新型止水方法在測壓管埋設中的應用探索

黎昱+馮禎輝

摘 要：測壓管進水段以上用膨潤土球或高崩解性黏土進行封閉，黏性土會污染進水管段周圍回填的中粗砂濾料，甚至會堵塞進水管段，讓測壓管失去應有的功效。采用遇水膨脹止水條和不紊散砼在進水段以上進行封閉，止水效果良好，不會污染濾料和堵塞進水管，測壓管經久耐用，提高工程使用效率。

關鍵詞：測壓管；遇水膨脹止水條；不紊散砼

中圖分類號：TV698 文獻標識碼：A

0.引言

測壓管是一種古老而又常見的滲流監測儀器，它靠管中水柱的高度來表示滲透壓力的大小。在水工建筑物原體觀測中，測壓管常用于監測地下水位、堤壩浸潤線、孔隙水壓力、繞閘壩滲流、壩基滲流壓力、砼閘壩揚壓力、隧洞涵洞的外水壓力等。在洪水季節，通過對堤壩的滲流監測成果進行分析，可以及時、準確地了解堤壩的安全信息，判斷堤壩的運行狀態，可為抗洪搶險提供有效的科學依據，為搶險救災爭取寶貴的時間。

測壓管安放完畢并檢查符合要求后進行回填，進水管段周圍回填洗干凈的中粗砂，進水段以上用膨潤土球或高崩解性黏土進行封閉。測壓管周圍回填的中粗砂和黏土球之間直接接觸，在水流作用下，高崩解性黏土會污染回填的中粗砂，甚至會堵塞進水管段，讓測壓管失去應有的功效。

金灣閘位于揚州市廣陵區與江都區交界的金灣河上，是淮河入江水道的重要控制建筑物。該閘共22孔，每孔凈寬6.0m，閘身總長157.20m。金灣閘原有9根測壓管，采用傳統的黏土球止水方法埋設，翼墻4根測壓管長期風吹日曬雨淋，已損壞，無法測得數據，工作橋5根測壓管，觀測數據沒有變化，靈敏度試驗不符合要求，需對金灣閘測壓管進行重設。為避免傳統的黏土球止水方法的不利影響，采用了新型的膨脹止水條進行止水，效果良好。

1.場地土層

金灣閘閘身部位底板底面高程-4.1m以下為③層Q3的灰黃色粉質黏土、重粉質壤土。翼墻部位上部為灰黃夾灰色素填土，以粉質黏土為主，底板以下為③層Q3的灰黃色粉質黏土、重粉質壤土。因此，本次埋設的測壓管進入③層。

2.測壓管埋設施工過程

2.1 測壓管管身結構

測壓管采用2寸鍍鋅白鐵管。2寸鍍鋅白鐵管的內徑為50mm、外徑為60mm，透水管長度為2.0m，透水管以下接沉淀管（不透水管，底部用直徑90mm鐵板封閉，鐵板兼顧導向），沉淀管長約1.0m，濾管以上為不透水導管，不透水導管接至地面。

2.2 濾管結構

濾管的透水孔直徑約10mm，濾管透水率為18%左右，外側采用80目尼龍網布及銅絲布包扎兩層。

2.3 遇水膨脹止水條和不紊散砼

（1）遇水膨脹止水條：是一種獨特的橡膠新產品，是有遇水膨脹性能的膩子型止水條和制品型止水條的統稱。該種橡膠在遇水后產生2～3倍的膨脹變形，并充滿接縫的所有不規則表面、空穴及間隙，同時產生巨大的接觸壓力，徹底防止滲漏。

（2）不紊散砼：黃砂60%～65%、水泥12%～15%、添加劑22%～25%。先將砂、水泥拌勻后再開始配漿，以免產生樹脂快速固化的現象。

2.4 測壓管埋設鉆孔孔徑及深度

開孔孔徑采用130mm（套管），終孔孔徑為110mm，進入閘底板以下（底板厚度按2.0m考慮）持力層中3.0m左右（即孔深超過閘底板3.0m）終孔，孔深約17.0m（閘身部位）和12.5m～14.0m不等（翼墻部位，上游孔深達到高程-3.4m，即進入原狀土層1.0m以上，下游孔深達到高程-5.2m，即進入原狀土層1.0m以上）。

2.5 施工過程

（1）閘身部位：成孔后，清水洗孔，待鉆孔回水至清水后，安放測壓管，于測壓管外側投放濾料（采用清潔的中、細砂，一邊投放濾料一邊從測壓管內注入小水量對濾料進行清洗）至濾管上部0.5m左右高度，其上用膨脹止水條，止水條高度在0.06m左右，上面再投放不紊散砼，其高度在0.5m左右，然后投放1∶1∶0.6（水泥：砂：水）的水泥砂漿進行封填至地面。

（2）翼墻部位：成孔后，清水洗孔，待鉆孔回水至清水后，安放測壓管，于測壓管外側投放濾料（采用清潔的中、細砂，一邊投放濾料一邊從測壓管內注入小水量對濾料進行清洗）與濾管頂部高度一致，上面再投放不紊散砼，其高度在0.5m左右，然后投放1∶1∶0.6的水泥砂漿進行封填至地面。

2.6 洗孔

在測壓管內放入1.2寸軟管，采用從測壓管內壓入清水和從測壓管內抽水的方法對測壓管進行反復清洗，直至測壓管內回水和抽出的水變清為止。

3.靈敏度試驗

測壓管清洗結束后，進行測壓管內的水位恢復，觀測靜止水位，即時進行測壓管的靈敏度試驗，觀測、記錄測壓管內的水位變化情況，繪制每個測壓管靈敏度試驗曲線（水位下降過程曲線），如圖1所示。

依據《土石壩安全監測技術規范》（SL551-2012）附錄D的說明，從檢測結果看，本次埋設的測壓管是靈敏的。

4.測壓管水位觀測結果

各測壓管埋設完成后，統一測量了管口高程和管內水位，并同步觀測了上下游水位。觀測結果顯示翼墻部位上游測壓管水位受上游水位漲落影響，翼墻部位下游測壓管水位及閘身部位測壓管水位受下游水位漲落影響，并有一定的滯后效應。

結語

使用遇水膨脹橡膠作為堵漏密封止水材料，該材料可以通過吸水膨脹來止水，在遇水后產生2～3倍的膨脹變形，并充滿接縫的所有不規則表面、空穴及間隙，同時產生巨大的接觸壓力，徹底防止滲漏。

不紊散砼利用環氧樹脂為砂漿漿液，因水下環氧樹脂是一種強度高、可在水下固化的高分子復合材料，具有在水下不分散、自流平、自密實的性能；混凝土早期強度增長快、終期強度高、收縮小、粘菌類強，具有優良的抗沖磨和耐腐蝕性能，耐久性好，施工、攪拌和水下澆注工藝簡便的特點。

利用遇水膨脹止水條和不紊散砼為止水材料，克服了傳統黏性土止水的不良后果，不僅不會污染濾料和堵塞進水管，而且測壓管更加經久耐用，提高測壓管工程使用效率。

測壓管在水利工程中應用廣泛，采用新型止水方法能提高測壓管埋設工藝水平，具有良好的推廣價值和市場應用前景。

參考文獻

[1]徐衛軍，楊健，李剛，等.堤防滲流監測儀器埋設及資料分析方法研究[J]. 人民長江，2004，35（12）：15-17.

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[3]《水文地質手冊》編纂委員會.水文地質手冊（第2版）[M].北京：地質出版社，2012.