遼寧省地方標準

f一、壓水試驗規(guī)程

Specificationforpump-intest

DB21/T1564.11-2007

主編單位:遼寧有色勘察研究院

批準部門:遼寧省建設廳

施行日期2008年01月12日

2007憂陽

1總則

1.0.1為統(tǒng)一壓水試驗工作，保證試驗質(zhì)量，為巖土工程

勘察提供準確的參數(shù)，特制定本規(guī)程。

1.O.2適用拖圍

本標準適用于巖土工程勘察中的常規(guī)性壓水試驗工作。

1.O.3測試目的及要求

鉆孔壓水試驗的目的是測定巖體的透水性，為評價巖體的滲

透特性和設計滲控措施提供基本資料。同-I.程中的試驗長度及

試驗總壓力值應一致。

1.0.4壓水試驗，除執(zhí)行本標準外，還應符合國家和本行

業(yè)的標準規(guī)定。

2術語、符號

2.1術語

2.1.1鉆子LJ.::五水試驗WaterPressuretestinborehole

用栓塞將鉆孔隔離出一定長度的孔段，并向該孔段壓水，根

據(jù)壓力與流量的關系確定巖體滲透特性的一種原位滲透試驗。

2.1.2試段長度Lengthoftestsection

栓塞底部主孔底或兩栓塞之間，試驗時可以進人巖體的孔段

長度。

2.1.3試段壓力TestingpreS8ure

作用在實際平均壓力。

2.1.4管路壓力損失Pre8sure1088oftube

水流經(jīng)工作管路因水力摩阻而損失的壓力值J

2.1.5栓事Packer

將鉆孔隔離出單獨孔段的試驗設備O

.298?

2.1.6透水率Abso甲tionrate

表達試段巖體透水飩的指標。

2.1.7單位吸水量Spec兇cwatcrabso叩tion

仕i力試驗時，在單位水頭壓力卡，單位長度試驗段每分鐘所

吸收的水量υ

2.1.8g榮(Lu)Lugeonunit

透水率的單位，當試段壓力為lMPa時每米試段的壓入水流

量(Umin)。

2.2符號

L試段長度

p-試段壓力

Pp一壓力計指示壓力

ps一管路壓力損失

Lp一工作營長度

d一工作管內(nèi)徑

U一管內(nèi)流速

g一重力加速度

q一透水率

?！鷫喝肆髁?/p>

K一巖缽滲透系數(shù)

H一試驗水頭

r。一鉆扎半徑

ω一單位吸水量

3儀器設備

3.1止水栓塞

3.1.1止水栓塞應符合下列要求:

?299?

1栓塞長度不小于8倍鉆孔直徑:

2止水可靠、操作方便。

3.1.2宜采用水壓式或氣壓式槍塞。

3.2供水設備

3.2.1試驗用的水泵應符合下列要求:

1工作可靠，壓力穩(wěn)定，出水均勻;

2在1Y1Pa壓力下，流量能保持100Llmin。

水泵:-H口應安裝容積大于5L的穩(wěn)壓空氣室。

3.2.2破水龍頭外應有1-2層孔徑小于2mm的過濾網(wǎng)。

吸水龍頭至水地底部的距離不小于0.3m。供水調(diào)節(jié)閥門應靈活

可靠，不漏水，且不宜與鉆進共用。

3.3量測設備

3.3.1測量壓力的壓力表和壓力傳感器應符合下列要求:

l壓力表應反應靈敏，卸壓后指針回零，量測范圍應控制

在極限壓力值的1/3…3/4之間;

2JF力傳感器的壓力范圍應大于試驗壓力。

3.3.2流量計應能在L5MPa壓力F正常工作，量測范圍

同與水泵的出水量相匹配，井能測定正向和反向流量。

3.3.3宜使用能測量&力和流量的自動記錄儀進行壓水試

驗c

3.3.4水位計應靈敏可靠，不受-fL壁附著水或孔內(nèi)滴水的

影響。水位計的導線應經(jīng)常檢測。

3.3.5試驗用的儀表應專門保管，小應與鉆進共用，并定

期進行檢定ω

.300?

