南水北調(diào)京石段測壓管滲透性檢測分析

崔福占，郝振華

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

南水北調(diào)京石段測壓管滲透性檢測分析

崔福占，郝振華

（河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，天津300250）

為了掌握總干渠滲流情況，為總干渠安全運(yùn)行提供必要信息，南水北調(diào)京石段（河北境內(nèi)）沿線共布設(shè)測壓管315根，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，其中260根測壓管常年無水。選擇有代表性的監(jiān)測斷面進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，無法準(zhǔn)確判斷無水測壓管是否失效，提出了測壓管滲透性檢測方案，以查明測壓管的有效性。

南水北調(diào)；測壓管；檢測

1 工程概況

1.1 京石段工程概況

南水北調(diào)京石段應(yīng)急供水工程（河北境內(nèi)）起點(diǎn)位于石家莊市新華區(qū)田莊村附近的古運(yùn)河暗渠進(jìn)口前，終點(diǎn)位于北拒馬河中支南岸，渠道途經(jīng)石家莊市新華區(qū)、正定、新樂，保定市的曲陽、定州、唐縣、順平、滿城、徐水、易縣、淶水、涿州等12個(gè)市縣。渠段總長227.375km，其中渠道長200.430km，建筑物長26.945km。渠道沿線布置交叉建筑物共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，公路橋130座，生產(chǎn)橋110座，鐵路交叉建筑物1座。起止點(diǎn)設(shè)計(jì)水位與設(shè)計(jì)流量分別為76.408m、220m3/s和60.300m、50m3/s，總水頭差16.108m。

2003年12月30日京石段工程開工建設(shè)，歷經(jīng)4年4個(gè)月，主體工程于2008年4月30日完工，并相繼完成了驗(yàn)收工作。自2008年9月28日開始至2014年4月5日第4次輸水結(jié)束，已累計(jì)向北京輸水16.1億m3，入京水質(zhì)均維持在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)以上。中線一期工程通水后，正常供水時(shí)期可實(shí)現(xiàn)向北京市多年平均供水量12億m3，向天津市多年平均供水量10億m3，向河北省多年平均供水量26億m3。

1.2 測壓管布設(shè)

2008年臨時(shí)通水期間，為便于觀測兩岸堤防滲流情況，對位于高填方渠段的21座左岸排水涵洞、桑園西溝等6座排水倒虹吸及西釜山西公路隧洞，均在建筑物進(jìn)出口及堤頂外側(cè)等部位、渠道部分?jǐn)嗝嫘虏荚O(shè)了部分測壓管。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，京石段（河北境內(nèi)）共布設(shè)測壓管315根。其中，管中有水的測壓管55根，管中無水的測壓管260根。測壓管采用內(nèi)徑φ50的鍍鋅鋼管，底部透水花管段長2.0m。

2 分析

以S7標(biāo)、S19標(biāo)、S29標(biāo)、S30標(biāo)和S48標(biāo)中的渠道及建筑物測壓管為例進(jìn)行分析。

2.1 S7標(biāo)

S7標(biāo)設(shè)置測壓管的渠道監(jiān)測斷面共計(jì)10個(gè)，布設(shè)測壓管18根，管內(nèi)均無水。測壓管是否失效無法判斷。

2.2 S19標(biāo)

S19標(biāo)段共設(shè)置8個(gè)測壓管監(jiān)測斷面，樁號(hào)分別為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，每個(gè)斷面設(shè)置4根測壓管。其中，樁號(hào)71+247.969、71+597.945和71+897.92的監(jiān)測斷面中各有1根測壓管有水，樁號(hào)72+697.890和73+597.808的監(jiān)測斷面中各有2根測壓管有水，樁號(hào)71+377.960和73+297.829的監(jiān)測斷面中各有3根測壓管有水，樁號(hào)72+297.897監(jiān)測斷面中4根測壓管全部有水。

有水測壓管和無水測壓管同時(shí)存在于同一監(jiān)測斷面中，測壓管失效的可能性較大。

2.3 S29標(biāo)曲逆南支排水涵洞

涵洞共設(shè)置測壓管8根，建筑物進(jìn)口（渠道左側(cè)）4根，建筑物出口（渠道右側(cè)）4根。其中，進(jìn)口4根測壓管內(nèi)無水；出口3根測壓管內(nèi)有水，1根無水。無水測壓管失效的可能性較大。

2.4 S30標(biāo)曲逆中支排水涵洞

涵洞共設(shè)置測壓管8根，建筑物進(jìn)口（渠道左側(cè)）4根，建筑物出口（渠道右側(cè)）4根，測壓管內(nèi)均無水，測壓管是否失效無法判斷。

2.5 S48標(biāo)

S48標(biāo)渠道共設(shè)置了3個(gè)測壓管監(jiān)測斷面，樁號(hào)分別為192+525.812、194+275.000和194+475.000，每個(gè)監(jiān)測斷面設(shè)置2根測壓管。其中，樁號(hào)192+525.812監(jiān)測斷面的2根測壓管均無水，樁號(hào)194+275.000和194+475.000監(jiān)測斷面的測壓管均有水。S48標(biāo)魏家墳溝排水倒虹吸 （樁號(hào)194+228）共設(shè)置了8根測壓管，管內(nèi)均有水。以上監(jiān)測斷面均屬半挖半填渠道，且絕大部分測壓管內(nèi)有水，據(jù)此判斷無水測壓管失效的可能性較大。

經(jīng)上述分析，無水測壓管失效的可能性較大，但無法給出準(zhǔn)確判斷。

3 檢測方案

測壓管設(shè)置于渠道兩側(cè)及左岸排水建筑物兩側(cè)，用于監(jiān)測渠道滲流（滲漏）情況，測壓管的數(shù)據(jù)直接反映總干渠的安全運(yùn)行情況，其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。一旦測壓管的數(shù)據(jù)不能真實(shí)地反映渠道的滲流情況，總干渠的滲流情況將無從掌握。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，總干渠沿線分布的測壓管中有260根常年無水，測壓管是否失效無法準(zhǔn)確判斷，存在安全隱患。為查明情況，掌握總干渠滲流情況，確?？偢汕\(yùn)行安全，對260根無水測壓管進(jìn)行檢測，確定其完好性。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，失效的測壓管需重新鉆孔埋設(shè)。

3.1 檢測方法

依據(jù)SL345—2007《水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程》，采用注水試驗(yàn)進(jìn)行檢測。

3.2 資料準(zhǔn)備

（1）統(tǒng)計(jì)和收集待檢測測壓管施工資料和觀測資料，包括測壓管鉆孔資料、孔底高程、孔口高程、透水管段開孔率、鉆孔柱狀圖（或地質(zhì)描述）、實(shí)測孔深及臨時(shí)通水期間的觀測資料。

（2）根據(jù)基礎(chǔ)資料和歷年觀測數(shù)據(jù)（包括最新觀測數(shù)據(jù)），初步判斷測壓管工作狀況，整理匯總各測壓管現(xiàn)場試驗(yàn)材料用量。

（3）準(zhǔn)備現(xiàn)場試驗(yàn)記錄表格。

3.3 注水試驗(yàn)

（1）打開測壓管管口保護(hù)裝置，如遇測壓管管口銹蝕，將銹蝕部分切除，注水試驗(yàn)后焊接等長的孔口管段；如管內(nèi)有滲壓計(jì)，應(yīng)加強(qiáng)對滲壓計(jì)的保護(hù)，防止破壞。

（2）試驗(yàn)前，首先測定管中水位（無水時(shí)測定管底高程）。水位觀測間隔為5min，當(dāng)連續(xù)2次觀測數(shù)據(jù)變幅小于10cm時(shí)，水位觀測即可結(jié)束，用最后一次觀測值作為初始試驗(yàn)水頭。

（3）向管中注入清水，應(yīng)使管中水位至測壓管頂部后，停止注水，開始記錄管內(nèi)水位高度隨時(shí)間的變化。根據(jù)鉆孔施工資料，若測壓管進(jìn)水段周圍為壤土料，注水量相當(dāng)于每米測壓管容積的5倍；若為砂礫料，則為10倍。

（4）量測管中水位下降速度，開始水位觀測的間隔時(shí)間為5min，連續(xù)觀測5次；然后間隔10min，觀測3次；后期觀測間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)水位下降速度確定，可按30min間隔進(jìn)行。

（5）在現(xiàn)場，采用半對數(shù)坐標(biāo)紙繪制水頭下降比與時(shí)間（lnHt/H0～t）的關(guān)系曲線。當(dāng)水頭比與時(shí)間關(guān)系呈直線時(shí)，說明測壓管有效。

（6）當(dāng)試驗(yàn)水頭下降到初始試驗(yàn)水頭的0.3倍或連續(xù)觀測點(diǎn)達(dá)到10個(gè)以上時(shí)，即可結(jié)束試驗(yàn)。

3.4 結(jié)果判定

（1）當(dāng)水頭比與時(shí)間關(guān)系呈直線時(shí)，說明試驗(yàn)正確，測壓管有效。

（2）對于壤土，注入水位在5晝夜內(nèi)降至原水位為靈敏度合格；對于砂壤土，一晝夜降至原水位為靈敏度合格；對于砂礫土，1～2h降至原水位或注水后水位升高不到3～5m為合格。

4 結(jié)語

通過資料分析，無法準(zhǔn)確判斷無水測壓管是否失效。對該部分測壓管進(jìn)行滲透性檢測，查明其是否失效，對保證總干渠的安全運(yùn)行非常必要，工作的實(shí)施可積累工程運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。

［1］河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程（石家莊至北拒馬河段）初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2004.

［2］SL 345—2007，水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［3］DL/T 5259—2010，土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］NSBD-ZGJ-1-1，南水北調(diào)中線一期工程總干渠初步設(shè)計(jì)安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行）［S］.

［5］宗志堅(jiān).工程安全監(jiān)測設(shè)計(jì)［M］.鄭州：黃河水利出版社，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（漢族），河北唐山人，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作，（Tel）13752112724。