压水试验在深钻孔中的应用
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摘 要：对水利水电工程中高压深孔钻孔压水试验的实际应用进行了分析。
关键词：高压深孔压水试验；岩体透水性；裂隙溶蚀
Water pressure test in the deep borehole
Wang Chunyong
(Investigation branch of the Shaanxi Province Water Conservancy and Electric Power Survey and Design Institute, Xianyang, Shaanxi 712000)
Abstract: The practical application of high pressure deep hole drilling water pressure test in the Water Resources and Hydropower Engineering.
Key words: high-pressure deep-hole water pressure test; rock permeability; fissure corrosion
1.引言
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。
现行行业标准《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003规定的水利水电钻孔压水试验方法中，流量数据观测采用流量表，压力数据观测采用压力表。流量表和压力表均布置在孔外，试验压力的得出需综合考虑试验条件并经过计算，才能得出其数值。而压水规范规定，采用三级压力五个阶段的压水试验，即三级全压力分别按0.3MPa、0.6MPa和1.0MPa控制。
而工程实际情况，严格按照规范规定来做往往不适用。某工程中钻孔压水试验条件为：
（1）钻孔深度大，具有几百米水头，属深孔压水；
（2）地下水位藏较深，试验段大部分为干深孔条件；
为此针对某工程实际情况，调整现场钻孔压水试验技术原则要求（未涉及的内容仍然按照规程SL31-2003要求执行）如下：
当岩体相对完整无大量漏水现象时：
（1）孔深100m之内，由于其试验条件基本符合《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003条件，基本可以按照吕荣压水试验方法实施，压力控制采用表压控制进行，分别按0.3 MPa、0.6 MPa和1.0 MPa，按全水头计算吕荣值。
（2）孔深在100~200m，水文地质试验条件已超出《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003规定压水试验方法应用条件，但实际试验段压力差值相对较小，此段可以模糊地认为比较贴近压水试验方法应用条件，现场实施时还以规范要求进行，即压力控制以表压测值调节试验过程。压力控制采用表压控制进行，分别为0.1MPa、0.3MPa和0.6MPa，计算时按全水头计算吕荣值。
（3）孔深大于200m，试验条件已严重超出《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003规定压水试验方法应用条件，且孔内净水头已大于2MPa，因此建议采用单点简易法进行，即给定压水试验压力为固定值，然后在此条件下观察岩体吸水量。结合某工程中最大水头约为220m，按表压0.1Mpa实施压水试验，以全水头值计算吕荣值。
当岩体完整性差且有较大漏水现象时：
以现有供水设施满负荷向孔内供水，基本按常水头进行注水试验。
（1）当漏量较大，无法保证常水头进行注水试验时，只观测最终最大流量，估算单米渗透量。
（2）当现有供水设施满负荷向孔内供水，可以进行常水头注水试验时，近视认为上部岩体为非透水层，然后观测稳定水头下稳定流量，稳定标准参考《水利水电工程注水试验规程》SL345-2007中相应条款，并估算其渗透系数。
（3）在漏水量较大时，钻进要封孔，以尽可能按5m长度进行试验，在无法保证标准试段长度（5m）时，按实际进尺长度进行，但不应小于2m。
2.压水试验及结果
以某工程深350m的钻孔为例，进行说明。
钻孔开孔直径130mm，终孔直径91mm，钻孔所在区域为低山丘陵区，海拔590~932m，岩性为巨厚层灰岩及厚层生物灰岩。钻孔共进行了67段压水试验，其中0~100m是严格按照SL31-2003中规定的压水试验方法，200~350m采用本文所述方法。所得压水试验结果如表1。
表1 压水试验结果
通过统计分析200m以上压水试验，曲线类型A(层流)型、B(紊流)型、C(扩张)型、D(冲蚀)、型E(充填)型都有，但主要是A(层流)型，39段压水试验中有25段为A(层流)型，占64.1%。200m以下38段压水试验因采用单点简易法进行试验，未进行P-Q曲线类型分析。本钻孔未进行注水试验。
3.试验结果分析
根据试验结果，分析裂隙岩体透水率随深度的变化规律可知，透水率随深度的增加有明显的降低趋势，这主要是因为地应力是随着深度的增加而增大，导致了裂隙张开度的减小，透水率会随之降低。个别试验段随深度的增加透水率反而增大，这是由于工程区处于碳酸盐岩地区，透水率的增大于裂隙的溶蚀程度有关。0~200m段压水试验P-Q曲线类型A(层流)型占64.1%，说明在试验过程中裂隙状态没有发生变化。本钻孔压水试验很好的反映了工程区裂隙岩体的渗流状况。
4.结论
通过对本钻孔压水试验的分析，并与严格按照SL31-2003规定的钻孔压水试验方法所得出的结果比较，得出以下结论：
（1）采用本钻孔压水试验方法所得出的压水试验Lu值能真实反映岩体透水性的变化规律。
（2）采用本钻孔压水试验方法能真实的测出工程区岩体的透水率，为工程设计、施工提供可靠数据。
参考文献
[1] SL31-2003，水利水电工程钻孔压水试验规程
[2] SL345-2007，水利水电工程注水试验规程
[3] 殷黎明、杨春和、罗超文等. 高压压水试验在深钻孔中的应用. 岩土力学, 2005, 第26卷(第十期): 1692－1694.
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