燕山水库测压管在设计施工与观测管理中的若干问题探讨

□李 建 □黄 峰 □汪晨阳（河南省燕山水库管理局）

燕山水库测压管在设计施工与观测管理中的若干问题探讨

□李 建 □黄 峰 □汪晨阳（河南省燕山水库管理局）

文章结合燕山水库测压管的实际情况，以溢洪道测压管up-y1为例，简要阐述测压管设计时的管口改造、结构等各项指标，对测压管施工过程中的测量放样、造孔，测压管制作，安装埋设等工艺做了详细叙述，重点介绍水库运行管理期测压管管口高程校核、灵敏度检验、测压管进水段淤积堵塞的处理，以及仪器的使用保养。用实例分析up-y1数据异常的原因。

测压管；设计；施工；管理维护；异常分析

1 工程概况

燕山水库流域面积1169km2，主要任务是以防洪为主，结合供水、灌溉，兼顾发电等综合利用。燕山水库工程总库容9.25亿m3，整体工程等别和规模属于大（2）型，主要建筑物包括大坝、溢洪道、泄洪洞和输水洞进水口为2级。

2 测压管设计

2.1 溢洪道周边测压管根据各项规范要求对管口进行了改造

φ12圆钢的长度约18～20cm，焊接在测压管上，具体位置如图1所示。尽量左右对称。扁铁是作为防雷接地用，因此须保证焊接牢靠，不能虚焊。扁铁采用长度为25cm左右、宽度为3cm左右、厚度3mm钢材，焊接时，从中间折弯90°，焊接的位置如图1所示。测压管开挖的椭圆孔口边必须光滑，以免伤电缆。

2.2 测压管结构

本工程测压管口径为50mm的镀锌钢管，壁厚为3.00mm。根据规范要求为保证管壁上的开孔面积满足开工率的要求，滤管上的钻孔直径为6.00mm，沿管周每周均布钻14孔为宜，见图2。

2.3 测压管各项指标

测压管大致分为透水段、沉砂段和管径。以up-y1为例，测压管管体透水段长度1.00m，孔底高程是76.91m，周围填充的是反滤料，透水段小于进水段，进水段是测压管孔底到反滤层顶面的孔段长度，测压管日常观测中，就是测量进水管段的的平均值，进水段长度不宜过大，正常范围是1～2m。沉砂管长度是0.30m，管底高程80m，up-y1内径50.80mm，外经58.80mm，测压管接管长度39.34m，测压管总长度39.34m。

3 测压管的施工

图1 测压管管口改造图 (单位：mm)

图2 测压管构造图

3.1 测量放样

按照监理人确认的工作基点，根据施工图纸，对测点正确测量放线。本次定位平面位置和垂直方向偏差均<5cm，满足规范要求的孔位与设计位置偏差≤100mm的要求。

3.2 造孔

以up-y1为例，按测量放样确定的位置就位，钻具、钻杆连接铅直不许弯曲，确保钻孔垂直度，此次钻孔倾斜度<2。开孔直径110mm，深度按照设计要求建基面下1.50m。满足设计要求的终孔直径≥90mm，深入相应透水层深度≮1m的要求。钻进采用Z150型地质钻造孔，钻进过程中要求记录完整，丈量准确。以up-y1为例，孔底高程是76.91m，孔深达到设计要求后，采用压水进行冲洗，将孔道内的钻孔岩屑和泥沙冲洗干净，直到回水变清10min后结束。报请监理复测和验收，合格后开始安装测压管，安装完成并经监理验收合格后方可搬迁孔位。

3.3 测压管的制作

以up-y1为例，测压管采用内径50.80mm镀锌钢管制作，管底封闭，进水段开孔率为20%，进水段长度为1m。在施工过程中，会有卡管的情况，允许根据实际需要焊制45度导向锥。up-y1进水管外包裹反滤无纺布，测压管之间采用外接螺纹管箍，生胶带密封，管周回填粗砂反滤料。测压管保持垂直。透水段根据长度要求，自底向上钻透水孔，孔间5梅花状错开分布。透水孔用φ8mm的钻头钻通孔，严禁用气焊割孔。钻孔后打光管壁内外的钻孔毛刺和钻屑等。管底封闭，不留沉淀管段。

