水利水電工程鉆孔壓水試驗的主要任務是測定巖體的透水性。為評價巖體的滲透特性和設計滲控措施提供基本資料。在某水電站工程中,對壩基巖體進行三級壓力、5個階段進行試驗,從而測定該巖體的透水率。
1、試驗技術
1.1試驗場地地質條件及試驗點選取
根據對某水電站工程壩基鉆探揭露,此次選用中等風化混合巖巖體為試驗對象。該層分布在壩線兩側的山體及河床的底部,巖石呈灰青色、褐紅色,大部分為中等風化,巖石原始組織結構清楚完整,但風化裂隙發肓,裂隙表面局部呈黃褐色,斷口新鮮,堅硬。鉆探時的巖心采取率為25%~98%,RQD為40%~100%,揭露厚度為7.00~9.00 m。
1.2試驗原理
現場采用金剛石或合金鉆頭造好鉆孔后,進行鉆孔清洗、水位測量、下置栓塞隔離試段、儀表安裝,按三級壓力、5個階段進行試驗、壓力和流量觀測,繪制P-Q曲線,最后計算試段透水率。
1.3試驗技術要求
1)鉆孔應采用壓水法進行清洗,洗至孔口回水清潔;2)栓塞不得有破裂、彎曲和堵塞等現象,接頭處應采取止水措施;3)下栓塞前應現觀測下水位,試驗開始后每隔5 min觀察一次;4)流量觀測前應調整調節閥,使試段壓力達到預定值并保持穩定;5)流量觀測工作應每隔1~2 min進行一次,當流量無持續增大時,且5次流量讀數中最大值和最少值之差小于最終值的10%,或最大值與最小值之差小于1 L/min時,此次試驗即可結束,取最終值為計算值。
2、試驗結果及分析
試驗過程中實測基本數據如表1—2。根據實測的壓力與流量關系,繪制P-Q曲線如圖1。由曲線可知,隨壓力增大,流量亦增大。3組P-Q關系曲線均呈近似直線型,說明巖體節理裂隙狀態沒有發生變化。依據上述壓水試驗的資料,根據SL31-2003《水利水電工程鉆孔壓水試驗規程》規定計算透水率公式:
式中:q———單位透水率,L/(min·m·m);Q———壓水量,L/min;p———壓力 ,MPa;L———壓水 試段長度,m。其計算結果見表3。
3、結 語
從試驗成果可知,在其它條件相同的情況下,巖體透水率數隨外部壓力值增大而增大,但最終巖體滲透性等級是不變的。
通過工程實例檢驗,采用此方法可以在短期內準確、高效、費用低、真實地測出壩基巖體的滲透率,為以后的工程設計施工提供可靠的數據。也可以采用該試驗檢測壩基巖體帷幕灌漿效果,通過測得試段透水率進行判斷防滲性能,從而檢測灌漿質量能否滿足設計要求。為了確保壓水試驗資料的可靠性,必須控制好試驗過程中的每一個工作程序的工藝質量。
參考文獻:
[1] GB50021—2001(2009 年版),巖土工程勘察規范[S].
[2] GB50487—2008,水利水電工程地質勘察規范[S].
[3] SL31—2003,水利水電工程鉆孔壓水試驗規程[S].