4操作方法

4.1基本規(guī)忘

4.1.1試驗方法與試段長度

l鉆孔壓水試驗應隨鉆孔的加探自七而下地用1j'I栓塞分段

隔離進行。巖石完整、孔壁穩(wěn)定的孔段，或有必要單強進行試驗

的孔段，可采用雙槍塞分段進行。

2試段長度宜為Smo

含斷層破碎帶、裂隙密集帶、巖榕洞穴等的孔段，應根據(jù)具

體情況確定試段長度。柑鄰試段應互相銜接，可少量重疊，但不

能漏段。殘留巖芯可計人試段長度之內(nèi)c

4.1.2壓力階段與壓力值

l壓水試驗應按三級壓力、五個階段〔即Pl-P2一月←

P4(=p2)-P5(=PI),Pl<p2<月〕進行(Pl、白、月

二級壓力有分別為0.3MPa、0.6MPa和lMPa。

2吁試段埋深較淺時白:適當降低試段壓力，一般應為

0.2MPa、0.4MPa和0.6MPao

3試段壓力的確定應遵守下列規(guī)定:

(1)當用安設在與試段連通的測壓管上的壓力計測壓時，

試段壓力按下式計算:

P=Pp+Pz(4.1.2一1)

式中P一試段壓力(MPa);

Pp一壓力計指示壓力(MP什;

Pz一壓力計中心至國力計算零絞t二柱壓力(MPa)。

(2)當用安設在進水管上-的壓力川劇壓時，試段壓力按下

式計算:

p=Pp+Pz-PS(4.1.2-2)

.301?

式中:凡管路壓力損失(MPa);

其余符號與式(3.2.3一1)相同。

4壓力計算零線的確定應遵守下列規(guī)定:

(1)當?shù)叵滤辉谠嚩我韵聲r，壓力計算苓線為通過試段

中點的水平線;

(2)當?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'11點的水平線;

(3)茍地下水位在試段以上時，壓力計算零線為地下水位

線。

5管路壓力損失的確定應遵守下列規(guī)定:

(1)當工作管內(nèi)住一致，且內(nèi)壁粗糙度變化4大時，管路

壓力損失可用下式計算:

Ln,,2

Poλ一二.二-

=.?d2g(4.1.2-3)

式中PS一管路壓力損失值(MPa);

λ一摩阻系數(shù)(λ=2x10-4-4X10-4MPalm);

Lp-T作管長度(m);

d一工作信'內(nèi)徑(m);

1!一管內(nèi)流速(01/s);

g一重力加速度(g=9.8m!S2)。

(2)當工作管內(nèi)徑不-致時，管路壓力損失應根據(jù)實測資

料確定。實測方法按本標準附錄A執(zhí)行。

4.1.3試驗鉆孔

1壓水i式驗鉆孔的孔徑宜為59-150mmc

2壓水i式驗鉆孔宜采用金剛石或合金錨進，不應使用泥漿

等護壁材料鉆進口在碳酸鹽類地層鉆進時，應選用合適的沖洗

準。試驗鉆孔的套管腳必須止水。

3在同一地點布置兩個以上鉆孔(孔距10m以內(nèi))時，應

先完成擬做壓水試驗的鉆孔C

.302.

4.1.4試驗用水與試驗人員

1試驗用水應保持清潔，當;1<源的泥沙含量較多時，應采

取沉淀措施。

2鉆孔壓水試驗人員應經(jīng)過專門培訓，持證上崗。

4.2試驗程序

4.2.1現(xiàn)場試驗工作應包括洗孔、下置栓塞隔離試段、水

位測量、儀表安裝、壓力和流量觀測等步驟。

4.2.2試驗開始時，應對各種設備、儀表的性能和工作狀

態(tài)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

4.3洗孔

4.3.1洗孔應采用壓水法，洗孔時鉆具應F到孔底，流量

應達到水泵的最大壓力。

4.3.2洗孔應至孔口田水清潔，肉眼觀察無巖粉時方可結

束。

4.3.3當孔門無回水時，洗孔時間不得少于15mio"

4.4試段隔離

4.4.1下栓主前應對壓水i式驗工作管進行檢查，不得有破

裂、彎曲、堵塞等現(xiàn)象。接頭處應采取嚴格的止水措施。

4.4.2采用氣壓式或水壓式栓塞時，充氣(水)壓力應比

最大試段壓力p3大0.2-0.3MPa，在試驗過程中充氣(水)壓

力應保持不變。

4.4.3栓塞應安設在巖石較完整的部位，定位應準確。

4.4.4當栓塞隔離無效時，應分析原因，采取移動栓塞、

更換栓塞或灌制混凝土塞位等措施。移動栓塞時只能向上移，其

范圍不應屆過上一次試驗的塞位。灌匍tlì昆凝土塞位的方法按本標

準附錄B執(zhí)行c

?303.

