岩土渗流动态监测技术发展现状.doc

岩土渗流动态监测技术发展现状工程论坛中国科技信息2005年第6期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONMar.2005岩土渗流动态监测技术发展现状1.序言地下水对岩体稳定性有着重要影响,已引起学术界和工程界的普遍重视.地下水因素是边坡变形破坏和滑坡灾害的主要内在或触发原因之一.一般地,岩土边坡坍塌和滑坡等地质灾害地发生同地下水渗流场动态特征和变化规律具有密切关系.对于边坡稳定性评价,必须先对边坡渗流场的变化进行充分的了解,在此基础上,才能正确分析边坡的稳定状态,为其稳定性评价和治理工程措施的实施提供坚实基础.因此,对岩体中地下水的渗流状态进行监测,对于岩体工程稳定性评价以及灾害预测预防具有十分重要的意义.2.渗流监测技术发展现状国内外在岩体工程中地下水渗流监测方面做了大量的工作.许多大坝和边坡都布置了渗流监测钻孔和装置,对岩体中的渗流状态进行动态监测.目前岩体工程中的渗流监测大多采用钻测压孔和压水试验来进行,只能对渗流压力和渗透性能进行测试.而同样十分重要的渗流速度渗透方向等还没有十分经济有效的方法进行测试.总之,有关渗流监测方面的研究仍存在着方法不多,精度不高,测试参数少,耗资巨大等缺点.渗流自动监测,在我国一直较为薄弱.也是长期攻关的一项课题.突破性和具实用性的成果尚不够多.而在国外.将渗流监测作为土坝监测的一个最主要监测项目.有较多的自动监测系统工程实例.然而其规模通常不大,数据采集后的后续数据管理与分析,监控软件较缺乏.渗流监测的主要内容包括水文地质参数确定和渗流动态(包括压力.流速,流向)监测.水文地质参数的正确确定,是渗流分析的基础和决定其成败的关键.因此,建立能充分利用现有水文地质勘探资料的简便实用的反求水文地质参数的方法,对于提高岩体渗流分析的可靠性和实用性是至关重要的.岩体地下水渗流监测的方法有直接法和间接法两种.直接法冀湘渠河南省襄城县建设局461700是通过钻探,在钻孔中投放药品或食盐进行追踪调查,水质分析,水位观测,压水,抽水试验.其缺点是成本高,因钻孔密度不可能太大,钻孔之间的地下水情况难以搞清楚.同时,如果钻探方法不妥当时,钻孔本身的含水状况也难以搞清楚.间接方法是指地球物理勘探方法,在滑坡地下水调查中应用较多的是电法勘探,地震勘探和放射性方法.近年来,用综合物探方法研究水文地质工程地质条件,可以获得地质构造,过渡潮湿带,地下水流速流向(通过钻孔)方面的资料,这种方法可以定性,并定量或局部定量地确定过湿带的空间位置,其中包含了对滑坡活动有直接影响的地下水及无直接影响的地下水,但是无法将流动地下水与滞留水完全分开.同时,由于岩体构造和地形条件很差,也影响了探测精度.王应先等利用测温法监测滑坡地下水动态,理论上虽然有所创新,但是由于岩体温度的影响因素较多.利用测温法测得的结果误差较大.我国学者在地下水渗流监测方面虽做了大量的工作.积累了一些经验.但对于复杂的地下水赋存条件来说,调查手段仍然不足.要获得确切的地下水渗流资料,需要采用多种手段相互验证,相互补充才能达到目的.3,发展方向与研究重点3.1,基础理论研究方面.在已有监测方法的基础上.进一步研究勘探井水文测试新理论和新方法.探讨脉冲试井,电法勘探,放射性方法(核磁共振)在勘探井测试方面的应用,并将渗流正分析和反分析,水文参数分析和渗流压力分析,示踪迹试验和渗流试验等几种方法密切结合,相互验证,相互补充,进一步完善钻探井测试理论,为渗流监测提供理论基础.在仪器设备方面,着力完成勘探井套管水位传感器,压力传感器水质分析仪的设计,并将监测资料传送到终端处理器.渗流监测的软件方面主要包括数据采集和数据管理与安全监控两大部分.数据采集方式(2)边桩采用Cl5钢筋砼预制,断面采用l5Xl5cm正方形,长度不小于1.5m,并在桩顶预埋半圆形不锈钢耐磨测头.(3)边桩埋置深度在地表以下不小于1.4m,桩顶露出地面不大干l0Cm.(注:本围为增二线观测桩断面布置围.新线观测桩断面布置围与此类似)(4)沉降板由钢筋砼底板,测杆和保护套管组成,底板尺寸为50X50X3Cm,用Cl5钢筋砼预制,测杆采用40mm钢管,与f底板固定在垂直位置上,保护套管采用塑料套管.3.3.2,沉降及位移观测要求(1)边桩及沉降板在施工期间每填筑一j层,进行一次观测.如果两次填筑间隔长时,1每3天观测一次.观测后及时整理绘制填土!高一时间一沉降量关系曲线图.l(2)填筑速率以水平位移控制为主,路i堤中心沉降每昼夜不大干20mm,边桩水平位移每昼夜不大干l0mm.如果超出此限立即停:止填筑,待观测值恢复至限界以下再进行填-筑.(3)测量精度:布设基桩及校核基桩高程采用等水准测量,填筑过程中的观测采用-131为定时监测,即按设定的时间间隔自动采集测压管水位,水质等参数,并存贮采集到的数据;然后将现场采集的数据以某种方式传输至后方计算机;传输至后方的数据能以某种方式供分析系统使用,也可对现场数据进行查询.数据管理与安全监控主要指自动读入渗流自动监测数据,根据读入的数据进行渗流分析,得出岩体渗流速度,渗流压力等动态数据.点绘任意时段岩体内渗流动态.最终成果为研制一整套自动化程度高,数据齐全的渗流现场监测装置以及与之配套的分析软件,从而为岩体工程稳定性研究提供可靠的监测资料.3.2,今后的主要研究重点在于:3,2,l,发展水文探井测试技术,通过抽提水试验,脉冲测井,地球物理测井等手段,给出勘探点附近水文地质参数.并通过数学手段求出水文参数的的空间分布.3.2.2.根据扩散理论,通过示踪迹试验.对不同勘探点进行水质分析,并反演得到岩体中各点渗流速度,渗流方向空间展布情况.3,2.3.编制一系列的计算机软件.以便能利用监测到的资料计算岩体中的渗流动态.3.2,4,开发一整套自动化程度高,数据齐全的渗流现场监测装置以及与之配套的分析软件.参考文献:1冯家山水库大坝渗流观测资料分析赵宏章.西北水电,1998,(5):25282,南水大坝绕坝渗流测压孔设计与施工)刘照平.大坝与安全,1998,(1):57595,土工织物在土坝渗流观测中的应用高希玉,孙绪成.山东水利科技,i998,(4):20214,建筑扬地地下水压力监测与渗流分析贸学海,孙保卫.勘察科学技术,1999,(2X3-55,萨彦斯克水电站施工期和运行期坝基渗流状态监测E.H,列舍特妮科娃.水利水电快报,1999,2O(615等水准测量.3.4,基床表层施工本合同段基床表层填筑0.2m中粗砂夹铺一层两布一膜土工布.首先铺一层5Cm的中粗砂,接着铺两布一膜土工布,再铺l5cm中粗砂.增二线与既有线的土工布搭接长度不小于0.3m,且增二线