吕荣压水试验方法对坝基岩层进行灌浆的必要性评定

在我国的灌浆工程中，以往所做的压水试验不仅方法不尽一致，而且种类很多。有所谓正规压水、简易压水、一点压水、三点压水、高压疲劳性压水、破坏性压水等等。这里所要叙述的是正规压水试验，即吕荣压水试验。

吕荣压水试验方法，是法国地质工程师吕荣（M.Lugeon）为评定坝基岩层进行灌浆的必要性时而提出来的。他当时采用的是10巴（1MPa）压力，将水压入5m长的试验段内，当求得每米钻孔压入流量为1L/min时，即为1吕荣（1Lu），为2L/min时即为2Lu，如此等等。而目前流行的吕荣试验法，是又经过许多学者改进了的吕荣试验法，除成果的表示方法与当初相同外，在具体做法上已有了较大变化。

经过改进的吕荣试验法的要点是：用三种压力做五次试验；计算出五次的吕荣值；通过解释成果的类型，确定从中选出一个认为是适当的吕荣值作为代表值。方法步骤是：

（1）用P1、p2、p3三个压力点，按p1→p2→p3→p2→p1的顺序连续进行五次压水试验，每次持续时间为10min。其中p1＜p2＜p3。p3为最大使用压力，一般取1MPa。当试段埋藏较浅、岩层软弱、承受不了1MPa压力时，就适当降低。取p2、p1分别为p3的2/3和1/3。试验段的长度，一般取5m。

（2）用下式分别计算出五次试验的吕荣值（Lu）：

若为层流，由五次试验算得Lu值应该大致相等。若五个Lu值显著不同时，可看出渗流不是层流，或有其它因素产生了影响。

影响Lu值的因素很多。有：流态（层流、紊流等），试验中岩缝的扩宽或劈裂程度，岩缝内充填物的类型与被冲蚀的程度等。A·C·豪斯比（Houlsby，1977年）认为：Lu值越大，其精确度越低。Lu为1～5时精度最高；Lu达到50时，有±10Lu的误差；Lu达到100时，有±30Lu的误差；Lu大于100可统称为“特大”，因流量和压力都难以测准，精度很低。

（3）将五个Lu值列出并绘出p～Q曲线，根据其特征从中选择一个认为是恰当的Lu值作为本试验的Lu值。表2-1列出了Lu值的五种不同类型、p～Q曲线型式和对此作的解释及选用的Lu值。

关于在做试验时和采用式（2-6）进行计算时对压力的取用问题，A·C·豪斯比不主张对试验中的流动损失和地下水位的影响进行修正。他（1976年）说：“尽管吕荣和其他人对此是作修正的，但我发现当渗流通道具有一定尺寸时，在实际需要的精度范围内水头损失不值得加以修正，地下水的位置可以假定为接近地面，因为一系列的压水试验和钻孔用水通常可以使透水性不大的地层充水到地表位置。”

表2-1　试验时可能出现的Lu值类型P～Q曲线型式及解释选用(www.xing528.com)

在我国现行的《水利水电工程钻孔压水试验规程》和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》中还规定：在某些情况下压水试验也可采用单点法（即只用一种压力）进行，直接用下式进行计算：

式中　Q——压入流量，L/min；

　　　P——作用于试段内的全压力，MPa；

　　　L——试段长度，m。

五点法压水试验，一律用三级压力中的最大压力P1时的Lu值作为取用值。关于压入流量，即使采用三压力五阶段法压水，也须采用“稳定”流量。“稳定”的标准是：每1～2min（《规程》规定）和3～5min（《规范》规定）测读一次压入流量；连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时取最终值作为计算值。这里需指出两点：

（1）既然一律是以最大压力下的Lu值作为取用值，其结果将与单点法压水完全一样，那么使用五点法压水还有什么用呢？不是白费工、费时吗！

（2）在A·C·豪斯比所阐述的吕荣压水试验方法中和国外工程对此法的采用中，五点法压水都是每点只作10min，10min内的平均流量即为该点（压力）下的Lu值计算流量。

在我国的规程、规范中又作了上述附加规定，反映了我们一些人一切都想图精、求纯的心态。本来，有许多科学技术领域，包括压水试验在内，都属“模糊”概念，过分求细反而会陷入烦琐和谬误。