4.5水位觀測

4.5.1下栓塞前應首先觀測一次于L內(nèi)水位，試段隔離后，

再現(xiàn)測工作管內(nèi)水位。

4.5.2工作管內(nèi)水位觀測應每隔5min進行1次。當水位下

降速度連續(xù)兩次均小于5cm/mìn時，觀測工作即可結束，用最

后的觀測結果確定壓力計算霉線n

4.5.3在工作管內(nèi)水位觀測過程巾如發(fā)現(xiàn)承壓點時，應觀

測承壓水位。當承壓水位高出管口時，應進行壓力和漏水量觀

測。

4.6壓力和流量觀測

4.6.1在向試段送水前，應打開排氣閥，待排氣閥連續(xù)出

水后，再將其關閉。

4.6.2流量觀測前應調(diào)整調(diào)節(jié)閥，使試段壓力達到預定值

并保持穩(wěn)定。

4.6.3流量觀測工作應每隔1-2min進行1次。當流牽無

持續(xù)增大趨勢，且5次梳量i賣數(shù)中最大值與最小值之差小于最終

值的10%，或最大值與最小值之差小于lUmin時，本階段民驗

即可結束，取最終值作為計算值c

4.6.4將試段壓力調(diào)整到新的預定值，重復上述試驗過程，

直到完成該試段的試驗。

4.6.5在降壓階段，如出現(xiàn)水由巖體向孔內(nèi)回流現(xiàn)象，成

記錄回流情況，待回流停止，流量達到5.5.3規(guī)定的標準后方可

結束本階段試驗。

4.6.6在試驗過程中，對附近受影響的露頭、丹、嗣、孔、

泉等應進行觀測。

4.6.7在壓水試驗結束前，應檢查原始記錄是否齊全、正

確，發(fā)現(xiàn)問題必須及時糾正。

?304?

5資料整理

5.0.1試驗資料整理應包括校核原始記錄，繪制P-Q曲

線，確定P-Q曲線類型和計算試段透水卒等。

5.0.2繪制P-Q曲線時，應采用統(tǒng)一比例尺，即縱坐標

(P軸)lmm代表O.OlMPa，橫坐標(Q軸)lmm代表1νmm。

曲線圖上各點應標明序號，并依次用直線相連.71壓階段用

實線，降壓階段用虛錢。

5.0.3試段的P-Q曲線類型應根據(jù)升壓階段P-Q曲線的

形狀以及降壓階段P-Q曲線與升壓階段P-Q曲線之間的關系

確定。P-Q曲線類型劃分及曲線特點見表5.0.30

P-Q曲線類型及曲線特點表表5.0.3

類型名稱A(層流)型B(紊流〉型C(擴張)型D(沖蝕〉型E(充填j型

p→Q曲線

L二LLk二坦。JQ

升i主曲升J運曲升壓曲升壓曲升壓幽

線為通過原線凸向Q剿，線凸向P軸，線凸向P騙，線凸向Q軸，

點的直線，降壓曲線與降壓曲線與降壓曲線與降壓曲線與

曲線特點

降壓曲線與升壓曲線基升壓曲線基升E巨曲線不升壓曲線不

開壓曲線基本重合本重合重合，呈眼重合，呈逆

本重合時針環(huán)狀時針環(huán)狀

5.O.4當尸-Q曲線中第4點與第2點、第5點與第l點的

流量值，絕對差不大于1T/min戎相對差不大于5%時，可認為

基本重合。

5.0.5試段透水率采用第蘭階段的ffi力值(尺)和流量值

(Q3)按二式計算:

。3

q=一-(5.0.5)

LP3

.305.

式中q一試段的透水率(Lu);

L一試段長度(m);

Q3→第二階段的計算流量(Umin);

P3一第三階段的試段壓力(MPa)。

試段透水率取兩位有放數(shù)字。

5.0.6每個試段的試驗成果，應采用試段透水率和P-Q

曲線的類型代號(加括號)表示，如0.23(A)、12(B)、8.5(町

等。

5.0.7當某一工程或某一地段的壓水試驗成果中，出現(xiàn)較

多的試段P-Q曲線為C形或D形時，應結合該工程或該地段的

地質(zhì)資料和鉆孔巖心情況進行分析，并在工程地質(zhì)報告中加以說

明c

S.O.8單位吸水量ω應按下式計算:

ω-『一ι

L.P(5.0.8)

式中:ω→單位吸水量(Umin.m2);

Q一鉆孔壓水的穩(wěn)定流量(νmin);

P一該試段壓水時所加的總壓力(N/cm2);

L一試段長度(m)。

S.O.9當需要根據(jù)壓水試驗成果計算巖體滲透系數(shù)時，可

按本標準附錄C的公式計算。

5.0.10壓水試驗記錄宜采用統(tǒng)一的格式，按本標準附錄D

執(zhí)行。

.306.

