水水利水电工程钻孔压水试验规程 SL312003.doc

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1、 中华人民共和国水利行业标准 SLSL 312003替代SL 2592水利水电工程钻孔压水试验规程Code of Water pressuure test in boreho1e for waterresources and hydropower engineering2003-08-29发布 2003-10-01 实施中华人民共和国水利部 发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利水电工程钻孔压水试验规程SL 312003的通知水国科2003370号 部直属各单位，各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局)，各计划单列市水利(水务)局，新疆生产建设兵团水利局：经审查，批准水利水电工程钻孔压水试验

2、规程为水利行业标准，并予发布。标准编号为SL 312003，代替原水利水电工程钻孔压水试验规程SL 2592。本标准自2003年10月1日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二OO三年八月二十九日前 言 根据水利部水利水电规划设计管理局(水总局科20011号)文件和水利技术标准编写规定SL 12002，对水利水电工程钻孔压水试验规程SL 2592进行修订。 水利水电工程钻孔压水试验规程SL 312003共6章12节58条和4个附录，主要技术内容有： 规定了钻孔压水试验的目的、适用范围； 对压水试验的有关技术问题(试验方法、试段长度、压力阶段和压力值)和试验设备作了具体规定； 规定了试

3、验程序和资料整理方法。 对SL 2592修改的内容，包括以下几个方面： 前引部分增加前言； 增加了术语和符号； 在“基本规定”中，对试验方法、试段长度、试段压力规定作了修改； 在“试验设备”中，取消自流供水法，量测设备增加压力传感器； 在“现场试验”中，取消活塞抽吸洗孔法； 在“试验资料整理”中，增加判别PQ曲线中各相应点 关系的流量差标准，增加当C型或D型PQ曲线出现较多时的分析和说明要求； 增加规程用词说明； 取消了附加说明； 其他结构性和文字性修改。 本规程为全文推荐。 本规程所替代规程的历次版本为： SL 2592 本规程批准部门：中华人民共和国水利部 本规程主持机构：水利部水利水电规

4、划设计总院 本规程解释单位：水利部水利水电规划设计总院 本规程主编单位：水利部东北勘测设计研究院 本规程出版、发行单位：中国水利水电出版社 本规程主要起草人：王行本 鞠占斌 李绍基 冯 宏 卢丽莎 张晓明 本规程审查会议技术负责人：李广诚 本规程体例格式审查人：牟广岱目 次目 次31 总 则32术语和符号42.1 术 语42.2 符 号43 基 本 规 定53.1 试验方法与试段长度53.2 压力阶段与压力值53.3 试 验 钻 孔63.4 试验用水与试验人员74 试 验 设 备74.1 止 水 栓 塞74.2 供 水 设 备74.3 量 测 设 备75 现 场 试 验85.1 试 验 程 序

5、85.2 洗 孔85.3 试 段 隔 离85.4 水 位 观 测95.5 压力和流量观测96试验资料整理9附录A 管路压力损失测定11附录B 混凝土塞位灌制法12附录C 用压水试验成果计算岩体渗透系数12附录D 钻孔压水试验记录格式14标准用词说明191 总 则 1.0.1 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。 1.0.2 本规程适用于水利水电工程地质勘察中的常规性压水试验工作。 1.o.3 钻孔压水试验除应符合本规程外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。2术语和符号2.1 术 语 2.1.1 钻孔压水试验 water pressure t

6、estin borehole 用栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段，并向该孔段压水，根 据压力与流量的关系确定岩体渗透特性的一种原位渗透试验。 2.1.2试段长度 length of test section 栓塞底部至孔底或两栓塞之间，试验时水可以进入岩体的孔段长度。 2.1.3试段压力 testing pressure 作用在试段内的实际平均压力。 2.L4 管路压力损失 pressure loss Of tube 水流经工作管路因水力摩阻而损失的压力值。 2.1.5 栓塞 packer 将钻孔隔离出单独孔段的试验设备。 2.L6 透水率 absorption rate 表达试段岩体透水性的指

7、标。 2.L7 吕荣(Lu) lugeon unit 透水率的单位，当试段压力为1MPa时每米试段的压入水流量(L/min)。2.2 符 号 L试段长度(m)； P试段压力(MPa); Pp压力计指示压力(MPa)； Ps管路压力损失(MPa)； Lp工作管长度(m)； d工作管内径(m) v管内流速(m/s)； g重力加速度，g9.8m/s2； q透水率(Lu)； Q压入流量(L/min)； K岩体渗透系数(m/d)； H试验水头(m)； ro钻孔半径(m)。3 基 本 规 定3.1 试验方法与试段长度3.1.1 钻孔压水试验应随钻孔的加深自上而下地用单栓塞分段隔离进行。岩石完整、孔壁稳定的

