劉傳如，武 鋒，徐 浩，劉 方，方應(yīng)東

（安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學(xué)研究院（安徽省水利工程質(zhì)量檢測中心站），安徽 合肥 230088）

0 引言

測壓管是水庫大壩滲透壓力監(jiān)測中常用的一種監(jiān)測方法，通常測壓管由進(jìn)水段(花管段)、導(dǎo)管段、管口段3 部分組成，按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL551-2012）的要求，測壓管宜采用鍍鋅鋼管或硬塑料管，內(nèi)徑宜采用50mm。以往測壓管大都采用鍍鋅管加工制作，由于鍍鋅鋼管長期使用后會上銹，給長期使用和維護(hù)帶來不便，所以現(xiàn)在也有用304 不銹鋼管來制作測壓管，但304 不銹鋼管成本較高，加工制作難度大，經(jīng)濟(jì)性差，目前使用的較少。依據(jù)有關(guān)的規(guī)范要求，測壓管也可采用硬塑料管來加工制作。在硬塑料管中，普通的PVC 管管壁薄耐沖擊力差，長期使用效果不好，為了探究更好的測壓管材料，在太湖方洲水庫的滲壓系統(tǒng)改造項(xiàng)目中以及肥西大官塘水庫中，嘗試采用了PPR 管材來制作測壓管，經(jīng)階段埋設(shè)使用表明，其具有成本較低、加工制作方便等優(yōu)點(diǎn)，使用效果良好。

1 PPR 管材的分類與特性

PPR 管材又叫三型聚丙烯管、無規(guī)共聚聚丙烯，采用無規(guī)共聚聚丙烯經(jīng)擠出成為相應(yīng)的管道材質(zhì)，注塑成為管件。一般來說，無規(guī)PP 共聚物比PP 均聚物的撓曲性好而剛性低。它們在溫度降到32 ℉時候，還是可以保持適中的沖擊強(qiáng)度，PPR 在20 世紀(jì)90 年代初時，使用氣相共聚工藝使在5%上下的PE在PP 分子鏈中自由地均勻聚合（無規(guī)共聚）而成為新型號管道材料。其硬度較高，抗沖擊性能、長期撓曲性能、防化學(xué)物品侵蝕性能好，常溫下不與任何已知溶劑反應(yīng)，使用時限高達(dá)50 年左右。

PPR 管材一般用S 表示ppr 管材的無量綱數(shù)值系列規(guī)格，有如下關(guān)系：

式中：dn為PPR 公稱外徑，mm；en為PPR 公稱壁厚，mm；一般正常使用的PPR 管材型號規(guī)格有5、4、3.2、2.5、2 等5 個系列。按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸率SDR值可分為11、9、7.4、6、5 等5 個系列。

SDR 為PPR 管材公稱外徑dn與公稱壁厚en的比值。SDR 與PPR 管系列的關(guān)系為SDR=2S+1。

PPR 材料的管件規(guī)格的表達(dá)方式：PPR 材料的管件公稱外直徑dn是表示與PPR 管件相連的PPR管材的公稱外直徑。PPR 管件的壁厚應(yīng)大于等于相同的PPR 材料管系列S 的PPR 管材的壁的厚度。例如：PPR 材料的管材S5系列、PPR 公稱外直徑dn為25mm、PPR 公稱壁厚dn為2.5mm，可表示為S5、dn25×en2.5mmPPR 管。

2 PPR 測壓管的制作與埋設(shè)

滲壓監(jiān)測設(shè)備安裝通常有直埋式和測壓管安裝兩種方式。在肥西大官塘水庫項(xiàng)目中，根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL551-2012）等相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，選擇安裝便捷、可維護(hù)型較強(qiáng)的測壓管安裝方式進(jìn)行滲壓計(jì)安裝。

（1）測壓管最好使用鍍鋅材料的管材或硬塑料管，內(nèi)徑大小應(yīng)采用DN50mm 較為合適。

（2）測壓管在制作透水段時候應(yīng)根據(jù)監(jiān)測的目的或部位來判斷，當(dāng)其用在點(diǎn)壓力的監(jiān)測時最好是長1～2m。外部用土工織物或?yàn)V網(wǎng)布包裹?？妆谂c透水段之間要用反濾料進(jìn)行填充滿。

（3）在制作測壓管的導(dǎo)管段時要平直，且內(nèi)部表面要順平無阻礙，接頭地方要用外箍接頭。管口端要高出地面以上，并要安裝相關(guān)保護(hù)裝置，防止外面水進(jìn)來和人為損壞。

（4）在埋設(shè)制作好的測壓管時，可以隨壩體填筑進(jìn)行填埋鋪設(shè)，也可以在相應(yīng)的土石壩工程完工后、蓄水前時用鉆孔進(jìn)行填埋鋪設(shè)。

（5）可以使用導(dǎo)管的相應(yīng)管材加工制作其透水管，使用與導(dǎo)管等直徑的多孔聚乙稀過濾管或透水石管作透水段，面積開孔率最好為10%～20%（使其成梅花狀分布，要均勻排列且內(nèi)壁不出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象），長度最好在1～2m，外部包扎土工織物，孔壁與透水段之間要用反濾料進(jìn)行補(bǔ)充填滿，管底部要進(jìn)行封閉，不可留下沉淀管段。

