CN103471978A - 深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构 - Google Patents

深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,包括截水墙，监测孔，监测管和量水堰，其特征是：截水墙位于覆盖层上，截水墙两端与两岸基岩或弱透水边界固定，截水墙的墙顶处布置有量水堰，量水堰是凹形缺口，沿截水墙的中心轴线方向每隔5m～15m布置一个监测孔，监测孔为竖直孔延伸至覆盖层内，监测孔内设置有监测管，监测管的管壁处布置有筛孔，监测管沿管长轴线方向间隔开有多个筛孔，不同深度的筛孔内均布置有电导探头。该布置结构简单，易于实施，投资相对于全截断方案小。

Description

深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构
技术领域
本发明涉及深厚覆盖层渗漏量监测领域，特别是深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构。
背景技术
深厚覆盖层上的面板堆石坝渗流量监测方式较多，覆盖层较浅一般采用全截断覆盖层布置量水堰，下游封闭区较近时考虑结合封闭区域布置量水堰，以及设置悬挂式截水墙结合布置量水堰（坝后有明流），或者在坝下游河床中设测压管，通过监测地下水坡降，利用达西定律估算渗漏量。
当覆盖层深厚（＞20m）全截断覆盖层代价较大，投资少则近千万元，多则数千万元，如不截断覆盖层而在河床设置测压管量测地下水位利用达西公式估算渗漏量，由于覆盖层地基的不均匀性，其渗透系数小则相差几倍，大则相差数十倍，故渗漏量计算值依赖于覆盖层渗透系数的精确测试，且在下游水位较高或有明流时不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构，该布置结构简单，易于实施，投资相对于全截断方案小。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,包括截水墙，监测孔，监测管和量水堰，其特征是：截水墙位于覆盖层上，截水墙两端与两岸基岩或弱透水边界固定，截水墙的墙顶处布置有量水堰，量水堰是凹形缺口，沿截水墙的中心轴线方向每隔5m～15m布置一个监测孔，监测孔为竖直孔延伸至覆盖层内，监测孔内设置有监测管，监测管的管壁处布置有筛孔，监测管沿管长轴线方向间隔开有多个筛孔，不同深度的筛孔内均布置有电导探头。
所述的截水墙墙高3m～7m，墙厚0.6m～1.2m。
所述的监测孔内布置的监测管是水煤气管或不锈钢管或PVC管。
所述的监测管的直径是φ75mm～φ125mm，监测管沿管长轴线方向每隔2m～5m沿管壁开有孔径为φ10mm～φ20mm的筛孔。
所述的筛孔在监测管表面呈梅花形均匀布置，筛孔孔距和排距均为10mm～20mm，5～10排。
所述的监测孔竖直孔延伸至覆盖层的60m深度范围内，覆盖层深度超过60m时，监测孔延伸至覆盖层的60m深度位置处，覆盖层深度不足60m时，监测孔的孔底部深入覆盖层下方的基岩或弱透水边界处。
深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构的检测方法，包括以下步骤：
    1）先对河床覆盖层下挖2m～5m，然后浇筑条形的混凝土截水墙，截水墙将渗流分割成明流和潜流；
    2）渗流中的明流由截水墙上的量水堰缺口处经过，对明流流量进行精确监测；
    3）渗流中的潜流则利用截水墙上延伸至覆盖层内的监测孔进行量测；
4）通过测得的明流和潜流最终获得覆盖层内总的渗漏量。
所述的渗流中的潜流的测量方法包括一下步骤：
    1）首先将电导探头布置在监测管不同深度的筛孔处；
    2）再将人工示踪剂均匀投入监测管内地下水中，地下水中的示踪剂浓度被流过筛孔的水稀释；
    3）根据示踪剂浓度稀释的速度与地下水渗透流速的关系求出相应筛孔处的渗透流速；
 4）采集所有监测管内筛孔处流速分布，然后通过渗流流速分布应用微积分算法，最终计算得量测断面处的潜流渗流量。
本发明的有益效果是由于通过截水墙上的量水堰和覆盖层内的监测孔将渗流分割成明流和潜流，并分别检测出明流流量和暗流的渗透量，最终得出总的渗漏量，明流采用量水堰监测精度高，对流量变化可以精确测值，潜流采用过流断面面积与渗透流速计算，干扰较少。
附图说明
下面结合实施例对本发明进一步说明。
图1是监测管插入基岩的结构示意图；
图2是监测管插入覆盖层一定深度的结构示意图；
图3是筛孔布置示意见图；
图中：1、截水墙；2、监测孔；3、监测管；4、量水堰；5、覆盖层；6、基岩或弱透水边界；7、筛孔。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构，包括截水墙1，监测孔2，监测管3和量水堰4，其中截水墙1位于覆盖层5上，截水墙1墙高3m～7m，墙厚0.6m～1.2m，截水墙1两端与两岸基岩或弱透水边界6固定，截水墙1的墙顶处布置有量水堰4，量水堰4是凹形缺口，沿截水墙1的中心轴线方向每隔5m～15m布置一个监测孔2，监测孔2为竖直孔延伸至覆盖层5内，监测孔2内设置有监测管3，监测管3的管壁处布置有筛孔7，监测管3沿管长轴线方向间隔开有多个筛孔7，不同深度的筛孔7内均布置有电导探头。
本深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构的检测方法包括以下步骤：
