压水试验

压水试验操作与常见问题探讨2011年11月压水试验原理与方法◆试验原理：参见SL31-2003水利水电工程钻孔压水试验规程操作流程试段清水钻进冲孔正式压水观测稳定水位试压水下止水栓塞试验结束正误判断注意事项◆钻孔宜采用金钢石或合金钻进，不应使用泥浆、SM胶等护壁材料；◆冲孔使用最大泵量、回水无明显岩粉、基本达到“水清砂净”；◆确定要止水栓塞位置，支撑杆要紧固，防脱落，钻杆接头、供水管路确保止水；◆下栓塞前测量一次孔内水位，栓塞止水后观测量孔内水位，水位下降速度满足“连续2次水位下降速度均小于5cm/min”；注意事项◆试压阶段可以检测供水管路密封情况，初步确定三级压力，并控制测量范围不超过级值的3/4，缓慢加压以防水表或压力表损坏；◆正式压水阶段应勤观测孔内水位、压力表、水表的变化情况，对流量忽大忽小的情况进行分析，在确定管路与止水没有问题的情况下应延长观测时间；◆连续5次流量相对差≤10%，绝对差不大于1L/min，方可进行下一压力试验；◆根据钻进时的漏水情况、岩芯的完整情况、P—Q曲线的变化情况，分析试验成果的正确性。背景材料背景材料：水库布置在废弃采石场内，库周一面依山，三面临河，水库需开挖形成；库区位于花山背斜的核部转折端，受其影响库区发育有一系列走向NE、NW为主的断层，裂隙发育，勘探过程中共进行71段次压水试验，其中成功68段次，失败3段次，压水试验过程中遇到诸多问题，下面以上述试验为例，和大家共同探讨压水试验。库区主要岩石地质构造复杂25D3g1225D3gD3gD3gD1gS2m3S2m3S2m2S2m1C3cS2m1D3gS2m2D3gS2m3D3-C1l1D3-C1l2S2m2P1qP1gP1-2l1P1-2l3P1-2l220松桥绮山石塘桥路贾村徐山村花山定山钱家桥云亭镇蒋家村李家村钯齿山S2m2S2m3D3gS2m1姚家村长安桥贯庄应天河港屈应天河大园里大松坟头沈家湾白P1g2412P1-2l2P1-2l1P1-2l3P1-2l2P1-2l1P1-2l3P1-2l3P1gP1qT1qT1qT1qP1-2l1P1-1l3P1-2l2P1-2l3D3-C1l2S2m2S2m3D3gP1-2l1P1-2l3P1-2l2D3-C1l1D3-C1l2D3-C1l2P1-2l3P1-2l1P1-2l3P1qP1qP1qP1qS2m2S2m1S2m1S2m3S2m3S2m3S2m3S2m2S2m1S2m2P1-1l2T1qT1qP1-1l1P1-2l3C1jC1gP1qD3g2730362350C1gC1jD3gD3-C1l1曹家村唐前村塘坝头江阴市周家蜂D3-C1l1D3-C1l1P1-2l1黄思巷朱家湾绮山水库图例泥盆系-石炭系擂鼓台组上段平行不整合岩层界线实测逆断层70实测(推测)不明断层岩层产状70实测正断层70P1-2l3三叠系龙潭组上段P1-2l三叠系龙潭组中段P1-2l三叠系龙潭组下段P1qP1g三叠系孤峰组三叠系栖霞组D3-C1lD3-C1l1泥盆系-石炭系擂鼓台组下段D3g泥盆系观山组S2m3S2mS2m志留系茅山组上段志留系茅山组中段志留系茅山组下段岩层界线不整合岩层界线断层叠加皱褶带裂隙发育钻孔取得芯样主要压水试验设备——止水栓塞单管单塞—顶压式止水橡皮球塞花管主要压水试验设备——测量设备高压供水管水表排水水管空气室压力表主要压水试验设备——供水设备单缸水泵钻机基座泵主要压水试验设备——组装压水试验计算孔号段长(m)钻杆长度L(m)钻杆接头数竖机弯头数送水皮管接头数送水皮管长度(m)地下水埋深(m)压力表离地面垂直距离ZK118.112.34.20120127.52.890.62压力计读数钻杆损失钻杆接头损失竖机弯头损失送水皮管接头损失送水皮管长度损失管路水头损失试段压力Pp(MPa)αβγδ1δ2mP(MPa)损失系数2.21E-021.02E+005.71E-022.65E-032.94E-04损失水头m2.65E-010.00E+005.71E-025.29E-032.21E-03损失系数4.68E-