（6）鉆孔直徑采用Φ110mm，在50m 深度內(nèi)的鉆孔傾斜度應(yīng)小于等于30°，不能用泥漿護(hù)壁，需測量記錄第一次水位以及穩(wěn)定水位，描述各土層的巖性，作出鉆孔巖芯的柱狀型圖示。

（7）要先在孔的底部填大概20cm 厚的反濾料，然后將測壓管每根按順序?qū)酉氯脬@孔的內(nèi)部。等所有測壓管都下入鉆孔內(nèi)后，在孔壁與測壓管間回填反濾材料，填到設(shè)計(jì)高程。對黏性壤土或者是砂壤土可用細(xì)砂這樣的材料作為反濾料使用；對砂礫這樣的石層可以用細(xì)砂和粗砂的混合在一起。反濾層以上就可以用膨脹土泥球進(jìn)行封堵孔口，泥球應(yīng)需由直徑5～10mm 的不同粒徑組成，且應(yīng)風(fēng)干，不適宜陽光暴曬或烘烤之類，封孔的厚度應(yīng)大于或等于4mm。

（8）在巖體內(nèi)鉆孔埋設(shè)測壓管，花管周圍適宜用細(xì)礫或粗砂材料作反濾材料，導(dǎo)管段用水泥或水泥砂漿膨潤土漿封孔然后進(jìn)行回填，反濾材料與封孔材料之間可鋪設(shè)20cm 厚的細(xì)砂進(jìn)行過渡。

（9）測壓管進(jìn)行封孔和回填完成之后，向孔內(nèi)部注水進(jìn)行靈敏度檢驗(yàn)，在地下水位比較相對穩(wěn)定時候進(jìn)行。試驗(yàn)前應(yīng)先測量定管中的水位，然后再向管內(nèi)部注水。若進(jìn)水段四周是壤土，注入的水量相當(dāng)于每一米測壓管容積的3～5 倍。若是砂礫料，則為5～10 倍，注入后要不間斷觀察和測量水位，直至恢復(fù)到或者接近注水之前的水位；對于黏壤土，注入的水位應(yīng)在120h 之內(nèi)降到原水位才為合格；對于砂壤土，24h 之內(nèi)降至原水位才為合格；對于砂粒土，1～2h 之內(nèi)降至原水位或者注水后升高不到3～5m 才為合格。

PPR 管材制作好，如一根長度不夠，可利用PPR 直接頭采用熱溶接的方式聯(lián)接多根，以達(dá)到測壓管長度設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)。

結(jié)合肥西大官塘水庫項(xiàng)目實(shí)際情況，測壓管的透水管段和導(dǎo)管段都采用S5系列PPR 管，可選用PPR 公稱外徑dn為63mm、PPR 公稱壁厚en為5.8mm，依據(jù)該參數(shù)計(jì)算，制成后的PPR 測壓管其內(nèi)徑約為51.4mm。

綜上所述，采用63mm×en5.8mmPPR 管制成的測壓管從選材、管徑大小、制作要求等完全符合《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL551-2012）測壓管及相關(guān)安裝填埋鋪設(shè)等有關(guān)規(guī)定。

3 測壓管孔口保護(hù)措施的要求

本次采用圓柱狀304 不銹鋼防護(hù)罩作為測壓管的孔口保護(hù)設(shè)施，防護(hù)設(shè)施分為下端固定盤和上部防護(hù)罩，采用6mm 厚304 不銹鋼板卷制，用內(nèi)六角專用鑰匙從底部上鎖，上部防護(hù)罩可自由拆卸，便于設(shè)備檢修與雜物清理，防護(hù)設(shè)施底部預(yù)留穿線孔，供滲壓計(jì)信號線穿出。

4 結(jié)束語

PPR 管材具有輕便耐用、成本低廉、不會上銹、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，比較適合用于測壓管的制作與應(yīng)用。用PPR 管材制作埋設(shè)測壓管時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）PPR 管材和管件應(yīng)采用熱熔連接，不能直接在管材和管件上套絲連接。

（2）在熱熔連接過程中一定要使用質(zhì)量可靠的專業(yè)熱熔設(shè)備，以確保熔接的質(zhì)量。

（3）PPR 材料的管道在5℃以下存在因?yàn)闇囟容^低導(dǎo)致的易脆性質(zhì)，冬天實(shí)施作業(yè)應(yīng)注意，切割管道時要用較鋒利的刀具緩慢切割。對已經(jīng)安裝好的PPR 管道不能施加重力擠壓、敲打，如有必要可對容易受到外力的部位覆蓋保護(hù)物。

（4）PPR 材料的管道在長時間受到紫外線的照射下容易出現(xiàn)老化降解，直接暴露在室外或者陽光能直接照射到的管材部位要安裝深色防護(hù)裝置。

（5）孔口保護(hù)裝置要安裝固定牢靠■