一种用于坝体排水孔中过滤体的颗粒物截留性能的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及水中颗粒物检测技术及其在水电工程建设的安全防护领域的应用，特 别设及一种用于巧区基础排水孔中颗粒物泄漏的安全检测方法。
【背景技术】
[0002] 水电工程建设是我国能源利用的重要方式。通过建设大巧拦截河流，拦河大巧是 极其复杂的工程。在巧区会遇到各种复杂的地质构造，安全防护技术和维护管理措施要求 很高。由于电站巧基中存在挤压带、晓曲核部破碎带和破碎夹层等，其透水性较好，形成了 巧基的渗漏带，是巧体产生渗透变形的关键因素。
[0003] 电站巧体基础处理通常采用封闭式帷幕加排水来降低巧基渗透场压力。在巧体内 的廊道中布置减压排水孔，使得巧基中的积水排出，W降低巧基渗透场压力。为了防止挤压 破碎带中的颗粒物随排水大量流失，需要在排水孔中安装过滤体装置，W阻止大粒径颗粒 物的流失，避免对巧基结构造成潜在的威胁。
[0004] 排水孔过滤体一般由外包±工布、泡沫软塑料、PPR花管及尼龙筛网组成，主要功 能是截留地层中粒径较大的颗粒物。过滤体对颗粒物的截留性会直接影响着排水孔的排水 量，滤布和泡沫软塑料的特性也会对颗粒物截留效能W及排水量和过滤阻力产生重要影 响。因此，必须对过滤体的过滤性能和颗粒物截留效能进行检测和标定，W便在工程设计和 实际应用中有可靠的依据和运行参数。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种用于巧体排水孔过滤体的颗粒物截留性能检测方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明设及的试验系统包括:一种用于巧体排水孔过滤体的颗 粒物截留性能检测系统，其特征在于:该检测系统包括:进水配水箱1;清水进水累2;揽拌机 3;颗粒物悬浮液投加计量累4;提升累5;进水阀口 6;进水压力表7;流量计8;过滤体密封卡 件;过滤体测试装置10;过滤体11;出水压力表12;出水阀口 13;在线颗粒计数仪14;在线浊 度仪15和出水储水箱16;进水配水箱1连接清水进水累2和颗粒物悬浮液投加计量累4,设有 揽拌机3;进水配水箱1通过管路连接到过滤体11，管路上设有提升累5、进水阀口 6、进水压 力表7、和流量计8;过滤体测试装置10内设有过滤体11;过滤体11上端头和下端头分别设有 过滤体密封卡件;过滤体测试装置10通过管路连接出水储水箱16,管路上设有出水压力表 12、出水阀口 13、在线颗粒计数仪14和在线浊度仪15和出水储水箱16;
[0007] -个过滤体密封卡件卡紧和密封过滤体下端头，使得过滤体的下端头完全密封； 另一个过滤体密封卡件密封和隔离过滤体的上端头，使得过滤体内部的滤后水只能从过滤 体的上端头流出。
[000引应用所述系统的方法，其特征在于：
[0009]依据排水孔处的地质岩层的组成配置颗粒物浓液，所述颗粒物浓液浓度0.1~ 100NTU，颗粒粒径在0.1~1000皿;将颗粒物浓液和清水按体积比1:500~1:400加至进水配 水箱1中并使用揽拌机3进行充分混合W配制该排水孔处的进水;过滤体测试装置的过滤压 差为排水孔的涌水压力，且在测试过程中该过滤压差值应等于进水压力表7的压力值减去 出水压力表8的压力值的差值;进水由提升累巧日压和输送，流经进水阀口 6、进水压力表7和 流量计8后输送到过滤体测试装置10中，在压力作用下，进水从过滤体外侧穿透过滤体11的 过滤材料进入到过滤体内侧，再经过过滤体的上端头流出，经过出水压力表12、出水阀口 13 后进入在线颗粒计数仪14和在线浊度仪15,W此在线检测过滤体对水中颗粒物的截留性 能，并当检测到粒径大于350WI1的颗粒时及时预警并防止长期泄漏。
[0010] 进一步，过滤体11的过滤流量通过进水提升累4、W及进水阀口5和出水阀口 12进 行调节和控制。
[0011] 进一步，在线颗粒计数仪的颗粒粒径检测范围为2~75化m，在线浊度仪的浊度检 测范围为0.1~100NTU。
[0012] 本发明具有如下有益效果：
[0013] 1、利用在线颗粒计数仪和在线浊度仪可实现对巧体排水孔中过滤体对颗粒物的 截留性能进行检测，可W评价和确定过滤体的颗粒截留性能参数。
[0014] 2、可W检测过滤体的破损状况，对颗粒物泄漏程度和过滤体破损程度进行预警和 监控，W便及时维护和更换过滤体。
[0015] 3、可利用提升累、进水阀口和出水阀口的协同控制，检测过滤体的过滤阻力，研究 和确定不同水压对过滤体的颗粒物截留性能的影响。
[0016] 4、可依据排水孔的地质条件有针对性地配制不同颗粒特性的水质，进行过滤体截 留性能的模拟研究，对巧体排水孔中过滤体的颗粒物截留工况进行预测和评估。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的一种用于巧体排水孔过滤体的颗粒物截留性能检测方法的示意 图。
