南水北调京石段测压管渗透性检测分析

崔福占，郝振华

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

南水北调京石段测压管渗透性检测分析

崔福占，郝振华

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

为了掌握总干渠渗流情况，为总干渠安全运行提供必要信息，南水北调京石段（河北境内）沿线共布设测压管315根，经统计，其中260根测压管常年无水。选择有代表性的监测断面进行了数据分析，无法准确判断无水测压管是否失效，提出了测压管渗透性检测方案，以查明测压管的有效性。

南水北调；测压管；检测

1 工程概况

1.1 京石段工程概况

南水北调京石段应急供水工程（河北境内）起点位于石家庄市新华区田庄村附近的古运河暗渠进口前，终点位于北拒马河中支南岸，渠道途经石家庄市新华区、正定、新乐，保定市的曲阳、定州、唐县、顺平、满城、徐水、易县、涞水、涿州等12个市县。渠段总长227.375km，其中渠道长200.430km，建筑物长26.945km。渠道沿线布置交叉建筑物共445座，其中控制建筑物37座，河渠交叉建筑物24座，隧洞7座，左岸排水建筑物105座，渠渠交叉建筑物31座，公路桥130座，生产桥110座，铁路交叉建筑物1座。起止点设计水位与设计流量分别为76.408m、220m3/s和60.300m、50m3/s，总水头差16.108m。

2003年12月30日京石段工程开工建设，历经4年4个月，主体工程于2008年4月30日完工，并相继完成了验收工作。自2008年9月28日开始至2014年4月5日第4次输水结束，已累计向北京输水16.1亿m3，入京水质均维持在Ⅱ类水标准以上。中线一期工程通水后，正常供水时期可实现向北京市多年平均供水量12亿m3，向天津市多年平均供水量10亿m3，向河北省多年平均供水量26亿m3。

1.2 测压管布设

2008年临时通水期间，为便于观测两岸堤防渗流情况，对位于高填方渠段的21座左岸排水涵洞、桑园西沟等6座排水倒虹吸及西釜山西公路隧洞，均在建筑物进出口及堤顶外侧等部位、渠道部分断面新布设了部分测压管。

经统计，京石段（河北境内）共布设测压管315根。其中，管中有水的测压管55根，管中无水的测压管260根。测压管采用内径φ50的镀锌钢管，底部透水花管段长2.0m。

2 分析

以S7标、S19标、S29标、S30标和S48标中的渠道及建筑物测压管为例进行分析。

2.1 S7标

S7标设置测压管的渠道监测断面共计10个，布设测压管18根，管内均无水。测压管是否失效无法判断。

2.2 S19标

S19标段共设置8个测压管监测断面，桩号分别为71+247.969、71+377.960、71+597.945、71+897.92、72+297.897、72+697.890、73+297.829和73+597.808，每个断面设置4根测压管。其中，桩号71+247.969、71+597.945和71+897.92的监测断面中各有1根测压管有水，桩号72+697.890和73+597.808的监测断面中各有2根测压管有水，桩号71+377.960和73+297.829的监测断面中各有3根测压管有水，桩号72+297.897监测断面中4根测压管全部有水。

有水测压管和无水测压管同时存在于同一监测断面中，测压管失效的可能性较大。

2.3 S29标曲逆南支排水涵洞

涵洞共设置测压管8根，建筑物进口（渠道左侧）4根，建筑物出口（渠道右侧）4根。其中，进口4根测压管内无水；出口3根测压管内有水，1根无水。无水测压管失效的可能性较大。

2.4 S30标曲逆中支排水涵洞

涵洞共设置测压管8根，建筑物进口（渠道左侧）4根，建筑物出口（渠道右侧）4根，测压管内均无水，测压管是否失效无法判断。

2.5 S48标

S48标渠道共设置了3个测压管监测断面，桩号分别为192+525.812、194+275.000和194+475.000，每个监测断面设置2根测压管。其中，桩号192+525.812监测断面的2根测压管均无水，桩号194+275.000和194+475.000监测断面的测压管均有水。S48标魏家坟沟排水倒虹吸 （桩号194+228）共设置了8根测压管，管内均有水。以上监测断面均属半挖半填渠道，且绝大部分测压管内有水，据此判断无水测压管失效的可能性较大。