附錄A管路壓力損失測定

A.0.1當使用鉆桿作為單管桂栓塞的工作管，且鉆桿內(nèi)徑

與接頭內(nèi)徑不一致時，應實測管路壓力損失。

A.O.2測定壓力損失所用的鉆桿和接頭應與實際使用的規(guī)

格一致。

A.0.3測試管路為兩套，每套管路總長度不少于40m，第

一套與第三套的長度相差不大于O.2m，但接頭數(shù)相差3副以上。

A.O.4管路應平置于地面，末端高于首端，兩端安裝壓力

表，末端安裝流量計，流量計后的出水口庇抬高1-2m，實測兩

端壓力衷的高差。

A.O.5將不同流量的水輸入管路，流量范圍10-100Ll

mln，由!~點不少于15個，宮'路兩端的壓力差即為該流量下的管路

壓力損失。

A.O.6每套管路的實

Ps

測工作應進行兩次，取其

千均值。

A.O.7繪制兩套管路

的壓力損失與流量關系曲Q

線，量得各流量值相應的

壓力損失差?P，(圖A)。圈A壓力損失與流量關系曲線

A.O.8各種流量下每副接頭的壓力損失用下式計算:

?P

P,;=→一(A.O.8)

n

式中:凡一某流量下每副接頭的壓力損失(MPa);

?P，，-該流量下兩套管路的壓力損失差(MPa);

n一兩套管路接頭數(shù)之差。

A.O.9從各種流量下的管路壓力損失中減去接頭的壓力損

失，計算出各種流量下每米鉆桿的壓力損失值。

.307.

A.O.10編制出各種流量1"每米鉆桿及每副接頭的壓力損

失圖或表。

附錄B混凝土塞位灌制法

B.0.1當巖石風化破碎，槍塞止水困難時，可采用灌制混

凝土塞f枉法進行壓水試驗O

B.o.2用較大孔徑(其直徑比下部擬進行壓水試驗的孔段

宦徑至少大20mm)鉆入風化破碎巖石內(nèi)2m以上。

B.0.3向孔底注入水泥砂漿，高度不小于2mo必要時將

護壁套管插至孔底。

B.0.4待凝足夠時間后，鉆開混凝土及下部孔段，將槍塞

置于1昆凝土段或套管內(nèi)進行壓水試驗。

B.0.5如待試于L段己鉆開，則在擴孔灌注混凝土之前，應

首先用中粗砂將待試孔段填實。鉆開?昆凝土后，清除試段內(nèi)填

哇!、，進行壓JJ(試驗3

附錄C用壓水試驗成果計算巖體滲透系數(shù)

C.0.1當試段位于地下水位以下，透水性較小(q<

lOLu),P-Q曲線為A(層流)型時，可接下式計算巖體滲透

系數(shù):

/，，、、FUOU咱、‘

K:;:~.ln主???EF

27rHL…f

式中K巖體滲透系數(shù)(m/d);

Q壓人流量(νmin);

H一試驗水頭(m);

L一試段長度(m);

rο一鉆孔半徑(m)0

c.O.2當試段位于地下水位以下，透水性較小，P-Q曲

?308.

線為B(紊流)型時，可用第一階段的壓力P.(換算成水頭值.

以米汁)和流量Q.代入式(c.O.1)近視計算慘透系數(shù)叫

c.O.3當透水性較大時，宜采用其他水文地質(zhì)試驗方法測

定巖體滲透系數(shù)c

附錄D鉆孔壓水試驗記錄表格

D.O.l表。1、表D2每個鉆孔一頁，表Dl為鉆孔壓水試

驗記錄冊封面格式，表D2為鉆孔壓水試驗成果表格式c表D3、

表D4為每個試段一頁啕表D3為試段安裝記錄及P-Q由線格

式，表D4為試段記錄格式。

D.0.2鉆孔結束后，應將上述記錄表格裝訂成冊并存檔。

.309.

表D1

工程階段

鉆孔壓水試驗記錄

鉆孔編號

鉆于L位置

坐標::

地耐高理

施工機組

值班地質(zhì)員

項日負責人

試驗日期:年月日至年月日

勘察單位xxxxx咒xx

?310?

