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文檔簡介

ICS編號

CCS編號

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHESXXX—20XX

替代T/CHESXXX-XXXX

水利水電工程鉆孔高壓壓水試驗規(guī)程

Codeofwaterhigh-pressureinjectiontestinboreholefor

waterconservancyandhydropowerprojects

(征求意見稿)

請將你們發(fā)現(xiàn)的有關(guān)專利的內(nèi)容和支持性文件隨意見一并返回

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

中國水利學(xué)會發(fā)布

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1總則

1.0.1為規(guī)范水利水電工程鉆孔高壓壓水試驗的內(nèi)容、方法和技術(shù)要求,保證試驗工作質(zhì)量和成果質(zhì)量,

制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于水利水電工程地質(zhì)勘察中的鉆孔高壓壓水試驗,包括水力劈裂試驗。

1.0.3水利水電工程鉆孔高壓壓水試驗除應(yīng)符合本規(guī)程外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

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2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1鉆孔常規(guī)壓水試驗conventionalwaterpressuretestinborehole

用栓塞將鉆孔隔離出一定長度的孔段,并向該孔段施加最大不超過1MPa壓力進行壓水,根據(jù)一定時間

內(nèi)壓入水量和施加壓力大小的關(guān)系確定巖體透水性的一種原位滲透試驗。

2.1.2鉆孔高壓壓水試驗high-pressurewaterinjectiontestinborehole

用栓塞將鉆孔隔離出一定長度的孔段,并向該孔段施加大于1MPa壓力進行壓水,根據(jù)一定時間內(nèi)壓入

水量和施加壓力大小的關(guān)系確定巖體在高水頭下的滲透特征、滲透穩(wěn)定性及其結(jié)構(gòu)面張開壓力的一種原位

滲透試驗。

2.1.3試驗長度lengthoftestsection

壓水試驗時水可以進入巖體的孔段長度。單栓塞隔離時為栓塞底部至孔底的長度,雙栓塞隔離時為兩

栓塞之間的長度。

2.1.4試驗壓力testingpressure

施加在試段內(nèi)的實際平均壓力。

2.1.5試驗水頭testinghydranlichead

試驗壓力對應(yīng)的水柱高度。

2.1.6管路壓力損失pressurelossoftube

水流經(jīng)工作管路因流體摩阻而損失的壓力值。

2.1.7栓塞packer

將鉆孔隔離出單獨封閉孔段的試驗設(shè)備。

2.1.8透水率permeabilityrate

表達試驗段巖體透水性的指標(biāo)。

2.1.9呂榮(Lu)Lugeon

透水率的單位,定義為在1MPa壓力下每米試驗段每分鐘壓入的水量。

2.1.10臨界壓力criticalpressure

巖體在臨界劈裂或者結(jié)構(gòu)面張開時所需要的最小法向壓力。

2.1.11水力劈裂試驗hydraulicjackingtest

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進行逐級升壓壓水試驗,直至引起巖體裂縫發(fā)生與擴展,根據(jù)壓入水量和施加壓力大小的關(guān)系確定巖

體臨界劈裂壓力的一種原位試驗。

2.1.12劈裂壓力hydraulicjackingpressure

針對劈裂試驗給出的巖體在臨界劈裂或者結(jié)構(gòu)面張開時所需要的法向壓力,與臨界壓力概念一致,劈

裂壓力有多種判斷方法。

2.2符號

d——工作管內(nèi)徑;

g——重力加速度;

H——試驗水頭;

k——巖體滲透系數(shù);

l——試段長度;

lp——工作管長度;

P——試驗壓力;

Pc——臨界壓力;

Ph——地面安設(shè)壓力表、壓力傳感器至試段中心的水柱壓力;

Pint——中間劈裂壓力;

Pm——最高試驗壓力;

Pmim——初始劈裂壓力;

Pp——地面安設(shè)壓力表、壓力傳感器顯示壓力;

P′P——安設(shè)在試段上的壓力傳感器顯示壓力;

Ps——管路壓力損失;

Pult——最終劈裂壓力;

Pz——地面安設(shè)壓力表、壓力傳感器安裝水平面至壓力計算零線的水柱壓力;

Q——壓入流量;