经上述分析，无水测压管失效的可能性较大，但无法给出准确判断。

3 检测方案

测压管设置于渠道两侧及左岸排水建筑物两侧，用于监测渠道渗流（渗漏）情况，测压管的数据直接反映总干渠的安全运行情况，其数据的准确性至关重要。一旦测压管的数据不能真实地反映渠道的渗流情况，总干渠的渗流情况将无从掌握。经统计，总干渠沿线分布的测压管中有260根常年无水，测压管是否失效无法准确判断，存在安全隐患。为查明情况，掌握总干渠渗流情况，确保总干渠运行安全，对260根无水测压管进行检测，确定其完好性。根据监测结果，失效的测压管需重新钻孔埋设。

3.1 检测方法

依据SL345—2007《水利水电工程注水试验规程》，采用注水试验进行检测。

3.2 资料准备

（1）统计和收集待检测测压管施工资料和观测资料，包括测压管钻孔资料、孔底高程、孔口高程、透水管段开孔率、钻孔柱状图（或地质描述）、实测孔深及临时通水期间的观测资料。

（2）根据基础资料和历年观测数据（包括最新观测数据），初步判断测压管工作状况，整理汇总各测压管现场试验材料用量。

（3）准备现场试验记录表格。

3.3 注水试验

（1）打开测压管管口保护装置，如遇测压管管口锈蚀，将锈蚀部分切除，注水试验后焊接等长的孔口管段；如管内有渗压计，应加强对渗压计的保护，防止破坏。

（2）试验前，首先测定管中水位（无水时测定管底高程）。水位观测间隔为5min，当连续2次观测数据变幅小于10cm时，水位观测即可结束，用最后一次观测值作为初始试验水头。

（3）向管中注入清水，应使管中水位至测压管顶部后，停止注水，开始记录管内水位高度随时间的变化。根据钻孔施工资料，若测压管进水段周围为壤土料，注水量相当于每米测压管容积的5倍；若为砂砾料，则为10倍。

（4）量测管中水位下降速度，开始水位观测的间隔时间为5min，连续观测5次；然后间隔10min，观测3次；后期观测间隔时间应根据水位下降速度确定，可按30min间隔进行。

（5）在现场，采用半对数坐标纸绘制水头下降比与时间（lnHt/H0～t）的关系曲线。当水头比与时间关系呈直线时，说明测压管有效。

（6）当试验水头下降到初始试验水头的0.3倍或连续观测点达到10个以上时，即可结束试验。

3.4 结果判定

（1）当水头比与时间关系呈直线时，说明试验正确，测压管有效。

（2）对于壤土，注入水位在5昼夜内降至原水位为灵敏度合格；对于砂壤土，一昼夜降至原水位为灵敏度合格；对于砂砾土，1～2h降至原水位或注水后水位升高不到3～5m为合格。

4 结语

通过资料分析，无法准确判断无水测压管是否失效。对该部分测压管进行渗透性检测，查明其是否失效，对保证总干渠的安全运行非常必要，工作的实施可积累工程运行管理经验。

［1］河北省水利水电勘测设计研究院.南水北调中线京石段应急供水工程（石家庄至北拒马河段）初步设计报告［R］.2004.

［2］SL 345—2007，水利水电工程注水试验规程［S］.

［3］DL/T 5259—2010，土石坝安全监测技术规范［S］.

［4］NSBD-ZGJ-1-1，南水北调中线一期工程总干渠初步设计安全监测技术规定（试行）［S］.

［5］宗志坚.工程安全监测设计［M］.郑州：黄河水利出版社，2005.

Design of penetration inspection for piezometric tube on Beijing-Shijiazhuang section of the Mid-route of South-to-North Water Diversion Project

CUI Fu-zhan，HAO Zhen-hua
（Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower,Tianjin 300250,China）

Up to 315 piezometric tubes were emplaced along with Beijing to Shijiazhuang section of the Mid-route of South-to-North Water Diversion Project to collect the general arterial canal’s seepage conditions and provide necessary information for the general arterial canal’s safe operation.By statistics， of which 260 of the piezometric tubes were under the water level perennially，which may cause potential safety problems and may do harm to the project.Representative monitor sections were selected for data analysis，but the effectiveness of the piezometric tubes could not be defined.In this article，Monitoring Plan of the piezometric tubes was made to determine their effectiveness.

South-to-North Water Diversion Project；piezometric tube；inspection

P64

B

1672-9900（2015）06-0072-03

2015-09-14

崔福占（1978－），男（汉族），河北唐山人，高级工程师，主要从事水利水电工程设计工作，（Tel）13752112724。