鉆孔壓水試驗成果表表D2

試驗段P-Q試段

試驗日期編號|深度(m)I試段長度|高程(m)曲你型透水率

」起1止(m)起1止q(Lu)

試驗情況綜合說明:

值班地質(zhì)員:項目負責人:

?311.

衰。3

-一號孔一-一試段安裝記錄洗孔情況

試段描述

中全塞類型

工作管記錄

'r.7.K效果

曲線類型

透水率lf-算

?312.

×號鉆孔E水試驗記錄表表D4

試段編號:一一←→自m至m段長m水柱壓力MPa

時間壓力流量時間壓力流量

(min)(MPa)νmm(min)(MPa)I./min

壓壓

壓壓

力階居l總流力價壓，總流

隔時間力i表71妻t力

段時分表損力壓段時分力損失壓主革

!可損失失力數(shù)量損表失力量

←一-←一→?i

←一一一

1

一「

水1tJ:觀測記錄表

測點至測點地面至

時間

水位高出;j(i立備

深度地面深度

r王

時分(m)(m)(m)

下

?-?寒

前

下

塞'

卜一一后

.313?

附錄E本規(guī)程用詞說明

E.0.1為便于在執(zhí)行本規(guī)和條文時區(qū)別對待，對要求嚴格

程度不同的用詞說明如下:

(1)表示很嚴格，非這樣做不可的用詞:

正面詞采用"必須

反面i可采用"嚴禁"。

(2)表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞:

正面詞采用"應

反面詞采用"不應"或"不得"。

(3)表示允許稍有選擇，在條件許可時，首先應這樣做的

用詞:

正面詞采用"宜

反面詞采用"不宜

表示允葉有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞采用

"可"。

E.O.2規(guī)程中指定應按其他標準、規(guī)范執(zhí)行時，寫法為

"應符合……的規(guī)定"或"應按……執(zhí)行

.314?

條文說明

1總則

測定巖體滲透a性的方法有壓水試驗、注水試驗、抽水試驗

等，其中壓水試驗是最常用的在鈾孔內(nèi)進行的巖體原位滲透試

驗。

壓水試驗成果主耍用于評價巖體的慘透特性(透水率大小

及其在不同壓力下的變化趨勢)，并作為滲控設計的基本依據(jù)。

當條件簡單時，也可用于滲漏計算。

3儀器設備

3.1止水栓塞

3.1.1試驗結果表明，當栓塞長度達到7.5倍鉆孔孔徑時，

繞滲量增加速度喊緩。伯利斯(J.仨.Bliss)和拉許頓

(K.R.Ru日hton)用數(shù)學模型研究栓塞長度的影響，得出類似的

結論。因此，規(guī)程中規(guī)定止水栓塞長度不小于試騎鉆孔孔徑的8

倍。此外，從保持槍塞附近巖體的滲流穩(wěn)定性角度出發(fā)，也要求

栓塞有一定的長度O

3.1.2水壓式和氣壓式栓塞的共同特點是膠囊易與孔壁緊

貼，即使在孔壁不太平直的情況卜，也能實現(xiàn)面接觸，且栓塞較

長、止水可靠性好，對不同孔徑、孔深的鉆孔均能適應，操作比

較方便。因此本標準建議優(yōu)先選用氣壓式或水壓式栓塞。

3.2供水設備

3.2.1對供水設備的基本要求是壓力穩(wěn)定、出水均勻，在

lMPa壓力下流量能保嚀100Umino應當指出，上述供水能力只

能使巖體透水率小于20Lu的試段達到預定的最大試驗壓力

lMPao因此，當巖體透水性普遍較大肘，應選用供水能力更大

.316?

