水利水电工程钻孔压水试验的主要任务是测定岩体的透水性。为评价岩体的渗透特性和设计渗控措施提供基本资料。在某水电站工程中,对坝基岩体进行三级压力、5个阶段进行试验,从而测定该岩体的透水率。
1、试验技术
1.1试验场地地质条件及试验点选取
根据对某水电站工程坝基钻探揭露,此次选用中等风化混合岩岩体为试验对象。该层分布在坝线两侧的山体及河床的底部,岩石呈灰青色、褐红色,大部分为中等风化,岩石原始组织结构清楚完整,但风化裂隙发肓,裂隙表面局部呈黄褐色,断口新鲜,坚硬。钻探时的岩心采取率为25%~98%,RQD为40%~100%,揭露厚度为7.00~9.00 m。
1.2试验原理
现场采用金刚石或合金钻头造好钻孔后,进行钻孔清洗、水位测量、下置栓塞隔离试段、仪表安装,按三级压力、5个阶段进行试验、压力和流量观测,绘制P-Q曲线,最后计算试段透水率。
1.3试验技术要求
1)钻孔应采用压水法进行清洗,洗至孔口回水清洁;2)栓塞不得有破裂、弯曲和堵塞等现象,接头处应采取止水措施;3)下栓塞前应现观测下水位,试验开始后每隔5 min观察一次;4)流量观测前应调整调节阀,使试段压力达到预定值并保持稳定;5)流量观测工作应每隔1~2 min进行一次,当流量无持续增大时,且5次流量读数中最大值和最少值之差小于最终值的10%,或最大值与最小值之差小于1 L/min时,此次试验即可结束,取最终值为计算值。
2、试验结果及分析
试验过程中实测基本数据如表1—2。根据实测的压力与流量关系,绘制P-Q曲线如图1。由曲线可知,随压力增大,流量亦增大。3组P-Q关系曲线均呈近似直线型,说明岩体节理裂隙状态没有发生变化。依据上述压水试验的资料,根据SL31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》规定计算透水率公式:
式中:q———单位透水率,L/(min·m·m);Q———压水量,L/min;p———压力 ,MPa;L———压水 试段长度,m。其计算结果见表3。
3、结 语
从试验成果可知,在其它条件相同的情况下,岩体透水率数随外部压力值增大而增大,但最终岩体渗透性等级是不变的。
通过工程实例检验,采用此方法可以在短期内准确、高效、费用低、真实地测出坝基岩体的渗透率,为以后的工程设计施工提供可靠的数据。也可以采用该试验检测坝基岩体帷幕灌浆效果,通过测得试段透水率进行判断防渗性能,从而检测灌浆质量能否满足设计要求。为了确保压水试验资料的可靠性,必须控制好试验过程中的每一个工作程序的工艺质量。
参考文献:
[1] GB50021—2001(2009 年版),岩土工程勘察规范[S].
[2] GB50487—2008,水利水电工程地质勘察规范[S].
[3] SL31—2003,水利水电工程钻孔压水试验规程[S].
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