浅析塑料排水板纵向通水量在检测中存在的问题

郭敏华

(厦门合诚工程检测有限公司，福建 厦门 361000)

0 引言

所谓排水板纵向通水量实际上就是基于一定侧向压力作用下，最后稳定梯度单位、稳定时间单位排水排所具备的纵向通水能力。根据规范（JTS 206-1-2009、JTG E50-2006、SL 235-2012）要求，该试验可采用立式通水量测试仪或卧式通水量测试仪，设备如图所示：

图1：立式通水量测试仪示意图

图2：卧式通水量测试仪示意图

1 试验概述

1.1 试验基本条件

按照有关标准规范的实际要求，塑料排水板纵向通水量试验需要在开展过程中满足以下三方面条件：

1、试样在规定的长度范围内应受到均匀且恒定的侧压力；

2、试样两端连接处应密封良好，在侧压力作用下应不漏水；

3、连接管路宜短而粗，以减少水头损失，宜控制水温为20±2℃。

1.2 纵向通水量仪设备原理

我司纵向通水量试验采用的是卧式纵向通水量仪，是沧州智晟生产的全自动塑料排水板纵向通水测定仪，型号TSY-17。

纵向通水量仪设备的具体工作原理如下：首先将水通过送水溢流水箱直接送进工作容器内部，直至水完全充满容器，则可以将加压泵启动，向加压容积进行适当加压，接着利用压力控制智能表对水压进行实时控制，最后将压力从加压容器向工作容器传递，达到压力平衡的目的。

整个试验过程中，设备能保持侧压力（350kPa）稳定，并具备自动计时的功能。

1.3 试验过程

试验测试塑料排水板通水量可以按照以下四个步骤进行有序操作：

(1)制取塑料排水板样品两个，每个样品长度约50cm。试验前将样品调直（注意不能挤压到芯板），用乳胶膜包裹后按要求安装在通水仪上；

(2)首先打开纵向通水量测定仪电源开关，然后打开通水开关，使工作容器充满水，同时控制水流稳定在水力梯度（i=0.5）下；

(3)开启加压装置（设置压力），设备持续加压直至压力稳定在350kPa，压力稳定后设备开始自动计时；

(4)根据规范要求的时间进行通水量的测定。

2 检测时间及环境条件

2.1 试验时间

依据TJS 206-1-2009 测量纵向通水量，通过试验可知，测量一组塑料排水板纵向通水量所需时间如下：设备稳定压力时间约5 分钟，每小时测一次水量，测量次数为2-3 次，一次试验时长约2-3h；每组塑料排水板需要进行2 次试验，一组塑料排水板的纵向通水量试验总试长约4-6h。

2.2 试验环境条件

通过试验（表略）,在试验过程中，7℃是水温变化可以达到的最大数值。水温直接影响纵向通水量的检测结果，为了确保检测结果的准确性，试验一般控制水温在20±2℃。

3 检测设备存在的问题分析

3.1 水量测定时间控制

试验时，加压系统稳定后，控制面板可自动进行恒压时间的计时，试验时按规范要求的恒压时间进行水量测量。由于恒压时间不定，两次测量间隔时间较长，最大时长达到2 个小时。现有设备无法自动进行时间控制，因此试验人员在试验过程中对时间的控制是个难点。

3.2 水温控制

依据三本规范对水温的要求，按最严格控制，水温宜为（20±2）℃。现有通水量仪设备中储水容器无温控设施，如整个试验过程通过试验室温度来控制水温，电力成本较高，不利于节能。

3.3 水量测定误差控制

现有设备测定水量时，其操作方法是一手按秒表，一手拿量筒接水，按下秒表的同时将量筒置于出水口量取水量。因此水量测定准确度不够，受人为操作因素影响较大。

我司采用SPB-B 型塑料排水板3 组，进行测试，测试时水温20℃，根据以下试验数据得出，时间误差1s 及以上对通水量数据有很大影响。（见表1）

表1 测试表

4 设备改进措施

(1)关于水量测定时间控制，笔者参考氙灯老化箱设备运行中出现供水不足，设备会发出音乐提醒的功能，建议在纵向通水量测定仪系统上增加到时提醒功能，提高检测效率。

(2)针对温度的控制提出的改进方案是参考水泥密度试验用设备高低温恒温水浴的恒温功能，在水箱中加设加热及制冷设备，通过控制面板来设置温度，进行自动水温控制，使温度稳定在规范要求的范围内，让测量结果更准确。

(3)在测量水量出现误差的问题上，笔者参考设备调温调湿箱的状态调节时间的设定功能，以及土工布透水性测定仪设备按下“开始”按钮后，设备出水口与测量水量的出水口自动切换的功能，建议使之系统满足“达到恒定时间=开始试验”这一功能，设备可在达到恒定时间的条件下自动测量水量。

(4)通过对通水量公式的理解，结合实际工作中的经验，对前后两次通水量有较大影响的测量数据是测量时间t 和测量时间内水流量，当测量时间t 相同的情况下，对比前后两次水量的测量数据，经过初步计算得到此样品实际的实际通水量，如果计算结果表明通水量两次数据水量差相较于前次小5%或者2%，那么最终的塑料排水板的通水量结果值要以最后一次测试结果为准。基于该想法，提出再一个建议，即通水量仪加装恒压一定时间后（可设置时间，如10min、1h 或者2h）自动测量水量的装置，通过一定时间内收集的两次水量的对比达到满足设定的差值（如相差5%或者2%），系统自动停止加压，试验自动停止。

综合上所述，经改进后，该纵向通水量测定仪除满足稳定的侧向压力、水力梯度外，兼具有恒定水箱内的水温、对达到侧向压力后通过计时来自动测量水量的功能。以下则是笔者对于功能改进后的设备进行试验的操作过程的设想：

(1)将已经调直的塑料排水板使用乳胶膜包裹后装入通水仪内部。

(2)设备通电后，打开通水开关，控制水流稳定在水力梯度（i=0.5）下。

(3)控制面板中设置压力为350kPa、设置水温范围（20±2）℃、设置压力（350kPa）稳定1h 后，进行为时10s 的时间来测量水量（按10s 时间来测量通水量），设置完成后，启动设备。

(4)通水量仪器按照系统设置的要求，在恒压1h 后自动测量10s 内的水流量。

5 结束语

塑料排水板纵向通水量设备的改进有助于减少人工测量水量的误差、水温偏差较大带来的对检测数据的影响，提高纵向通水量检测值的准确度。