的水泵03可采用往復式水泵時，h立在出水口處安設容積不小于

5L的宿、壓空氣室，以提高出水口壓力的穩(wěn)定性。

3.2.2為了保持試驗用水清潔，吸水龍頭外應包設i:H慮網(wǎng)，

并與水池底部保持不小于o.3川的距離。供水調(diào)節(jié)閥門應靈活可

靠，使壓力能迅速調(diào)整至預定值。

3.3量測設備

3.3.1壓力表目前仍是主要的測壓工具。為了保證量測精

度，壓力表的量測范圍應控制在極限壓力值的1/3至3/4之間。

鑒于呂榮試驗所用的壓力值變化幅度較大，為滿足t述要求，試

驗期間應更換壓力表。

當用壓力傳感器測定試驗壓力時，其量測范圍應大于最大試

驗壓力。

3.3.2目前我國在壓水試驗時所用的流量計實際上是表示

累計水瑩的水表，這種水表只有和測時計聯(lián)合使用，才能算出流

量值。

少部分單位采用電磁式流量計，效果較好。值得說明的是用

普通水表作壓水試驗，在試驗壓力較大時，存在安傘隱患c因

此，規(guī)程規(guī)定流量計應在1.5MPa壓力下能正常工作。在壓水試

驗降壓階段，有時會出現(xiàn)回流，為了記錄回流情況和消除回流的

影響，要求流量計能1mú遠正、反向流量。

3.3.3為了提高壓水試驗工作技術水干，保證用水試驗成

果質(zhì)量，規(guī)程規(guī)定宜使用自動記錄儀進行壓水試驗。

3.3.4地下水位培mú設備，要求測頭絕緣良好‘能靈敏可

靠地反映地下水位的真實位置，不受孔壁附著水或孔內(nèi)水滴的影

響。導線易變形伸長，故1世經(jīng)常檢imú，

.317.

4操作方法

4.1基本規(guī)定

4.1.1試驗方法與試段長度

1常用的壓水試驗方法是用單栓塞隔離試段，隨著鉆孔的加

深自上而下分段進行。本標準推薦此方法作為基本的壓水試驗方

法。同時還規(guī)定，可以使用雙栓靠進行壓水試驗，其主要優(yōu)點是:

(1)試驗工作和鉆探工作可以部分或全部分離，因而可提

高工效;

(2)可以根據(jù)孔內(nèi)實際情況合理地確定栓塞置放位置和試

段長度，試驗成果與地質(zhì)條件之間的相關性較好。

2本標準規(guī)定試段長度宜為5m。

試驗段是編制滲透剖面圖的基本單位。目前的壓水試驗，求

得的透水率是試段的平均值，如試段過長，勢必影響成果的精

度;如試段過短，又會增加壓水試驗的次數(shù)和費用。國外有關規(guī)

程中規(guī)定的試段長度在3-6m之間，多數(shù)為5m，與我國規(guī)定基

本上一致。在實際操作時，由于諸多因素的影響，試段長度通常

不是整數(shù)。

對于地質(zhì)掏造條件特殊(如斷層、裂隙密集帶、巖溶洞穴

等)的孔段，應根據(jù)具體情況確定試段的位景和長度，同時還

應考慮下一試段栓塞止水的可靠性。

4.1.2壓力階段與壓力值

1本條規(guī)定壓水試驗按三級壓力、五個階段進行。原因如

下:

(1)多階段試驗的目的

大量試驗資料表明，壓水試驗時的壓力流量關系并非都是

線性的。多階段循環(huán)試驗，就是通過測定試段的壓力一流量的關

系，分析其產(chǎn)生變化的原因，測定巖體的透水性，判斷巖體在灌

.318.

漿期間及運行期間在水(漿)壓力可能出現(xiàn)的狀態(tài)改變。

多階段試驗還提供了資料相互校核的機會，提高了資料的可

靠性。

(2)壓力階段數(shù)

《英國場地勘察標準}(BS5930:1981)采用三級壓力五個

階段，即Pl-p2-p3-P4(=p2)一月(=Pl),PI<p2<

P30

美網(wǎng)里務局《原位測定巖體滲透性的壓水試驗建議方法》

(RTH381)采用五級壓力八個階段，即Pl-p2-p3-P4-P5-

P6(=Pl)-p7(阿)-P8(P5),P1<月<p3<P4<P5。

其目的是通過試驗較準確地求得P-Q曲線的非線性度

m(lgP一19Q圖上的斜率)。

日本建設省《昌榮試驗技術準則)(1984)采用五級壓力九

個階段，即Pl-P2一月一P4月-P6(=P4)-P7(=P3)

-P8(二月)-月(=Pl),Pl<p2<月〈問〈月。其目的是

較準確地確定試段巖體的臨界壓力(即P-Q曲線上，流量開始

顯著超比例增大時的壓力)。

綜合考慮各種因素，作為常規(guī)壓水試驗，可以采用蘭級壓力

五個階段的試驗方法c

(3)試段壓力

試段壓力確定實質(zhì)上是最大試段壓力確定。最大試段壓力確

定之后，其余兩級壓力可撥等處原則確定。

多數(shù)國家采用最大試段壓力為1MPao由于自榮值的定義壓

力是lMPa，故一般說來，最大試段壓力應達到該值。此外，能

了解到此范圍內(nèi)的壓力一一流量變化關系，一般也可以滿足要求。

2當試段位置理深較淺(小于15m)時，采用最大試段壓

力為lMPa進行試驗，可能會導致巖體抬動，故宜適當降低試段

壓力。

3本條規(guī)定了不同情況下壓力計算零線的確定原則。這些

原則對豎直鉆孔和傾斜鉆孔都是適用的。

.319.