Qm——最大壓力階段的壓入流量;

q——透水率;

r0——鉆孔半徑;

v——管內(nèi)流速;

Z——孔深;

λ——摩阻系數(shù);

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3基本規(guī)定

3.1試驗方法和試段長度

3.1.1鉆孔高壓壓水試驗宜采用雙栓塞分段隔離進行。

3.1.2了解巖體滲透特征應(yīng)進行升壓和降壓循環(huán)試驗。

3.1.3了解巖體劈裂結(jié)構(gòu)面壓力宜按照本規(guī)程附錄A的規(guī)定進行水力劈裂試驗。

3.1.4根據(jù)試驗?zāi)康暮驮嚩蔚刭|(zhì)條件,可采用快速法、中速法、慢速法或多循環(huán)法。

3.1.5試段長度宜為5m。

3.1.6當(dāng)遇斷層破碎帶、裂隙密集帶、溶蝕帶等強透水帶的孔段時,或遭遇溶巖洞穴、孔壁破碎等狀況

孔段時,應(yīng)根據(jù)強透水帶形狀、厚度等情況確定試段長度。

3.1.7同一試段不宜跨越透水性相差懸殊的兩種巖層。

3.1.8宜重點安排在隧洞設(shè)計高程孔段進行試驗,建筑物高程部位相鄰試段宜互相銜接。

3.2壓力階段與壓力值

3.2.1最高試驗壓力

1最高試驗壓力宜為建筑物工作水頭壓力的1.2倍。

2地面鉆孔的上部試驗宜按照建筑物工作水頭與高程關(guān)系降低最高試驗壓力。

3平洞內(nèi)試驗宜調(diào)整最高試驗壓力為試段至壓力計算零線的水柱壓力與建筑物工作水頭壓力之和。

4低壓深埋引調(diào)水隧洞工程最高試驗壓力宜按照水文地質(zhì)資料確定。

5當(dāng)試段位于基巖面以下較淺部位時,可進行少量試驗用以確定最大試驗壓力,以不引起巖體變形抬

動和巖體破裂為準(zhǔn)。

3.2.2壓力階段和級差

1壓力階段宜取5級~10級。

2級差宜采用1MPa。

3.2.3升壓階段的穩(wěn)定流量均低于3L/min時,可不再進行降壓階段的壓水試驗。

3.2.4試驗壓力確定方法如下:

1當(dāng)用安設(shè)在試段內(nèi)的壓力傳感器(圖3.2.4-1)測壓時,傳感器測得的壓力與壓力計算零線至試驗段

的水柱壓力的差為試驗壓力,試驗壓力按式(3.2.4-1)計算:

'

PPPPhPz(3.2.4-1)

式中:

P——試驗壓力,MPa;

P′P——安設(shè)在試段上的壓力傳感器顯示壓力,MPa;

Ph——地面安設(shè)壓力表、壓力傳感器至試段中心的水柱壓力,MPa;

Pz——地面安設(shè)壓力表、壓力傳感器安設(shè)水平面至壓力計算零線的水柱壓力,MPa。

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圖3.2.4-2地面和底部均有壓力量測裝置的鉆孔高壓壓水試驗

1-地面安設(shè)壓力表或傳感器;2-進水閥門;3-工作管;4-壓力計算零線;5-試驗栓塞;6-安設(shè)在試段上的壓力傳感器

2當(dāng)用安設(shè)在地面進水管上的壓力表或壓力傳感器(圖3.2.4-1)測壓時,試驗壓力按式(3.2.4-2)計算:

PPpPZPS(3.2.4-2)

式中:

Pp——孔口部位壓力表、壓力傳感器顯示壓力,MPa;

PS——管路壓力損失,MPa;

3平洞內(nèi)試驗有壓力計算零線觀測數(shù)據(jù)的,按式(3.2.4-1)和式(3.2.4-2)計算時PZ應(yīng)反號,否則宜

取為0。

圖3.2.4-2平洞內(nèi)鉆孔高壓壓水試驗

1-壓力表或壓力傳感器;2-進水閥門;3-工作管;4-試驗栓塞;5-壓力計算零線

3.2.5壓力計算零線應(yīng)以工作管內(nèi)的水頭觀測或壓力觀測結(jié)果為準(zhǔn),未進行觀測時確定方法如下:

1當(dāng)?shù)叵滤辉谠嚩我韵聲r,壓力計算零線為通過試段中點的水平線。

2當(dāng)?shù)叵滤辉谠嚩我詢?nèi)時,壓力計算零線為通過地下水位以上試段中點的水平線。

3當(dāng)?shù)叵滤辉谠嚩我陨蠒r,壓力計算零線為地下水位線。

3.2.6管路壓力損失的確定方法如下:

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1當(dāng)工作管內(nèi)徑不一致時,管路壓力損失宜根據(jù)實測資料確定。實測方法見附錄B。

2當(dāng)工作管內(nèi)徑一致且內(nèi)壁光滑度變化不大時,管路壓力損失可用式(3.2.6)計算:

Lv2

pP(3.2.6)

sdg2

式中:

λ——摩阻系數(shù),λ=2×10-4MPa/m~4×10-4MPa/m;

lp——工作管長度,m;

d——工作管內(nèi)徑,m;

ν——管內(nèi)流速,m/s;

g——重力加速度,g=9.8m/s2。

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4試驗方案

4.1試驗要求

4.1.1鉆孔高壓壓水試驗應(yīng)設(shè)備可靠,準(zhǔn)備充分,過程合規(guī),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,資料整理規(guī)范,結(jié)論合理。

4.2試驗程序

4.2.1鉆孔高壓壓水試驗應(yīng)遵循下列程序:

1依據(jù)現(xiàn)場情況進行人員配備和設(shè)備準(zhǔn)備。

2對試驗條件和具體事項進行確認。

3按照壓力和流量觀測規(guī)定進行試驗。

4進行資料整理和分析。

5撰寫并提交試驗報告。

4.3試驗順序

4.3.1宜避開其它破壞性試驗孔段最后進行高壓壓水試驗。

4.3.2高壓壓水試驗應(yīng)先進行滲透特征參數(shù)試驗,再進行水力劈裂試驗。

4.4試驗人員

4.4.1試驗人員應(yīng)掌握試驗方法和操作程序。

4.4.2試驗過程中應(yīng)有專人根據(jù)曲線觀測或采集數(shù)據(jù)情況掌握試驗進程。

4.5安全生產(chǎn)和環(huán)境保護

4.5.1試驗設(shè)備在工作狀態(tài)下,不得進行拆卸和檢修;出現(xiàn)異常時,應(yīng)停機檢查。

4.5.2用于試驗的管路、儀表、閥門、膠管、連接件的耐壓強度均應(yīng)大于最大試驗壓力值的1.5倍。

4.5.3用于膨脹栓塞的氣體應(yīng)選擇對人無危害和不可燃的氣體。

4.5.4壓水試驗過程中產(chǎn)生的油污和垃圾應(yīng)及時清理,從孔內(nèi)返出的污水應(yīng)按環(huán)境保護要求進行處理。

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5試驗設(shè)備

5.1止水栓塞

5.1.1止水栓塞應(yīng)符合下列要求:

1可靠止水壓力應(yīng)大于水泵最大試驗壓力與地面至止水栓塞水柱壓力的和,操作方便。

2栓塞長度應(yīng)不小于8倍鉆孔孔徑。

5.1.2止水栓塞宜選用液壓和氣壓共用栓塞,鉆孔穩(wěn)定低水位時應(yīng)采用氣壓止水栓塞或接入卸壓裝置;

繩索取心鉆桿為工作管時可選用不起鉆壓水試驗裝置。

5.2供水設(shè)備

5.2.1試驗用的水泵應(yīng)符合下列要求:

