新型止水方法在测压管埋设中的应用探索

时间：2024-05-17

黎昱+冯祯辉

摘要：测压管进水段以上用膨润土球或高崩解性黏土进行封闭，黏性土会污染进水管段周围回填的中粗砂滤料，甚至会堵塞进水管段，让测压管失去应有的功效。采用遇水膨胀止水条和不紊散砼在进水段以上进行封闭，止水效果良好，不会污染滤料和堵塞进水管，测压管经久耐用，提高工程使用效率。

关键词：测压管；遇水膨胀止水条；不紊散砼

中图分类号：TV698 文献标识码：A

0.引言

测压管是一种古老而又常见的渗流监测仪器，它靠管中水柱的高度来表示渗透压力的大小。在水工建筑物原体观测中，测压管常用于监测地下水位、堤坝浸润线、孔隙水压力、绕闸坝渗流、坝基渗流压力、砼闸坝扬压力、隧洞涵洞的外水压力等。在洪水季节，通过对堤坝的渗流监测成果进行分析，可以及时、准确地了解堤坝的安全信息，判断堤坝的运行状态，可为抗洪抢险提供有效的科学依据，为抢险救灾争取宝贵的时间。

测压管安放完毕并检查符合要求后进行回填，进水管段周围回填洗干净的中粗砂，进水段以上用膨润土球或高崩解性黏土进行封闭。测压管周围回填的中粗砂和黏土球之间直接接触，在水流作用下，高崩解性黏土会污染回填的中粗砂，甚至会堵塞进水管段，让测压管失去应有的功效。

金湾闸位于扬州市广陵区与江都区交界的金湾河上，是淮河入江水道的重要控制建筑物。该闸共22孔，每孔净宽6.0m，闸身总长157.20m。金湾闸原有9根测压管，采用传统的黏土球止水方法埋设，翼墙4根测压管长期风吹日晒雨淋，已损坏，无法测得数据，工作桥5根测压管，观测数据没有变化，灵敏度试验不符合要求，需对金湾闸测压管进行重设。为避免传统的黏土球止水方法的不利影响，采用了新型的膨胀止水条进行止水，效果良好。

1.场地土层

金湾闸闸身部位底板底面高程-4.1m以下为③层Q3的灰黄色粉质黏土、重粉质壤土。翼墙部位上部为灰黄夹灰色素填土，以粉质黏土为主，底板以下为③层Q3的灰黄色粉质黏土、重粉质壤土。因此，本次埋设的测压管进入③层。

2.测压管埋设施工过程

2.1 测压管管身结构

测压管采用2寸镀锌白铁管。2寸镀锌白铁管的内径为50mm、外径为60mm，透水管长度为2.0m，透水管以下接沉淀管（不透水管，底部用直径90mm铁板封闭，铁板兼顾导向），沉淀管长约1.0m，滤管以上为不透水导管，不透水导管接至地面。

2.2 滤管结构

滤管的透水孔直径约10mm，滤管透水率为18%左右，外侧采用80目尼龙网布及铜丝布包扎两层。

2.3 遇水膨胀止水条和不紊散砼

（1）遇水膨胀止水条：是一种独特的橡胶新产品，是有遇水膨胀性能的腻子型止水条和制品型止水条的统称。该种橡胶在遇水后产生2～3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏。

（2）不紊散砼：黄砂60%～65%、水泥12%～15%、添加剂22%～25%。先将砂、水泥拌匀后再开始配浆，以免产生树脂快速固化的现象。

2.4 测压管埋设钻孔孔径及深度

开孔孔径采用130mm（套管），终孔孔径为110mm，进入闸底板以下（底板厚度按2.0m考虑）持力层中3.0m左右（即孔深超过闸底板3.0m）终孔，孔深约17.0m（闸身部位）和12.5m～14.0m不等（翼墙部位，上游孔深达到高程-3.4m，即進入原状土层1.0m以上，下游孔深达到高程-5.2m，即进入原状土层1.0m以上）。

2.5 施工过程

（1）闸身部位：成孔后，清水洗孔，待钻孔回水至清水后，安放测压管，于测压管外侧投放滤料（采用清洁的中、细砂，一边投放滤料一边从测压管内注入小水量对滤料进行清洗）至滤管上部0.5m左右高度，其上用膨胀止水条，止水条高度在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）的水泥砂浆进行封填至地面。

（2）翼墙部位：成孔后，清水洗孔，待钻孔回水至清水后，安放测压管，于测压管外侧投放滤料（采用清洁的中、细砂，一边投放滤料一边从测压管内注入小水量对滤料进行清洗）与滤管顶部高度一致，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的水泥砂浆进行封填至地面。

2.6 洗孔

在测压管内放入1.2寸软管，采用从测压管内压入清水和从测压管内抽水的方法对测压管进行反复清洗，直至测压管内回水和抽出的水变清为止。

3.灵敏度试验

测压管清洗结束后，进行测压管内的水位恢复，观测静止水位，即时进行测压管的灵敏度试验，观测、记录测压管内的水位变化情况，绘制每个测压管灵敏度试验曲线（水位下降过程曲线），如图1所示。

依据《土石坝安全监测技术规范》（SL551-2012）附录D的说明，从检测结果看，本次埋设的测压管是灵敏的。

4.测压管水位观测结果

各测压管埋设完成后，统一测量了管口高程和管内水位，并同步观测了上下游水位。观测结果显示翼墙部位上游测压管水位受上游水位涨落影响，翼墙部位下游测压管水位及闸身部位测压管水位受下游水位涨落影响，并有一定的滞后效应。

结语

使用遇水膨胀橡胶作为堵漏密封止水材料，该材料可以通过吸水膨胀来止水，在遇水后产生2～3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏。

不紊散砼利用环氧树脂为砂浆浆液，因水下环氧树脂是一种强度高、可在水下固化的高分子复合材料，具有在水下不分散、自流平、自密实的性能；混凝土早期强度增长快、终期强度高、收缩小、粘菌类强，具有优良的抗冲磨和耐腐蚀性能，耐久性好，施工、搅拌和水下浇注工艺简便的特点。

利用遇水膨胀止水条和不紊散砼为止水材料，克服了传统黏性土止水的不良后果，不仅不会污染滤料和堵塞进水管，而且测压管更加经久耐用，提高测压管工程使用效率。