4本條規(guī)定了管路壓力損失的確定方法。

實測資料表明，當流量較大(例如大于50νmin)時，管路

壓力損失急劇增大，不計管路壓力損失將導致成果產(chǎn)生較大誤

差。此外，不i十壓力損失還會啤變P-Q曲線的形狀，使出現(xiàn)B

(紊流)型曲線的比例增大。

由于我國目前使用的鉆桿和在頭在規(guī)格和內(nèi)表商粗糙度等方

面不盡相同，因此實測工作只能由各單位自行進們，而不能采用

統(tǒng)一的圖表O

管路壓力損失實測表表4.2.5

y藏量每米鉆懺每副接頭管長(m)的壓力損失

(νmin)壓力損失壓力損失255075lω

250.0100.0900.611.312.012.71

so0.0850.2112.976.159.3312.51

75O.1400.5915.8612.3218.7725.23

1000.2121.17710.0121.1932.3843.56

注1.設每根鉆桿長5m;2.壓力損失單位為1O-2MPan

表4.2.5引自東北勘測設計研究院實測的管路壓力損失資料

(鉆桿外徑50mm，內(nèi)徑38mm;接頭外徑50mm，內(nèi)徑22mm)0

從該表可以看出，管路壓力損失隨流量的增大而急劇增大，且壓

力損失主要產(chǎn)生在接頭部位Q

4.1.3試驗鉆孔

I試驗鉆孔的孔徑對壓水試驗成果有影響，但一般說來這

種影響很傲小，可以忽略不計?？讖教卮蠡蛱匦〉你@孔，其滲流

的邊界條件差異較大，因此，在將這類鉆孔的壓水試驗成果與常

規(guī)直徑鉆孔的屈水試驗成果作對比之前，應進行專門的試驗論

證。

2為了減少巖粉堵塞裂隙，壓水試驗鉆孔最好采用金剛石

或合企鉆進。采用泥漿等護壁材料鉆進使孔壁上形成一層泥膜，

并堵塞裂隙，因此壓水試驗鉆孔不應使用泥漿、植物膠等護壁材

料鉆近。

.320.

在碳酸鹽類巖石中鉆進，使用乳化沖洗液，易因破乳堵塞裂

隙，故在碳酸鹽類巖石中鉆進壓水試驗鉆孔時，應選用合適的沖

洗液。

為了使鉆進時沖洗液能在孔口返出，減少巖粉堵塞裂隙的機

會，同時當栓塞止水無效時，水能返出孔μ，易于發(fā)現(xiàn)，規(guī)程要

求試驗鉆孔的套管腳必須進行止水。

3為了防止由于鉆孔相距過近，壓水試驗時產(chǎn)生水流串通

而影響試驗成果的真實性，故本條規(guī)定，如在10m范圍內(nèi)，布

置兩個以上錨孔時，應先完成擬進行壓水試驗的鉆孔。

4.4試段隔離

4.4.2為了保證氣壓式或水壓式栓塞的隔離效果，充氣

(水)壓力應大于該試段的最大試驗壓力，并在整個試驗過程中

保持不變。

水壓橙塞在試騎過程中，由于巖體變形，會造成充塞壓力下

降，如不及時對栓塞充水加壓，有可能影響止水效果。

4.4.3為了提高試段隔離的質(zhì)量，除要求止水栓塞性能良

好外，還應使栓塞位于巖石較完整處。下置栓塞時塞位確定要準

確，避免漏段。

4.4.4當試段隔離無效時，應分析原因，及時采取措施，

不允許輕易放棄該段的試驗O

4.5水位觀測

4.5.1試驗前地下水位觀測的主要目的，是確定水柱壓力

的起算點，即確定壓力計算零錢。

當?shù)貙訛橥缓畬訒r，在下塞前、后觀測地下水{tt:是一樣

的η當存在多個含水層時，下塞前、后觀測的地下水位司能不

同。為了比較兩者之間的異間，故規(guī)程要求在下塞前應首先觀測

一次孔內(nèi)水位，下塞后再按規(guī)定進行工作管內(nèi)的水位觀測。

.321.

