测试岩体的初步透水性能

地下水位以上岩体的透水率都是用压水试验方法来确定的。在常规情况下，要进行压水试验的岩体是很多的，它的花费占水文地质工程地质勘察投资量的很大一部分。我们必须对其进行认真的研究，以期所搜集到的资料都能物尽其用。

（一）栓塞

用不同栓塞数量进行压水试验的情况如图3-2所示。栓塞质量的好坏是引起栓塞周围岩体渗漏和试验成果真伪的关键所在。

1.单栓塞

一般压水试验随钻孔的加深自上而下分段进行。它的优点是可以减少岩粉堵塞的影响，易于检查止水效果，在地质条件复杂的孔段，做完压水后可以及时封堵或下套管护壁，能获得较完整的压水试验成果。缺点是压水试验与钻进交替进行，而且不易使试段与不同透水性岩体的位置相吻合。

2.双栓塞

采用金刚石钻进的孔壁较完整，可连续钻进一定深度后，用双栓塞分段进行压水试验。这种方法的优点正是避开了单栓塞的缺点，但栓塞的可靠性不易检查，由于一次成孔较长，使岩粉堵塞裂隙的机会较多，因此要小心使用它。

无论何种地质体都可用单栓塞去限定试段。在多裂隙岩体区可以用加长的栓塞去限定试段，应用充气栓塞时，可用高于试段压力的压力去膨胀和压紧充气栓塞。

（二）记录

使用自动记录去记录压力数，似乎有点把记录复杂化了。关键问题是要保证自动仪器设备的完好，否则将造成根本的错误。有时，由于简陋的工作条件或疏以率定，而使自动记录数值产生较大误差乃至错误。利用人工记录，事情就变得简单，压力表和流量计的选定以及购置都比较方便可靠，但难免有人为因素的干扰。

（三）校正压力

压水试验之前，要检查水头、地下水压力和管路引起的水头损失。按图3-3 所示的情况逐项进行校正。

图3-3　压力校正示意图［9］(www.xing528.com)

1—压力表；2—流量计；3—试段在地下水位以上；4—试段在地下水位以下；5—斜孔

压力表所示压力pM 是间接压力，它低于试段中点的有效压力；水柱压力pH 是指试段中点至压力表中心水平线之间的垂直距离乘以水的密度而得；地下水的反压力pW 是指试段中点处所受地下水的水柱压力；管路水头损失压力pR，可以直接测定也可以按公式计算。

在地下水位以上进行压水试验时，有效压力pT = pM + pH-pR；在地下水位以下进行压水试验时，有效压力pT=pM+pH-pW-pR。

压力校正内容主要包括两个方面，即地下水反压力和管路水头损失。

当试段位于地下水位以上时，勿需校正地下水反压力；如果试段岩体是在绝对致密和地下水位与钻孔没有相交的两种情况下，试验与地下水的反压力无关，即水径和钻孔试段被水文地质条件所隔离。

在低流速和短管子的情况下，管路的水头损失是微不足道的。如果试验岩体的透水性非常之大或相当致密，其水头损失并不重要或可以忽略不计。

如果在较深钻孔内进行压水，如果把pM 当成pT，那么我们所评价岩体的原始渗透性将是错误的。

（四）试验压力

本节所探讨的压水试验方法是为了求得试段岩体的天然渗透性，而不是研究岩体所含地质结构面的膨胀压力和水力劈裂压力。因此试验压力应是各试段不同岩体的不膨胀不劈裂压力，不冲蚀压力。只有这样，所求试段的渗透性才是天然渗透性，而不是膨胀、劈裂和冲蚀后的渗透性。

总的来说，应根据试段岩体强度来选定试验压力。具体来说，在风化卸荷带内，不抬动最大试验压力多在（2～3）×105Pa之间；在深埋岩体内，不膨胀不劈裂不冲蚀最大试验压力为（3～60）×105Pa，其余两级试验压力分别为最大试验压力的1/3 和2/3。

（五）成果分析

由于最大试验压力是在不膨胀不劈裂的情况下选定的。因此试验压力增大或降低，其流量也随之增大或降低，即p/Q 成线性关系（图3-4）。既然p 值与Q 值成线性关系，那么试验压力是1 个或7 个等并不重要。著者认为：为了求得岩体的天然渗透性，低于3×105Pa的一个试验压力就足够了；为了求得不同岩体的可灌性，那则是另当别论的问题了。

图3-4　压水试验与p/Q图解