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钻孔压水试验

/water pressure testing/
条目作者段世委

段世委

最后更新 2022-01-20
浏览 166
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用栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段,并向该孔段压水,根据压力和流量的关系,确定岩体渗透特性的一种原位渗透试验方法。

英文名称
water pressure testing
所属学科
水利工程

主要目的是测定岩体透水性,为评价岩体的渗透性和渗控设计提供基本资料。压水试验还可提供岩体完整性以及裂隙、岩溶发育程度等重要信息,也是评价(检查)灌浆效果的重要手段。

常规的钻孔压水试验有两种,即吕荣试验法和单位吸水量法。吕荣试验法是1933年由法国地质工程师M.吕荣[注]首先提出,并在多个国家广泛采用。中国水利水电行业从1992年开始采用吕荣试验法。单位吸水量法是苏联在吕荣试验法的基础上修改而成,中国从20世纪50年代开始引进,一直沿用到90年代,而后就不再使用。

压水试验钻孔的孔径一般为59~150毫米,不应使用泥浆等护壁材料钻进。压水试验一般随钻孔的加深,自上而下用单栓塞分段隔离进行,试段长度通常为5米。在岩石完整、孔壁稳定的孔段或有必要单独进行试验的孔段,也可采用双栓塞隔离试段进行试验。止水栓塞的长度应不小于8倍钻孔直径,且止水可靠。压水试验的步骤依次是:钻孔、洗孔、下置栓塞隔离试段、水位测量、仪表安装、压力和流量观测等。中国2003年颁布的《水利水电工程钻孔压水试验规程》规定,钻孔压水试验采用3级压力、5个阶段的试验方法。一般情况下,3级压力P1P2P3分别为0.3兆帕、0.6兆帕和1.0兆帕;5个压力阶段为P1P2P3P4(=P2)—P5(=P1。当试段埋深较浅时,也可以适当降低试段压力。

压水试验资料整理包括校核原始记录、绘制P-Q曲线、确定P-Q曲线类型、计算试段透水率等。绘制P-Q曲线应采用统一的比例尺。根据升压阶段P-Q曲线的形态,以及降压阶段P-Q曲线与升压阶段P-Q曲线之间的关系,将P-Q曲线类型划分为A(层流)型、B(紊流)型、C(扩张)型、D(冲蚀)型、E(充填)型。试段的透水率采用第三级压力与相应的流量进行计算。

为了测定岩体在高压水头下的渗透特性、渗透稳定性及其结构面张开压力,还可进行钻孔高压压水试验。高压压水试验多用于高坝、高水头电站以及抽水蓄能电站的勘察。高压压水试验一般采用4级压力、7个阶段进行,即:P1P2P3P4P5(=P3)—P6(=P2)—P7(=P1),也可根据需要确定压力级数和循环阶段,试验的最大压力应根据工程实际的最高水头压力和最小地应力的量值确定,一般不宜小于建筑物工作水头的1.2倍。

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