[0018] 1、进水储水箱;2、清水进水累;3、揽拌机;4、颗粒物悬浮液投加计量累;5、提升累； 6、进水阀口；7、进水压力表;8、流量计;9、过滤体密封卡件；10、过滤体测试装置；11、过滤 体;12、出水压力表;13、出水阀口； 14、在线颗粒计数仪;15、在线浊度仪;16、出水储水箱。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好地体现本发明的特点，下面对本发明的实施方式作进一步描述。
[0020] 本实施例中，采用计量累和提升累分别将约1000NTU的颗粒物悬浮液和自来水按 照约1:500加至进水水箱中进行充分混合，配制的进水颗粒物粒径分布见表1，浊度为 2.11NTU。过滤体由外包±工布、泡沫软塑料、PPR花管及尼龙筛网组成，过滤等效粒径为 0.33mm> 095 > 0.27mm，渗透系数kv〉l(T2cm/s。过滤体测试装置的进水由提升累加压至 0.35MPa，流量为30L/min，进入过滤体测试装置后由过滤体的外部进入至过滤体内后经上 端头流出，出水压力降至0.IMPa。出水经过在线激光式颗粒计数仪和在线浊度仪的检测，测 得出水浊度为1.79NTU，出水颗粒物粒径分布详见表2。可W看出，在该检测装置中的过滤体 对大于0.35mm的颗粒粒径有较好的截留作用，在出水中基本检测不到该粒径区间范围的颗 粒;而有95%的粒径小于0.35mm的颗粒物可W穿透过滤体。说明该过滤体可W高效地截留 水中粒径大于0.35mm的颗粒物。 [0021 ] 表1进水颗粒物粒径分布 [0022]
【主权项】
1. 一种用于坝体排水孔过滤体的颗粒物截留性能检测系统，其特征在于：该检测系统 包括:进水配水箱（1);清水进水栗（2);搅拌机(3);颗粒物悬浮液投加计量栗(4);提升栗 (5) ;进水阀门（6);进水压力表(7);流量计(8);过滤体密封卡件;过滤体测试装置（10);过 滤体（11);出水压力表（12);出水阀门（13);在线颗粒计数仪（14);在线浊度仪（15)和出水 储水箱(16);进水配水箱（1)连接清水进水栗(2)和颗粒物悬浮液投加计量栗(4)，设有搅拌 机(3);进水配水箱（1)通过管路连接到过滤体（11)，管路上设有提升栗(5)、进水阀门（6)、 进水压力表(7)、和流量计(8);过滤体测试装置(10)内设有过滤体(11);过滤体(11)上端头 和下端头分别设有过滤体密封卡件;过滤体测试装置（10)通过管路连接出水储水箱（16)， 管路上设有出水压力表（12)、出水阀门（13)、在线颗粒计数仪（14)和在线浊度仪（15)和出 水储水箱(16); 一个过滤体密封卡件卡紧和密封过滤体下端头，使得过滤体的下端头完全密封；另一 个过滤体密封卡件密封和隔离过滤体的上端头，使得过滤体内部的滤后水只能从过滤体的 上立而头流出。2. 应用如权利要求1所述系统的方法，其特征在于： 依据排水孔处的地质岩层的组成配置颗粒物浓液，所述颗粒物浓液浓度为0.1~ 100NTU，颗粒粒径在0.1~ΙΟΟΟμπι;将颗粒物浓液和清水按体积比1:500~1:400加至进水配 水箱（1)中并使用搅拌机(3)进行充分混合以配制该排水孔处的进水;过滤体测试装置的过 滤压差为该处排水孔的涌水压力，且在测试过程中该过滤压差值应等于进水压力表(7)的 压力值减去出水压力表(8)的压力值的差值;进水由提升栗(5)加压和输送，流经进水阀门 (6) 、进水压力表(7)和流量计(8)后输送到过滤体测试装置（10)中，在压力作用下，进水从 过滤体外侧穿透过滤体（11)的过滤材料进入到过滤体内侧，再经过过滤体的上端头流出， 经过出水压力表（12)、出水阀门（13)后进入在线颗粒计数仪（14)和在线浊度仪（15)，以此 在线检测过滤体对水中颗粒物的截留性能，并当检测到粒径大于350μπι的颗粒时及时预警 并防止长期泄漏。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：过滤体（11)的过滤流量通过进水提升栗 (4)、以及进水阀门（5)和出水阀门（12)进行调节和控制。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：，在线颗粒计数仪的颗粒粒径检测范围为2 ~750μπι，在线浊度仪的浊度检测范围为0.1~100NTU。
【专利摘要】一种用于坝体排水孔过滤体的颗粒物截留性能检测方法，应用以下系统：该系统包括：进水配水箱；清水进水泵；搅拌机；颗粒物悬浮液投加计量泵；提升泵；进水阀门；进水压力表；流量计；过滤体密封卡件；过滤体测试装置；过滤体；出水压力表；出水阀门；在线颗粒计数仪；在线浊度仪和出水储水箱。本发明依据排水孔处的地质岩层的组成配制该排水孔处的进水；过滤体测试装置的过滤压差为该处排水孔的涌水压力，对坝体排水孔中过滤体对颗粒物的截留性能进行检测，评价和确定过滤体的颗粒截留性能参数；可以检测过滤体的破损状况，对颗粒物泄漏程度和过滤体破损程度进行预警和监控，以便及时维护和更换过滤体。
【IPC分类】G01N15/08
【公开号】CN105445166
【申请号】CN201510999876
【发明人】李星, 苏兆阳, 杨艳玲, 曾庆品
【申请人】北京工业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月27日