3.4 仪器安装埋设

3.4.1 埋设前的准备工作

检查测压管制作是否符合设计要求，外观是否完好。对安装测压管地点进行测量定位，并做明显标志，将测量定位资料及时整理，认真记录在埋设考证表内。安装前检查进水管开孔率为20%，进水管长度为1m。准备中砂和细砂备用。

3.4.2 安装埋设

用干净的细砂回填至测压管端头以下15cm。将测压管进水段包裹反滤无纺布放入钻孔内预定深度，管周回填粗砂反滤料至花管上部20cm处，余下的孔段全部用水泥砂浆回填。施工完成后按照施工图纸或监理人指示浇筑孔口混凝土保护墩并安装孔口保护盖板。在施工期间,由于土体沉降量大,必须定期进行管口高程测量,国家一、二等水准测量规定在施工期和初蓄期应每隔1-3个月校测一次。测压管安装完毕后,应按《水工建筑物观测工作手册》第59条有关要求,注水检验,以检查测压管的灵敏度。

3.5 观测

测压管安装后立即观测，以检查测压管是否正常；测压管随坝体分层浇筑进行埋设，如发现断裂、歪斜应立即处理或更换测压管。测压管安装后的一周内，每日观测一次，以后改为每周观测两次，持续一个月，再后改为每周观测一次。

4 测压管的管理维护

4.1 管口高程测量

测压管管内水位是根据管口高程算出来的，按照规范，施工期间1-3个月校核一次管口高程，运行期，按三等水准测量，每年校核一次。校核时应注意一些细节，在管口用油漆标记高程点，保证每次测量的是同一个位置。

4.2 灵敏度检验

测压管灵敏度在水库运行管理期每5年做一次灵敏度检测，方法是注水试验，在水库水位稳定期进行，步骤如下：先准备几桶水，然后将测压管管内水位测出。将水快速注入管内，使水淹没管顶。注水后，用电测水位仪在 1、3、5、10、20、30、60min的时候各读取数据一次，并认真记录，60min以后可以时间长一些再过来观测水位，一直到水位恢复或接近注水前的水位，记录原始数据以后，绘制过程线。根据规范要求，砂砾料地基一般是12h为合格。

4.3 测压管进水段淤积、堵塞检查

4.3.1 测压管进水段透水孔是否堵塞

保证透水孔的通透性是测压管工作的重要保证，如果进水段被淤积，或被固体颗粒堵塞，会严重影响测压管的灵敏度，当土壤或者基岩水位低于孔底高程的时候，由于通透性不好，管内水不能及时排除，会出现数据滞后现象。

4.3.2 测压管淤积量计算

测压管淤积高程是管口高程减去管内淤积面高程，然后再减去管底高程。按规范要求，每年汛后进行淤积量检查。检查方法为用电测水位仪两次测量以后求平均值，但是两次测量误差≤5cm。

4.3.3 当测压管淤积物影响到正常观测时要分析原因

对于淤积的淤泥可用压力水泵冲洗，注意冲洗时水管放在距离淤积面0.50m处，避免水压力对反滤料的破坏和周围土壤的破坏，一直冲洗到冒出清水为止。对于测压管内的固体颗粒要用特制的捞石器或者冲击式捞石器进行清除，完成清淤工作后，马上进行灵敏度试验。

4.4 观测设备要注意爱护和保护

观测用的电测水位仪，要严格按照仪器使用方法操作，使用完毕后，应放置原位。根据规范要求，1-3个月校核一次。校核方法要严格按照规范。

测压管一般在户外，使用时要注意管口保护，防止降雨、地面径流以及周围生活用水设施对管内水位的影响。管口易生锈和损坏，发现有上述情况应尽快维护。

5 实例分析数据异常

结合燕山水库长期观测数据，以up-y1管2014年5月份数据为例简要分析造成异常的因数。Up-y1在5月8日的管内水位为106.16m，库水位是103.18m，间隔升降是0.32m,在5月15日的管内水位是104.80m，库水位是103.18m，间隔升降是-1.37m。在库水位不变的情况下，造成管内水位突变，初步分析有以下原因:一是管口防雨措施不好，管口盖板封闭不好，地面径流影响；二是管内淤积量影响，5月22日观测up-y1管内淤积量为0.97m，5月29日管内淤积量为0.96m，平均值为0.97m；三是测压管失效，反滤层不起作用，密封失效，管身弯曲、变样，长时间被腐蚀。如果测压管失效，需要考虑重新埋设，以保证正常观测延续进行。

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2014-06-30

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