8、孔段，或有必要单独进行试验的孔段，可采用双栓塞分段进行。3.1.2 试段长度宜为5m。 含断层破碎带、裂隙密集带、岩溶洞穴等的孔段，应根据具体情况确定试段长度。 相邻试段应互相衔接，可少量重叠，但不能漏段。残留岩芯可计入试段长度之内。3.2 压力阶段与压力值 3.2.1 压水试验应按三级压力、五个阶段即P1P2P3P4(P2)P5(P1)，P1P2P3进行。P1、P2、P3，三级压力宜分别为0.3MPa、0.6MPa和1MPa。 3.2.2 当试段埋深较浅时，宜适当降低试段压力。 3.2.3 试段压力的确定应遵守下列规定： 1 当用安设在与试段连通的测压管上的压力计测压时，试段压力按式(3.2

9、.31)计算： PPp+Pz (3.2.31) 式中 P试段压力(MPa)； Pp压力计指示压力(MPa)； Pz压力计中心至压力计算零线的水柱压力(MPa)。 2 当用安设在进水管上的压力计测压时，试段压力按式 (3.2.32)计算： P=Pp+PZPS (3.2.32) 式中 Ps管路压力损失(MPa)； 其余符号同式(3.2.31)。 3.2.4 压力计算零线的确定应遵守下列规定： 1 当地下水位在试段以下时，压力计算零线为通过试段中点的水平线； 2 当地下水位在试段以内时，压力计算零线为通过地下水位以上试段中点的水平线； 3 当地下水位在试段以上时，压力计算零线为地下水位线。 3.2.

10、5 管路压力损失的确定应遵守下列规定： 1 当工作管内径一致，且内壁粗糙度变化不大时，管路压力 损失可用式(3.2.5)计算： (3.2.5) 式中 摩阻系数，210-4MPa/m410-4MPa/m； lP工作管长度(m)； d作管内径(m)； v管内流速(m/s)； g重力加速度，g9.8m/s2。 2 当工作管内径不一致时，管路压力损失应根据实测资料确定。实测方法按本规程附录A执行。 3.3 试 验 钻 孔 3.3.1 压水试验钻孔的孔径宜为59mm150mm。 3.3.2 压水试验钻孔宜采用金刚石或合金钻进，不应使用泥浆等护壁材料钻进。在碳酸盐类地层钻进时，应选用合适的冲洗液。 试验钻

11、孔的套管脚必须止水。 3.3.3 在同一地点布置两个以上钻孔(孔距10m以内)时，应先完成拟做压水试验的钻孔。3.4 试验用水与试验人员 3.4.1 试验用水应保持清洁，当水源的泥沙含量较多时，应采取沉淀措施。 3.4.2 钻孔压水试验人员应经过专门培训，持证上岗。4 试 验 设 备4.1 止 水 栓 塞 4.1.1 止水栓塞应符合下列要求： 1 栓塞长度不小于8倍钻孔直径； 2 止水可靠、操作方便。 4.1.2 宜采用水压式或气压式栓塞。4.2 供 水 设 备 4.2.1 试验用的水泵应符合下列要求： 1 工作可靠，压力稳定，出水均匀； 2 在1MPa压力下，流量能保持100L/min。 水

12、泵出口应安装容积大于5L的稳压空气室。 4.2.2 吸水龙头外应有1层一2层孔径小于2mm的过滤网。吸水龙头至水池底部的距离不小于0.3m。供水调节阀门应灵活可靠，不漏水，且不宜与钻进共用。4.3 量 测 设 备 4.3.1 测量压力的压力表和压力传感器应符合下列要求： 1 压力表应反应灵敏，卸压后指针回零，量测范围应控制在极限压力值的1/33/4； 2 压力传感器的压力范围应大于试验压力。 4.3.2 流量计应能在1.5MPa压力下正常工作，量测范围应与水泵的出力相匹配，并能测定正向和反向流量。 4.3.3 宜使用能测量压力和流量的自动记录仪进行压水试验。 4.3.4 水位计应灵敏可靠，不受

13、孔壁附着水或孔内滴水的影响。 水位计的导线应经常检测。 4.3.5 试验用的仪表应专门保管，不应与钻进共用，并定期进行检定。5 现 场 试 验5.1 试 验 程 序 5.1.1 现场试验工作应包括洗孔、下置栓塞隔离试段、水位测量、仪表安装、压力和流量观测等步骤。 5.1.2 试验开始时，应对各种设备、仪表的性能和工作状态进行检查，发现问题立即处理。5.2 洗 孔 5.2.1 洗孔应采用压水法，洗孔时钻具应下到孔底，流量应达到水泵的最大出力。 5.2.2 洗孔应至孔口回水清洁，肉眼观察无岩粉时方可结束。 当孔口无回水时，洗孔时间不得少于15min。 5.3 试 段 隔 离 5.3.1 下栓塞前应

14、对压水试验工作管进行检查，不得有破裂、弯曲、堵塞等现象。接头处应采取严格的止水措施。 5.3.2 采用气压式或水压式栓塞时，充气(水)压力应比最大试段压力P3大0.2MPa0.3MPa，在试验过程中充气(水)压力应保持不变。 5.3.3 栓塞应安设在岩石较完整的部位，定位应准确。 5.3.4 当栓塞隔离无效时，应分析原因，采取移动栓塞、更换栓塞或灌制混凝土塞位等措施。移动栓塞时只能向上移，其范围不应超过上一次试验的塞位。灌制混凝土塞位的方法按本规程附录B执行。5.4 水 位 观 测5.4.1 下栓塞前应首先观测1次孔内水位，试段隔离后，再观测工作管内水位。 5.4.2 工作管内水位观测应每隔5

15、min进行1次。当水位下降速度连续2次均小于5cm/min时，观测工作即可结束，用最后的观测结果确定压力计算零线。 5.4.3 在工作管内水位观测过程中如发现承压水时，应观测承压水位。当承压水位高出管口时，应进行压力和涌水量观测。5.5 压力和流量观测 5.5.1 在向试段送水前，应打开排气阀，待排气阀连续出水后，再将其关闭。 5.5.2 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。 5.5.3 流量观测工作应每隔lmin2min进行1次。当流量无持续增大趋势，且5次流量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，本阶段试验即可结束，取最终值作

16、为计算值。 5.5.4 将试段压力调整到新的预定值，重复上述试验过程，直到完成该试段的试验。 5.5.5 在降压阶段，如出现水由岩体向孔内回流现象，应记录回流情况，待回流停止，流量达到本规程5.5.3规定的标准后方可结束本阶段试验。 5.5.6 在试验过程中，对附近受影响的露头、井、硐、孔、泉等应进行观测。 5.5.7 在压水试验结束前，应检查原始记录是否齐全、正确，发现问题必须及时纠正。6试验资料整理 6.0.1 试验资料整理应包括校核原始记录，绘制PQ曲线，确定PQ曲线类型和计算试段透水率等。 6.0.2 绘制PQ曲线时，应采用统一比例尺，即纵坐标(P轴)lmm代表0.01MPa，横坐标(

17、Q轴)lmm代表1L/min。 曲线图上各点应标明序号，并依次用直线相连，升压阶段用实线，降压阶段用虚线。 6.0.3 试段的PQ曲线类型应根据升压阶段PQ曲线的形状以及降压阶段PQ曲线与升压阶段P-Q曲线之间的关系确定。PQ曲线类型划分及曲线特点见表6.0.3。表6.0.3 PQ曲线类型及曲线特点表类型名称A(层流)型B(紊流)型C(扩张)型D(冲蚀)型E(充填)型P-Q曲线曲线特点 升压曲线为通过原点的直线，降压曲线与升压曲线基本重合 升压曲线凸向Q轴，降压曲线与升压曲线基本重合 升压曲线凸向P轴，降压曲线与升压曲线基本重合 升压曲线凸向P轴，降压曲线与升压曲线不重合，呈顺时针环状 升压曲

18、线凸向Q轴，降压曲线与升压曲线不重合，呈逆时针环状6.0.4 当PQ曲线中第4点与第2点、第5点与第1点的流量值绝对差不大于1L/min或相对差不大于5时，可认为基本重合。6.0.5 试段透水率采用第三阶段的压力值(P3)和流量值(Q3)按式(6.0.4)计算：q= (6.0.4) 式中q试段的透水率(Lu)； L试段长度(m)； Q3第三阶段的计算流量(L/min)； P3第三阶段的试段压力(MPa)。 试段透水率取两位有效数字。 6.0.6 每个试段的试验成果，应采用试段透水率和P-Q曲线的类型代号(加括号)表示，如0.23(A)、12(B)、8.5(D)等。 6.0.7 当某一工程或某一

19、地段的压水试验成果中，出现较多的试段P-Q曲线为C型或D型时，应结合该工程或该地段的地质资料和钻孔岩心情况进行分析，并在工程地质报告中加以说明。 6.0.8 当需要根据压水试验成果计算岩体渗透系数时，可按本规程附录C的公式计算。 6.0.9 压水试验记录宜采用统一的格式，按本规程附录D执行。附录A 管路压力损失测定A.0.1 当使用钻杆作为单管柱栓塞的工作管，且钻杆内径与接头内径不一致时，应实测管路压力损失。A.0.2 测定压力损失所用的钻杆和接头应与实际使用的规格一致。A.0.3 测试管路为两套，每套管路总长度不少于40m，第一套与第二套的长度相差不大于0.2m，但接头数相差3副以上。A.0