022.17E+001.21E-015.62E-036.24E-04损失水头m5.62E-010.00E+001.21E-011.12E-024.68E-03损失系数7.84E-023.63E+002.03E-019.41E-031.05E-03损失水头m9.41E-010.00E+002.03E-011.88E-027.84E-03损失系数4.68E-022.17E+001.21E-015.62E-036.24E-04损失水头m5.62E-010.00E+001.21E-011.12E-024.68E-03损失系数2.08E-029.63E-015.39E-022.50E-032.77E-04损失水头m2.50E-010.00E+005.39E-024.99E-032.08E-0348.51B（紊流）型3、岩层具:中等透水性2、试验段P-Q曲线类型为：0.320.130.13岩层透水性工程地质评价：1、试验段透水率q(Ln)为:P50.100.3034.0P40.200.670.2351.0P30.301.1266.0P20.200.670.2351.0P10.100.3135.0压水试验成果表基本数据分级压力水路损失系数与水头起始段长度(m)q(L/min)流量P～Q关系曲线0.000.050.100.150.200.250.300.350.400510152025303540455055606570流量q(l/min)压力P(MPa)数据处理中注意事项1、以试验前观测水位作为压力零线起算水位；2、压水试验达到稳定要求后，取最后一次读数作为计算值；3、钻杆结头数——指的是变径结头数，未进行变径，即计0；4、送水皮带长度——自压力表之后所接高压水管的长度；5、P—Q纵横坐标易采用统一比例尺（P轴1mm代表0.01MPa,Q轴1mm代表1L/min）。压水试验过程中常见问题及处理1、孔口未返水情况下如何判断止水效果？◆孔内水位异常波动，止水效果不好；◆压力异常波动，一般岩体在未止住漏水或绕塞漏水情况下多为线性流，压力表很稳定，指针随压力的增加而稳定增加；在完全止水的情况下，多数为非线性流，压力表指针会出现一定幅度的摆动。2、孔口返水如何检查漏水？◆检查供水管路，压水试验一般以钻杆作为供水管路，接头较多，每个接头需要采取止水措施，一般采用棉纱缠绕止水；◆适当活动止水栓塞，用钻机反复加压，使止水栓塞充分膨胀，达到止水目的。3、绕塞漏水如何处理？◆供水管路无漏水、止水栓塞正常情况下漏水，一般多为绕塞漏水，分析岩芯完整状况，重新确定止水栓位置，重新进行压水试验；◆若无法调整栓塞位置，则可以考虑采用灌浆处理。如果钻孔内未见完整柱状岩芯，可考虑做一段试验，扩一段孔，灌一段浆，采用人工灌制混凝土栓塞，起到固壁和止水作用；◆若试段钻进已完成，未找到合适的栓塞位置，可考虑向试段内投入细砂，填埋到试试段以上一定位置，再灌注混凝土，制作混凝土栓塞，待混凝土凝固后，再钻开混凝土，冲出孔内填入的砂子，再进行压水试验；◆泵送水泥浆液到栓塞位置，浆液会受到地下水的稀释，降低混凝土强度，达不到止水效果，可在混凝土砂浆中加速凝剂，用袋装好，人工投到拟定位置，再用钻杆搅拌均匀，待凝固后再钻开，进行试验。压水试验过程中常见问题及处理处理效果不会吧，都折腾三次了，怎么还没有止住水呀，兄弟：基岩不好做呀！终于看到希望了压水试验过程中常见问题及处理4、P—Q曲线异常？◆P—Q曲线纵横比例不统一，人为改变曲线形状，造成误判；◆压力（P）增大了，流量（Q）却减小了，可能是孔内岩粉没有冲洗干净，在较小的压力下，岩粉受挤压不够密实，对透性影响不够明显，随着压力的增加，岩粉被冲入到裂隙中，堵塞了裂隙，随着压力的增加，流量却在下降，ZK22孔出现了上述情况，后经重新冲孔，孔底无残留岩粉后，上述情况不再出现。致谢压水试验介绍到这里，以上仅是我们在试验过程中遇到的一些问题，还有很多未见问题，希望大家共同探讨，共同学习，努力提高！感谢在试验过程中一同工作的同事们，感谢领导们在试验过程给予帮助和指导！谢谢大家！