4.6壓力和i商量觀測

4.6.1本條規(guī)定在向試段供水之前，應開啟排氣閥，使管

路充分排氣，然后再開始試驗，否則將對試驗成果有較大影響。

4.6.3本條對流量觀測的問陽時間、次數(shù)和結束標準作出

如下規(guī)定:

1X見測r8J隔

為了了解試驗時流量的變化情況，我們原則上希望每分鐘觀

測一次，對于直讀式流噎計來說，這樣做并無困難。但目前我國

大多數(shù)試驗采用水表測流量，每分鐘觀測一次過于緊張，故規(guī)程

規(guī)定每月冒l(fā)min或2min觀測一次，視工地的具體情況而走。

2觀測結束標準和取值

理論上，流量在向穩(wěn)定值趨近的過礙中，其變化值是隨時間

遞減的。為了使試驗成果更可靠，要求在某一時段內(nèi)流量的變化

值不大于某一標準，這樣試驗雖未達到真正穩(wěn)定，但至少已進入

緩變段，因而可以把試驗誤差控制在一定范圍之內(nèi)。

參考國外有關資料，規(guī)程規(guī)定5次流量訣數(shù)的相對并不大于

10%，或絕對差不大-t-lUmin，該階段i式驗即可結束。絕對差

的標準主要是根據(jù)流琶葉實際可能達到的精度確定的。

取最后a次讀數(shù)作為計算值，比取該時段內(nèi)的平均值更合理

嶼，也較方便。

3流量增大問題

當壓力保持不變，流量隨時間持續(xù)增大時，應進行檢查。如

果不是設備、儀表發(fā)生故障，則應延長試驗時間，直至流量不再

持續(xù)增大，且達到上述標準方可結束。

4.6.5在壓;j(試驗過程中，當試驗壓力?高壓力轉(zhuǎn)換到較

低壓力肘，有時會出現(xiàn)水從巖體流入鉆孔的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為

回流。

在壓水試驗過程中句當出現(xiàn)回流時，應盡量詳細記錄有關情

況(包括四流時間、回流量等).以便識累資料。尤其重要的

?322?

是，切不可把流量從負經(jīng)零到正這個變化過程中的暫時停滯誤認

為是該試段流量為零3

4.6.6為了解巖體裂隙連通情況和壓水試驗的影響范圍‘應

在試驗過程中，對試驗鉆孔附近的露頭、井、嗣、孔、泉等進行

觀調(diào)H包括出水位置、水位、流量等)，必廈時可配合使用示蹤劑。

5資料整理

5.o.2本條規(guī)定了繪制P-Q曲線的方法。

繪制P-Q曲線是劃分類型的基礎。實踐表明，P-Q曲線

可以直觀地反映流量隨壓力的變化關系。

給市IJP-Q曲線應采用統(tǒng)→的比例尺。如果采用不同的比例

尺，例如在流量較小時用較大的比例尺，就會出現(xiàn)→些人為造成

的不規(guī)則曲線，使判讀和劃分類型產(chǎn)生困難。

采用規(guī)程中規(guī)定的比例尺(P軸lmm=0.OlMPa、Q軸lmm

=ll/min)，各點標明序號，并分別用實線和虛線連接升壓曲線

和降壓曲線，這樣國幅緊湊，圖面清晰，繪制和使用都比較方便。

5.O.3本條說明劃分P-Q曲線類型的原則，五種類塑的

曲線特點及其意義本標準采用豪斯比和庫茲納爾的分類法。

劃分P-Q曲線類型的主要依據(jù)有兩點，一是升壓階段P-

Q曲線的形狀，二是降壓階段P-Q曲線與升壓階段P-Q曲線

是否重合及其相對關系。根據(jù)上述原則，將P-Q曲線劃分為五

種類型。

下面，對五種P-Q曲線類型作進一步說明。

1A(層流)型

(1)曲線特征:P-Q曲線中升壓曲線為通過坐標原點的直

線，降壓曲線與升壓曲線基本重合。

(2)解釋:滲流狀態(tài)為層流。在整個試驗期間，裂隙狀態(tài)

沒有發(fā)生變化。

2B(紊流)型

?323?

(1)曲線特征P甲Q曲線中升壓曲線為內(nèi)向Q軸的曲線，

降!五曲線與升壓曲線基本重合。

(2)解釋:滲流狀態(tài)為紊流(這里所謂的紊流，是所有非

續(xù)性的壓力一流暨關系的統(tǒng)稱)。在整個試驗期間，裂隙狀態(tài)沒

有發(fā)生變化O

3C(擴張)型

(1)曲線特征: