压水试验的数据规律及设备选择

5.8.3　压水试验

在坚硬或半坚硬岩（土）体中，地下水埋深很大时，用压水试验测定岩（土）层的裂隙性和渗透性。试验时向钻孔中压水，取得单位吸水量ω等参数值，为评价岩（土）体渗透特性和设计防渗措施提供基本资料。该试验在水利水电工程中、岩溶塌陷勘查中使用比较广泛。

1.试验的布置

钻孔压水试验在收集已有地质资料的基础上，主要布置在下列地段:

（1）拟建水工建筑枢纽地段，或已建库坝缺少资料的地段，常沿坝轴线布置；

（2）引水渠道，沿渠道线布置；

（3）地表储水建筑地段；

（4）地下水位埋藏深，且有塌陷的地段。

压水试验数据具有统计规律，按试验规程试验数量为3～6组，一般不少于3组。

止水栓塞是压水试验的关键设备，按规程要求选择。

2.试验方法

（1）钻孔压水试验一般采用自上而下分段压水法。

（2）试验段长度一般为5m，如岩心完整、透水性小（ω＜0.01L/min·m²）时，可适当加长，但不宜大于10m。对于透水性较强的构造破碎带、裂隙密集带、岩层接触带、岩溶等孔段，需单独了解其透水性，可视具体情况确定试验段长度。

（3）试验采用三次压力（即P1、P2、P3分别采用0.3MPa、0.6MPa、1.0MPa）的压水试验，有时也采用一次压力法，压力值通常采用0.3MPa。压力值按下式计算:

式中:P——总压力，MPa；

PP——压力表压力，MPa；

P_z——水柱压力，MPa。按试验段与地下水位的关系，分三种情况计算，如图5-50所示。

①地下水位在试验段以下时，P_z为压力表中心至水位的深度减去试验段中心至水位的

深度。

②地下水位位于试验段内时，Pz为压力表中心至水位深度减去水位以上试验段的1/2

处至水位的深度。

③地下水位位于试验段之上时，且试验段在该含水层中，P_z为压力表中心至水位的深度。

P_s——管路压力损失，MPa。宜根据实测资料确定。(www.xing528.com)

图5-50　水柱压力P_z计算示意图

3.技术要求

（1）试验孔应清水钻进，试验前应测静止水位。

（2）试验稳定延续时间一般2～8h，视试验目的和要求而定。

（3）流量稳定标准:在一定压力下，连续四次（每次间隔4min）流量读数的最大值和最小值之差小于最终值的10%，或连续四次流量逐渐减小，且均小于0.5L/min，其最终量即为稳定流量，可作为压入耗水量。

（4）观测记录试验过程中出现的异常，如流量、压力突变等现象。

4.成果资料整理及计算

（1）整理校核试验记录等原始资料，绘制有关图表。

（2）计算单位吸水量ω。即，在单位水头压力下、单位试验段长度每分钟所吸收的水量，按下式计算。（单位吸水量国际单位制用吕荣，1Lu表示1MPa时，每米试验段压入的水流量为1L/min。1Lu＝0.01L/min·m²）。

式中:ω——单位吸水量，L/min·m²；

Q——钻孔压水的稳定流量，L/min；

L——试验段长度，m；

P——钻孔压水所加压力（水头值），m。

（3）近似计算渗透系数。

①当试验段底部距隔水层底板的厚度大于试段长度时:

式中:K——渗透系数，m/d；

r——钻孔半径，m。

②当试验段底部距隔水层底板的厚度小于试验段长度时:

式中符号意义同上。