘探資料的收集與整理：現有水庫原型觀測資料的整理、分析和對大壩進行探井、鉆孔取樣、鉆孔注水（滲水）等地質勘探工作，是論證大壩性態的重要手段，也是土石壩的安全評價、加固或擴建的依據。大壩原型觀測資料的整理和分析以及地勘工作要達到規程規范要求的深度，要重視探井、探槽等原始的地勘方法。對測壓管資料要逐管進行水位過程線和位勢過程線及相關性的分析，設計部門和地勘部門要相互協作、印證；對取得的成果要認真分析和統計，尤其是土工試驗成果和一些滲流監測成果，對出現的一些反常現象應認真研究，提出符合實際的設計參數，以確定合理經濟可靠的除險加固方案。