1水泵出水應(yīng)保證壓力穩(wěn)定,流量均勻,工作安全可靠。

2額定工作壓力宜大于最大試驗壓力的1.5倍。

3在最大試驗壓力下,水泵的總輸出流量應(yīng)大于100L/min;當(dāng)單臺水泵不能滿足試驗供水要求時,

可用多臺水泵并聯(lián)供水。

5.2.2試驗進水管路宜設(shè)置穩(wěn)壓罐(筒)。

5.2.3吸水籠頭上應(yīng)設(shè)置1層至2層孔徑小于2mm的過濾網(wǎng),吸水籠頭至水池底部的距離宜大于

0.3m。

5.2.4供水調(diào)節(jié)閥門宜采用容易調(diào)節(jié)流量的高壓球閥。

5.3壓力管路

5.3.1根據(jù)鉆孔狀況選用雙管法或單管法進行試驗。

5.3.2宜采用鉆進所用鉆桿為工作管,工作管宜等內(nèi)徑,內(nèi)壁光滑。

5.3.3應(yīng)按照4.5.2的壓力要求對壓力管路進行管路承壓和密封試驗。

5.3.4雙管試驗時壓力管路應(yīng)符合下列要求:

1止水栓塞對應(yīng)壓力管路宜采用高壓軟管。

2通水截面大的管路應(yīng)作為工作管。

3高壓軟管應(yīng)可靠固定在工作管上。

4鉆孔水位至孔口的水柱壓力大于止水栓塞初始膨脹壓力時,應(yīng)采用氣體脹塞或接入栓塞卸壓裝置。

5.3.5單管路試驗時應(yīng)符合下列要求:

1工作管底部應(yīng)安裝管路切換裝置。

2切換閥最小通水截面積宜大于177mm2。

3鉆孔水位至孔口的水柱壓力大于止水栓塞初始膨脹壓力時應(yīng)接入栓塞卸壓裝置。

5.4量測設(shè)備

5.4.1宜釆用全過程數(shù)據(jù)電子化、可實時顯示和存儲的量測設(shè)備。

5.4.2量測設(shè)備應(yīng)定期檢定,試驗前校驗。

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5.4.3壓力量測設(shè)備主要包括壓力表和壓力傳感器,應(yīng)符合下列要求:

1壓力表和壓力傳感器的最高工作壓力宜為極限壓力的1/3~3/4。

2壓力表反應(yīng)靈敏,卸壓后指針回零。

3帶數(shù)顯的壓力傳感器讀數(shù)應(yīng)與實際壓力一致。

4壓力傳感器的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與數(shù)顯及數(shù)據(jù)記錄設(shè)備相匹配。

5.4.4流量量測設(shè)備主要包括高壓水表和流量計,應(yīng)符合下列要求:

1流量量測設(shè)備宜為電子化設(shè)備,可輸出數(shù)字信號。

2流量量測設(shè)備應(yīng)能在1.5倍最大試驗壓力下正常工作。

3流量量測設(shè)備宜具有雙向測量能力。

4帶數(shù)顯的流量量測設(shè)備讀數(shù)應(yīng)與實際流量一致。

5單臺水泵匹配流量計的量程宜為其額定流量的120%,流量計總量程應(yīng)不小于120L/min。

5.4.5宜采用數(shù)顯及數(shù)據(jù)記錄設(shè)備進行壓力和流量數(shù)據(jù)實時顯示和存儲,設(shè)備要求如下:

1數(shù)顯及數(shù)據(jù)記錄設(shè)備應(yīng)具備數(shù)據(jù)數(shù)字化、實時顯示和存儲等功能。

2數(shù)據(jù)采集頻率宜為0.1Hz-10Hz。

3數(shù)顯及記錄設(shè)備應(yīng)具備2個或2個以上的壓力傳感通道,1個或1個以上的流量傳感通道。

4數(shù)顯及記錄設(shè)備模/數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)應(yīng)大于等于8位。

5數(shù)顯及記錄格式宜為或宜轉(zhuǎn)化為電子表格文檔格式。

5.4.6水位計應(yīng)靈敏可靠,可測量鉆孔和工作管內(nèi)部水位,且不受孔(管)壁附著水或孔(管)內(nèi)滴水

的影響。

5.4.7量測設(shè)備應(yīng)專門保管。

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6試驗準(zhǔn)備

6.1人員及任務(wù)安排

6.1.1試驗任務(wù)下達后應(yīng)及時確定試驗人員。

6.1.2試驗人員應(yīng)詳細了解試驗任務(wù),跟蹤了解現(xiàn)場試驗條件,形成初步試驗方案。

6.2設(shè)備準(zhǔn)備

6.2.1根據(jù)試驗任務(wù)和現(xiàn)場試驗條件準(zhǔn)備合適的試驗設(shè)備,易毀壞設(shè)備應(yīng)配有備件。

6.2.2應(yīng)采取必要措施保證試驗設(shè)備在運輸過程中狀況完好。

6.3現(xiàn)場試驗條件確認

6.3.1試驗鉆孔應(yīng)穩(wěn)定、孔壁總體完整。

6.3.2鉆進過程中未使用泥漿護壁材料,特殊地層鉆孔沖洗液合適,鉆孔已清洗。

6.3.3確定鉆孔穩(wěn)定水位。

6.3.4確認鉆機設(shè)備狀況良好,鉆桿無破裂、彎曲、堵塞等現(xiàn)象,接頭無滲漏,試驗設(shè)備和鉆桿連接可靠。

6.3.5現(xiàn)場具備充足的清水水源。當(dāng)水源的泥沙含量較多時,應(yīng)釆取沉淀措施。當(dāng)水源中有污油漂浮時,

應(yīng)采取去污油措施。

6.3.6對其它試驗設(shè)備完好性進行檢査,組裝試驗設(shè)備并進行地面管路和栓塞密封性檢驗。

6.4試驗性壓水

6.4.1宜避開擬試驗孔段進行試驗性壓水,采用水泵的最高輸出壓力,延續(xù)時間15min。

6.4.2在試驗性壓水過程中,應(yīng)按正式壓水試驗的要求檢查栓塞止水是否可靠、管路是否暢通、儀表工

作及機械運行是否正常等。

6.4.3當(dāng)栓塞隔離無效時,應(yīng)釆取移動栓塞、起塞檢査、更換栓塞或灌制混凝土塞位等措施加以處理。

混凝土塞位灌制方法參見附錄C。

6.4.4試驗性壓水成功后,方可進行正式壓水試驗。

6.5試驗方案確認

6.5.1明確試驗內(nèi)容及方法,確定最高試驗壓力和壓力階段級差。

6.5.2依據(jù)鉆孔巖心或孔內(nèi)電視資料確定試段及止水栓塞具體位置。

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7現(xiàn)場試驗

7.1試段隔離

7.1.1栓塞定位應(yīng)準(zhǔn)確,宜安設(shè)在巖石較完整部位。

7.1.2液壓式止水栓塞宜在孔口施加3MPa~5MPa壓力,氣壓式止水栓塞宜試驗確定可靠脹塞壓力。脹

塞壓力宜小于巖體破裂壓力,試驗期間宜保持不變。

7.2水位或壓力觀測

7.2.1試段隔離前后宜觀測鉆孔水位以及工作管內(nèi)水位或壓力。

7.2.2水位觀測每隔5min進行一次。當(dāng)水位平均下降速度連續(xù)兩次均小于5cm/min時,觀測工作可結(jié)

束,用最后的觀測結(jié)果確定壓力計算零線。

7.2.3水位觀測過程中發(fā)現(xiàn)承壓水時,宜進行承壓水頭觀測和涌水量觀測,觀測時間至水位穩(wěn)定。

7.2.4承壓水頭遠高于孔口時,應(yīng)將工作管路密閉后進行壓力觀測,觀測每隔5min進行一次,宜以壓力

平均增加小于0.5kPa/min為觀測結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

7.3壓力和流量觀測

7.3.1試驗前工作管應(yīng)充分排氣,當(dāng)試驗壓力達到預(yù)定值并保持穩(wěn)定后進行流量觀測。

7.3.2高壓壓水試驗流量觀測可采用快速法、中速法和慢速法進行試驗,壓力階段結(jié)束時間應(yīng)符合表

7.3.2的規(guī)定。

表7.3.2壓力階段結(jié)束規(guī)定

流量讀數(shù)法曲線觀測法

試驗

觀測流量流量

方法結(jié)束依據(jù)結(jié)束依據(jù)

間隔認定認定

每級壓力穩(wěn)定階段維持時間不小于3

流量曲線平直無變化

快速法1分鐘分鐘;連續(xù)3次讀數(shù)中最大值與最小

持續(xù)3分鐘以上

值之差小于最后一次讀數(shù)的10%

每級壓力穩(wěn)定階段維持時間不小于30最后

流量曲線平直無變化最后1分

中速法5分鐘分鐘;連續(xù)3次讀數(shù)中最大值與最小一次

持續(xù)30分鐘以上鐘均值

值之差小于最后一次讀數(shù)的10%讀數(shù)

每級壓力穩(wěn)定階段維持時間不小于

30分流量曲線平直無變化

慢速法120分鐘;連續(xù)3次讀數(shù)中最大值與

鐘持續(xù)120分鐘以上

最小值之差小于最后一次讀數(shù)的10%

7.3.3試驗壓力調(diào)整到下階段的壓力值后,應(yīng)重新進行流量觀測,并符合第7.3.2條的規(guī)定。

7.3.4在降壓試驗階段,若出現(xiàn)水由巖體向孔內(nèi)回流的現(xiàn)象,應(yīng)保持壓力,繼續(xù)進行壓水直至流量穩(wěn)

定。

7.3.5在試驗過程中,應(yīng)對附近可能受影響的露頭、井、洞、孔、泉等地下水位的位置、流量及顏色進

行觀測。

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7.3.6在試驗過程中,應(yīng)認真記錄或全程采集試驗數(shù)據(jù)和異常情況,及時分析,保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確

性、完整性。

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8資料整理與報告

8.1資料整理

8.1.1試驗資料整理應(yīng)包括校核原始記錄,繪制壓力流量時間曲線(P-Q-t曲線)、穩(wěn)定階段壓力流量

(P-Q曲線)和壓力試段透水率曲線(P-q曲線)。試驗表格和曲線繪制格式應(yīng)符合附錄D的要求。

8.1.2設(shè)有觀測孔、觀測平洞時,應(yīng)繪制試驗壓力與觀測孔、觀測平洞出水量關(guān)系曲線。

8.2結(jié)果分析

8.2.1高壓壓水P-Q曲線可劃分為五種類型,即:A型(層流型)、B型(紊流型)、C型(擴張

型)、D型(沖蝕型)和E型(充填型)。應(yīng)根據(jù)升壓及降壓階段P-Q曲線的形狀和相互關(guān)系確定試段

的P-Q曲線類型,P-Q曲線的典型類型及曲線特點見表8.2.1??砂凑請D7.2.1所示流程進行P-Q曲線類型

判斷。

表8.2.1P-Q曲線的典型類型及曲線特點表

類型名稱A(層流)型B(紊流)型C(擴張)型D(沖蝕)型E(充填)型

P-Q曲線

升壓曲線凸向P

升壓曲線為通過原升壓曲線凸向Q

升壓曲線凸向Q升壓曲線凸向P軸,降壓曲線與

點的直線,降壓曲軸,降壓曲線與升

曲線特點軸,降壓曲線與升軸,降壓曲線與升升壓曲線不重

線與升壓曲線基本壓曲線不重合,呈

壓曲線基本重合壓曲線基本重合合,呈順時針環(huán)

重合逆時針環(huán)狀

升壓曲線與降壓曲線基本重合D、E型

升壓-降壓

、、型

ABC曲線旋轉(zhuǎn)

方向

線性度和彎曲方向

原點、測點位置近似直線:A型

順時針:D型

曲線凸向Q軸:B型

逆時針:E型

曲線凸向P軸:C型

圖8.2.1P-Q曲線類型判斷流程

8.2.2P-Q曲線中同壓力分級的升壓階段和降壓階段的流量值絕對差不大于3L/min或相對差不大于5%

時,可認為基本重合。

8.2.3壓水過程中巖體被完全劈裂的試段不宜進行曲線類型判定。

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8.2.4完整或較完整巖體應(yīng)根據(jù)P-Q曲線最大曲率或切線交點法確定臨界壓力,多循環(huán)高壓壓水試驗,

應(yīng)分別確定各循環(huán)的臨界壓力和穩(wěn)定臨界壓力。

8.2.5對于紊流型(B型)P-Q曲線,臨界壓力之前的壓力和流量之間的關(guān)系可用截距為零的二次多項

式或冪次函數(shù)擬合,擬合函數(shù)參數(shù)可用最小二乘法計算確定。

8.2.6設(shè)有觀測孔、觀測平洞的高壓壓水試驗,應(yīng)根據(jù)其出水量與壓力關(guān)系,確定是否存在臨界壓力。

應(yīng)根據(jù)臨界壓力和滲徑計算臨界水力坡降。

8.2.7應(yīng)選擇各級壓力下按式(8.2.7)計算結(jié)果的最大值作為試段透水率,巖體劈裂后的計算值不宜認

定為透水率:

Q

q(8.2.7)

lP

式中:q——試段的透水率呂榮值,Lu;

l——試段長度,m;

Q——某級壓力下穩(wěn)定階段的流量,L/min;

P——某級壓力下穩(wěn)定階段的試段壓力,MPa。

8.2.8當(dāng)需要計算巖體滲透系數(shù)時,應(yīng)采用最大透水率對應(yīng)的壓力和流量計算,并應(yīng)符合本規(guī)程附錄E

中的規(guī)定。

8.3報告提綱

8.3.1試驗應(yīng)編制試驗報告,報告內(nèi)容宜包括前言、工程地質(zhì)概況、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)、試驗?zāi)康暮蛢?nèi)

容、試驗設(shè)備和試驗方法、試驗數(shù)據(jù)及整理資料、成果分析、結(jié)論和建議。

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附錄A水力劈裂試驗

A.0.1水力劈裂試驗宜在滲透特征參數(shù)測試完成后接續(xù)進行。

A.0.2宜以建筑物靜水頭壓力的1.2倍作為最高試驗壓力,巖體無法劈裂時宜以建筑物工作水頭壓力的1.5

倍為試驗終止條件。

A.0.3試驗壓力級差宜參照滲透特征參數(shù)測試數(shù)據(jù)進行調(diào)整,滲透特征參數(shù)測試過程中巖體未劈裂可加大

級差,臨近巖體劈裂時宜減小級差。

A.0.4宜按本規(guī)程7.3.2條的快速法只進行升壓階段試驗,流量觀測應(yīng)符合本規(guī)程7.3.3條的規(guī)定。

A.0.5劈裂壓力試驗的壓力宜按式(A.0.5)計算。

PPpPhPS(A.0.5)

A.0.6水力劈裂試驗宜繪制單獨的穩(wěn)定階段壓力-流量曲線(P-Q曲線),滲透特征參數(shù)測試過程中巖體被

劈裂時宜作為第一次劈裂過程與本試驗過程一起成圖。

A.0.7可按照圖A的取值規(guī)則進行巖體劈裂壓力判定,宜采用初始劈裂壓力Pmin作為劈裂壓力。

圖A由P-Q曲線判定劈裂壓力

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附錄B管路壓力損失測定

B.0.1當(dāng)使用鉆桿作為工作管,且鉆桿內(nèi)徑與接頭內(nèi)徑不一致時,應(yīng)實測管路壓力損失,編制出每米鉆桿、

每副接頭在不同流量下的壓力損失圖表。

B.0.2測定壓力損失所用的鉆桿和接頭應(yīng)與實際使用的規(guī)格一致。

B.0.3測試管路總長度不應(yīng)小于40m,管路末端連接膠管,抬高2m左右放入量測水箱中。

B.0.4測試管路兩端安裝壓力表或壓力傳感器,末端安裝流量表或流量傳感器,用儀器測量兩端壓力表的

高差或計算壓力傳感器記錄數(shù)據(jù)的差值。

B.0.5將不同流量的水輸入管路,管路兩端的壓力差即為該流量下的管路總壓力損失。

B.0.6實測流量范圍10L/min~l00L/min,測點不少于15個,分布要均勻,同時用流量表和水箱測定流量。

實測工作應(yīng)進行兩次,取其平均值。

B.0.7測試管路為兩套。測定第一套管路后,配第二套管路,第二套管路管徑和鉆桿總長度應(yīng)與第一套相

同,但接頭數(shù)相差3副以上。

B.0.8在同一坐標(biāo)上繪制出兩套管路的壓力損失與流量關(guān)系曲線(圖A.0.8),從圖上量取各流量值相應(yīng)的

壓力損失差ΔPs可從圖上直接量取。

B.0.9各種流量下每副接頭的壓力損失,應(yīng)按式(B.0.9)計算:

P

P(B.0.9)

sjn

式中:Psj——某流量下每副接頭的壓力損失,MPa;

ΔPs——該流量下兩套管路的壓力損失之差,MPa;

n——兩套管路接頭數(shù)之差。

圖B壓力損失與流量關(guān)系曲線

B.0.10不同流量下的管路總壓力損失應(yīng)減去接頭的壓力損失,計算出不同流量下每米鉆桿的壓力損失值。

可根據(jù)計算結(jié)果編制不同流量下每米鉆桿及每副接頭的壓力損失圖或表。

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附錄C混凝土塞位灌制方法

C.0.1當(dāng)栓塞止水困難,采取氣體措施均無效果時,或當(dāng)表部風(fēng)化巖帶較厚,又需要進行高壓壓水試驗時,

可采用混凝土塞位灌制法(圖C.0.1)。

C.0.2灌制混凝土塞時(圖C.0.2),應(yīng)將待試孔段用砂填實,并將待試孔段以上部分的孔徑擴大20mm。

圖C.0.1混凝土塞位灌制法圖C.0.2混凝土塞

1-套管;2-工作管;3—混凝土塞位;4栓塞1-混凝土;2-充填砂

C.0.3用導(dǎo)漿管向已擴孔的底部注入早強濃水泥漿或水泥砂漿,水泥漿的高度應(yīng)大于2m。巖石軟弱、孔壁

不規(guī)則時,宜即時將護壁套管插至已擴孔的孔底。

C.0.4待凝3d或強度達到75%,鉆開混凝土,清除試段內(nèi)的填砂,宜將栓塞塞在套管內(nèi)或已被水泥漿固結(jié)

的孔段上進行壓水試驗。

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附錄D試驗記錄及成果提交格式

D.0.1現(xiàn)場讀數(shù)的試驗記錄表宜按表D.0.1的規(guī)定執(zhí)行,壓力和流量采用電子化數(shù)據(jù)采集時應(yīng)留存原始文

檔,文件命名宜包含孔號和試段深度等信息。

表D.0.1鉆孔高壓壓水試驗記錄表

工程鉆孔號

水泵型號壓力表流量表

試段編號自m至m試段長度m水柱壓力MPa

井、洞、孔、泉等

時間壓力流量

階地下水及回流情況

段壓力表壓力試驗

讀數(shù)流量水位流量滲水

壓力損失壓力

時分間隔(L(L/mi(m(L/mi回水

(MP(MP(MP

)n))n)顏色

a)a)a)

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D.0.2試驗試段安裝記錄表宜符合表D.0.2的規(guī)定,電子化試驗的結(jié)果報告中應(yīng)包含表中主要信息。

表D.0.2試段安裝記錄表

工作管組成試段

試段中心至

序號工作管內(nèi)徑/接頭根數(shù)(根)/總長試段長度

孔深(m)孔口距離

內(nèi)徑(mm)接頭數(shù)(副)(m)(m)

(m)

1

2

3

4

5

...

D.0.3試驗水位觀測記錄表宜符合表D.0.3的規(guī)定。

表D.0.3試驗水位觀測記錄表

時間

孔口至孔內(nèi)水位(m)水位差(cm)

時分

D.0.4試驗巖體透水率和滲透系數(shù)計算成果表宜符合表D.0.4的規(guī)定,電子化試驗的結(jié)果報告中應(yīng)包含表中

信息。

表D.0.4巖體透水率和滲透系數(shù)計算成果表

P-Q曲線類型

選用壓力P(MPa)

計算參數(shù)流量Q(L/min)

試段長度l(m)

透水率q(Lu)

計算結(jié)果

滲透系數(shù)K(cm/s)

D.0.5試驗P-Q-t曲線可采用紙質(zhì)繪制或電子圖形制作,紙質(zhì)繪制時坐標(biāo)軸比例(圖D.0.5)宜符合下列1-3

款規(guī)定,電子圖形制作時宜符合第4-6款的規(guī)定。

1P軸坐標(biāo)1mm代表0.1MPa。

2Q軸坐標(biāo)1mm代表1L/min。

3t軸坐標(biāo)1mm代表1min。

4P軸、Q軸和t軸坐標(biāo)的次要網(wǎng)格的單位長度宜一致,分別代表

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