    1）先对河床覆盖层5下挖2m～5m，然后浇筑条形的混凝土截水墙1，截水墙1将渗流分割成明流和潜流；
    2）渗流中的明流由截水墙1上的量水堰4缺口处经过，对明流流量进行精确监测；
    3）渗流中的潜流则利用截水墙1上延伸至覆盖层5内的监测孔2进行量测；
    4）通过测得的明流和潜流最终获得覆盖层内总的渗漏量。
其中渗流中的潜流的测量方法包括一下步骤：
    1）首先将电导探头布置在监测管3不同深度的筛孔7处；
    2）再将人工示踪剂均匀投入监测管3内地下水中，地下水中的示踪剂浓度被流过筛孔7的水稀释；
    3）根据示踪剂浓度稀释的速度与地下水渗透流速的关系求出相应筛孔7处的渗透流速；
4）采集所有监测管3内筛孔7处流速分布，然后通过渗流流速分布应用微积分算法，最终计算得量测断面处的潜流渗流量。
其中通过渗流流速分布计算潜流渗流量的微积分算法即根据单一筛孔7处的流速及孔径算出该筛孔7处的潜流渗流量，再根据筛孔7的分布情况得出断面处的整体潜流渗流量。
通过测得的明流和潜流最终获得覆盖层内总的渗漏量。
实施例2
上述实施例中的监测孔2的施工是通过冲击回转钻机跟管钻进，监测孔2内布置的监测管3是水煤气管或不锈钢管或PVC管，监测管3的直径是φ75mm～φ125mm，监测管3沿管长轴线方向每隔2m～5m沿管壁开有孔径为φ10mm～φ20mm的筛孔7，筛孔7在监测管3表面呈梅花形均匀布置，即筛孔的排距等于孔距，每一排孔均布置在上一排孔的中间位置，筛孔孔距和排距均为10mm～20mm，5～10排。梅花形筛孔布置示意见图3。
实施例3
实施例1中的监测孔2竖直孔延伸至覆盖层5的60m深度范围内，覆盖层5深度超过60m时，监测孔2延伸至覆盖层5的60m深度位置处，见图2，覆盖层5深度不足60m时，监测孔2的孔底部深入覆盖层5下方的基岩或弱透水边界6处，见图1。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,包括截水墙（1），监测孔（2），监测管（3）和量水堰（4），其特征是：截水墙（1）位于覆盖层（5）上，截水墙（1）两端与两岸基岩或弱透水边界（6）固定，截水墙（1）的墙顶处布置有量水堰（4），量水堰（4）是凹形缺口，沿截水墙（1）的中心轴线方向每隔5m～15m布置一个监测孔（2），监测孔（2）为竖直孔延伸至覆盖层（5）内，监测孔（2）内设置有监测管（3），监测管（3）的管壁处布置有筛孔（7），监测管（3）沿管长轴线方向间隔开有多个筛孔（7），不同深度的筛孔（7）内均布置有电导探头。
2.根据权利要求1所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,其特征是：所述的截水墙（1）墙高3m～7m，墙厚0.6m～1.2m。
3.根据权利要求1所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,其特征是：所述的监测孔（2）内布置的监测管（3）是水煤气管或不锈钢管或PVC管。
4.根据权利要求1所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,其特征是：所述的监测管（3）的直径是φ75mm～φ125mm，监测管（3）沿管长轴线方向每隔2m～5m沿管壁开有孔径为φ10mm～φ20mm的筛孔（7）。
5.根据权利要求1所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,其特征是：所述的筛孔（7）在监测管（3）表面呈梅花形均匀布置，筛孔孔距和排距均为10mm～20mm，5～10排。
6.根据权利要求1所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构,其特征是：所述的监测孔（2）竖直孔延伸至覆盖层（5）的60m深度范围内，覆盖层（5）深度超过60m时，监测孔（2）延伸至覆盖层（5）的60m深度位置处，覆盖层（5）深度不足60m时，监测孔（2）的孔底部深入覆盖层（5）下方的基岩或弱透水边界（6）处。
7.深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构的检测方法，包括以下步骤：
    1）先对河床覆盖层（5）下挖2m～5m，然后浇筑条形的混凝土截水墙（1），截水墙（1）将渗流分割成明流和潜流；
    2）渗流中的明流由截水墙（1）上的量水堰（4）缺口处经过，对明流流量进行精确监测；
    3）渗流中的潜流则利用截水墙（1）上延伸至覆盖层（5）内的监测孔（2）进行量测；
4）通过测得的明流和潜流最终获得覆盖层内总的渗漏量。
8.根据权利要求7所述的深厚覆盖层上的面板坝渗漏量监测结构的检测方法，其特征是：所述的渗流中的潜流的测量方法包括一下步骤：
    1）首先将电导探头布置在监测管（3）不同深度的筛孔（7）处；
    2）再将人工示踪剂均匀投入监测管（3）内地下水中，地下水中的示踪剂浓度被流过筛孔（7）的水稀释；
    3）根据示踪剂浓度稀释的速度与地下水渗透流速的关系求出相应筛孔（7）处的渗透流速；
    4）采集所有监测管（3）内筛孔（7）处流速分布，然后通过渗流流速分布应用微积分算法，最终计算得量测断面处的潜流渗流量。
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