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際上就是基于一定側向壓力作用下，最后穩定梯度單位、穩定時間單位排水排所具備的縱向通水能力。根據規范（JTS 206-1-2009、JTG E50-2006、SL 235-2012）要求，該試驗可采用立式通水量測試儀或臥式通水量測試儀，設備如圖所示：

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 試驗概述

1.1 試驗基本條件

按照有關標準規范的實際要求，塑料排水板縱向通水量試驗需要在開展過程中滿足以下三方面條件：

1、試樣在規定的長度范圍內應受到均勻且恒定的側壓力；

2、試樣兩端連接處應密封良好，在側壓力作用下應不漏水；

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 縱向通水量儀設備原理

我司縱向通水量試驗采用的是臥式縱向通水量儀，是滄州智晟生產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工作容器內部，直至水完全充滿容器，則可以將加壓泵啟動，向加壓容積進行適當加壓，接著利用壓力控制智能表對水壓進行實時控制，最后將壓力從加壓容器向工作容器傳遞，達到壓力平衡的目的。

整個試驗過程中，設備能保持側壓力（350kPa）穩定，并具備自動計時的功能。

1.3 試驗過程

試驗測試塑料排水板通水量可以按照以下四個步驟進行有序操作：

(1)制取塑料排水板樣品兩個，每個樣品長度約50cm。試驗前將樣品調直（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，然后打開通水開關，使工作容器充滿水，同時控制水流穩定在水力梯度（i=0.5）下；

(3)開啟加壓裝置（設置壓力），設備持續加壓直至壓力穩定在350kPa，壓力穩定后設備開始自動計時；

(4)根據規范要求的時間進行通水量的測定。

2 檢測時間及環境條件

2.1 試驗時間

依據TJS 206-1-2009 測量縱向通水量，通過試驗可知，測量一組塑料排水板縱向通水量所需時間如下：設備穩定壓力時間約5 分鐘，每小時測一次水量，測量次數為2-3 次，一次試驗時長約2-3h；每組塑料排水板需要進行2 次試驗，一組塑料排水板的縱向通水量試驗總試長約4-6h。

2.2 試驗環境條件

通過試驗（表略）,在試驗過程中，7℃是水溫變化可以達到的最大數值。水溫直接影響縱向通水量的檢測結果，為了確保檢測結果的準確性，試驗一般控制水溫在20±2℃。

3 檢測設備存在的問題分析

3.1 水量測定時間控制

試驗時，加壓系統穩定后，控制面板可自動進行恒壓時間的計時，試驗時按規范要求的恒壓時間進行水量測量。由于恒壓時間不定，兩次測量間隔時間較長，最大時長達到2 個小時。現有設備無法自動進行時間控制，因此試驗人員在試驗過程中對時間的控制是個難點。

3.2 水溫控制

依據三本規范對水溫的要求，按最嚴格控制，水溫宜為（20±2）℃。現有通水量儀設備中儲水容器無溫控設施，如整個試驗過程通過試驗室溫度來控制水溫，電力成本較高，不利于節能。

3.3 水量測定誤差控制

現有設備測定水量時，其操作方法是一手按秒表，一手拿量筒接水，按下秒表的同時將量筒置于出水口量取水量。因此水量測定準確度不夠，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，進行測試，測試時水溫20℃，根據以下試驗數據得出，時間誤差1s 及以上對通水量數據有很大影響。（見表1）

表1 測試表

4 設備改進措施

(1)關于水量測定時間控制，筆者參考氙燈老化箱設備運行中出現供水不足，設備會發出音樂提醒的功能，建議在縱向通水量測定儀系統上增加到時提醒功能，提高檢測效率。

(2)針對溫度的控制提出的改進方案是參考水泥密度試驗用設備高低溫恒溫水浴的恒溫功能，在水箱中加設加熱及制冷設備，通過控制面板來設置溫度，進行自動水溫控制，使溫度穩定在規范要求的范圍內，讓測量結果更準確。

(3)在測量水量出現誤差的問題上，筆者參考設備調溫調濕箱的狀態調節時間的設定功能，以及土工布透水性測定儀設備按下“開始”按鈕后，設備出水口與測量水量的出水口自動切換的功能，建議使之系統滿足“達到恒定時間=開始試驗”這一功能，設備可在達到恒定時間的條件下自動測量水量。

(4)通過對通水量公式的理解，結合實際工作中的經驗，對前后兩次通水量有較大影響的測量數據是測量時間t 和測量時間內水流量，當測量時間t 相同的情況下，對比前后兩次水量的測量數據，經過初步計算得到此樣品實際的實際通水量，如果計算結果表明通水量兩次數據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果值要以最后一次測試結果為準。基于該想法，提出再一個建議，即通水量儀加裝恒壓一定時間后（可設置時間，如10min、1h 或者2h）自動測量水量的裝置，通過一定時間內收集的兩次水量的對比達到滿足設定的差值（如相差5%或者2%），系統自動停止加壓，試驗自動停止。

綜合上所述，經改進后，該縱向通水量測定儀除滿足穩定的側向壓力、水力梯度外，兼具有恒定水箱內的水溫、對達到側向壓力后通過計時來自動測量水量的功能。以下則是筆者對于功能改進后的設備進行試驗的操作過程的設想：

(1)將已經調直的塑料排水板使用乳膠膜包裹后裝入通水儀內部。

(2)設備通電后，打開通水開關，控制水流穩定在水力梯度（i=0.5）下。

(3)控制面板中設置壓力為350kPa、設置水溫范圍（20±2）℃、設置壓力（350kPa）穩定1h 后，進行為時10s 的時間來測量水量（按10s 時間來測量通水量），設置完成后，啟動設備。

(4)通水量儀器按照系統設置的要求，在恒壓1h 后自動測量10s 內的水流量。

5 結束語

塑料排水板縱向通水量設備的改進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據的影響，提高縱向通水量檢測值的準確度。