外水壓力監測是指對隧洞或混凝土內的泄水底孔或涵管的外壁及襯砌承受的外水壓力進行的監測。其目的是了解外水壓力分布及其變化對上述水工結構的影響，也可通過外水壓力變化分析管壁或襯砌的開裂和滲漏情況，以判斷建築物的安全狀態，並驗證設計荷載。
基本介紹
- 中文名：外水壓力監測
- 外文名：monitoring of external water pressure
- 學科：水利工程
- 領域：監測
- 目的：了解外水壓力分布及其變化
- 作用：驗證設計荷載
簡介,布置,設備,資料整理,總結,
簡介
外水壓力監測是指對隧洞或混凝土內的泄水底孔或涵管的外壁及襯砌承受的外水壓力進行的監測。其目的是了解外水壓力分布及其變化對上述水工結構的影響，也可通過外水壓力變化分析管壁或襯砌的開裂和滲漏情況，以判斷建築物的安全狀態，並驗證設計荷載。
布置
按照水工結構的特點和地形、地質條件進行布設。
(1)有壓隧洞。沿洞軸線方向布置，由進水口至出水口測點不應少於3個。在上游段滲透坡降較大處、基岩破碎帶、斷層和節理裂隙發育地段都應布置測點。在溪流流經的山溝和山峰等地形變化處的外水壓力往往較高，應布置測點。測點一般由地表向下鑽孔，在襯砌結構之外lm^-5m處，底部稍低於襯砌高程。另一種監測方式是在襯砌結構外埋設差動電阻式孔隙水壓力計或鋼弦式滲壓計進行遙測。每一監測斷面應布置2支儀器。
(2)無壓隧洞。沿隧洞軸線交錯排列，布置在隧洞兩側邊牆上，布置測點的原則和有壓隧洞外水壓力監測布置類似，由進水口至出水口布置不少於3個測點。
(3)高壓鋼管。有混凝土襯砌的高壓鋼管或基岩內埋藏式高壓鋼管的管壁外都承受外水壓力。為了測量鋼管直接承受的外水壓力，測點應布置在鋼管壁和混凝土襯砌之間，在鋼管軸線方向選擇3個以上監測斷面，每個監測斷面布置2個~3個測點。外水壓力用差動電阻式孔隙壓力計或鋼弦式滲壓計監測，從下游適當位置引出電纜。
設備
主要有差動電阻式孔隙水壓力計、鋼弦式滲壓計和測壓管3種。差動電阻式孔隙水壓力計或鋼弦式滲壓計一般用於高壓鋼管和有壓隧洞的外水壓力監測，這些監測設備可以實現遙測，反應靈敏，監測準確度較高。測壓管用於有壓隧洞或無壓隧洞的外水壓力監測。布置在地表鑽孔中的測壓管用電測水位計或遙測水位計監測管內的水位。布置在無壓隧洞襯砌上的測壓管用壓力表或遙測壓力感測器監測外水壓力。
資料整理
外水壓力監測資料應及時整理分析，繪製外水壓力過程線和分布圖，分析研究外水壓力和水庫水位(內水壓力)、地下水水位、降雨量、地面徑流等因素的相關性，以尋求外水壓力形成的原因及變化規律，進一步估計水工結構承受外水壓力的能力，分析外水壓力的影響。通過外水壓力變化過程還可估計襯砌或管道開裂和滲漏情況，以確定水工建築物能否安全運行或是否需要維修加固。
總結
1)外水壓力僅存在在岩體裂隙部分。理論上隧洞頂拱部由於重力作用，岩體與混凝土可能因為不緊密接觸而留下孔隙，相反腰部和底板部分混凝土的結合應該是緊密的，不出現裂(孔)隙，就不會產生較大的外水壓力，再對隧洞襯砌進行回填灌漿，應可杜絕外水壓力的擴展。但實際套用施工中，很難做到完全密實，甚至在施工處理後還會存在相當大的外水壓力。
2)對於以溶洞塌方、斷層破碎帶為主的不良地質洞段，存在的主要問題是施工處理工作量大、難度高，二次處理複雜，以及運行期的長期穩定問題。監測成果顯示實測外水壓力普遍小於設計推測值，說明設定排水孔和圍岩固結灌漿是減小隧洞襯砌外水壓力的有效措施。
3)設定排水系統後，外水壓力大多遠低於設計外水壓力，局部地段部分外水壓力較高，主要是由於灌漿孑L封堵不好或鋼筋混凝土襯砌存在裂隙引起的。從觀測的結果來看長期運行狀況，特殊洞段外水壓力是穩定的、安全的，同時說明該工程對隧洞外水壓力的預測是可靠的。
4)地下水位是動態的，隨時間會不斷發生變化，因此對隧洞的影響僅憑鑽孔水位來評價外水壓力是不全面的，事實是當隧洞開挖並做了相應的排水設施後，隧洞的外水壓力前後變化可能很明顯，這就需要我們作進一步的展望和研究。