20、.4 管路应平置于地面，末端高于首端，两端安装压力表，末端安装流量计，流量计后的出水口应抬高lm2m，实测两端压力表的高差。A.0.5 将不同流量的水输入管路，流量范围10L/min100L/min，测点不少于15个，管路两端的压力差即为该流量下的管路压力损失。A.0.6 每套管路的实测工作应进行2次，取其平均值。A.0.7 绘制两套管路的压力损失与流量关系曲线，量得各流量值相应的压力损失差。(图A)。 图A 压力损失与流量关系曲线A.0.8 各种流量下每副接头的压力损失用式(A)计算： Psj= (A) 式中 Psj某流量下海副接头的压力损失(MPa)； 该流量下两套管路的压力损失差(MPa

21、)； n两套管路接头数之差。 A.0.9 从各种流量下的管路压力损失中减去接头的压力损失，计算出各种流量下每米钻杆的压力损失值。 A.0.10 编制出各种流量下每米钻杆及每副接头的压力损失图或表。附录B 混凝土塞位灌制法B.0.1 当岩石风化破碎，栓塞止水困难时，可采用灌制混凝土塞位法进行压水试验。B.0.2 用较大孔径(其直径比下部拟进行压水试验的孔段直径至少大20mm)钻入风化破碎岩石内2m以上。B.0.3 向孔底注入水泥砂浆，高度不小于2m。必要时并将护壁套管插至孔底。B.0.4 待凝足够时间后，钻开混凝土及下部孔段，将栓塞置于混凝土段或套管内进行压水试验。B.0.5 如待试孔段已钻开，

22、则在扩孑L灌注混凝土之前，应首先用中粗砂将待试孔段填实。钻开混凝土后，清除试段内填砂，进行压水试验。 附录C 用压水试验成果计算岩体渗透系数 C.0.1 当试段位于地下水位以下，透水性较小(q10Lu)、PQ曲线为A(层流)型时，可按式(C)计算岩体渗透系数： K (c) 式中 K岩体渗透系数(m/d)； Q压入流量(m3/d)； H试验水头(m)； L试段长度(m)； r0钻孔半径(m)。 C.0.2 当试段位于地下水位以下，透水性较小，PQ曲线为B (紊流)型时，可用第一阶段的压力P1(换算成水头值，以m计)和流量Q1代入式(C)近似地计算渗透系数。 C.0.3 当透水性较大时，宜采用其他

23、水文地质试验方法测定岩体渗透系数。附录D 钻孔压水试验记录格式D.0.1 表D.0.11、表D.0.12每个钻孔一页，表D.0.11为钻孔压水试验记录册封面格式，表D.0.12为钻孔压水试验成果表格式。表D.0.13、表D.0.14为每个试段一页，表D.0.13为试段安装记录及PQ曲线格式，表D.0.14为试验记录格式。D.0.2 钻孔结束后，应将上述记录表格装订成册并存档。表D.0.11 钻孔压水试验记录册封面格_流域_工程_阶段钻孔压水试验记录钻孔编号钻孔位置坐 标：xy地面高程施工机组地质值班员技术负责人试验日期： 年 月 日至 年 月 日勘测设计研究院 第 勘测队表D.0.12 钻孔压

24、水试验成果表试验日期试 验 段PQ曲线类型试段透水率q (Lu)编号深度(m)试段长度(m)高程(m)起止起止 试验情况综合说明：地质值班员： 技术负责人：表D.0.13 _号孔_试段安装记录 P-Q曲线图表D.0.14 _号钻孔压水试验记录表试段编号 自 m至 m 段长 m 水柱压力 MPa压力阶段时间(min)压力(MPa)流量(Lmin)压力时间(min)压力(MPa)流量(Lmin)时分间隔时间压力表压力压力损失总压力水表读数流量阶段时分间隔时间压力表压力压力损失总压力水表读数流量水位观测记录表时 间测点至水位深度（m)测点高出地面(m)地面至水位深度（m)备注时分下塞前下塞后标准用词说明执行本规程时，标准用词应遵守下表规定。标准用词说明标准用词在特殊情况下的等效表述要求严格程度应有必要、要求、要、只有才允许要 求不应不允许、不许可、不要宜推荐、建议推 荐不宜不推荐、不建议可允许、许可、准许允 许不必不需要、不要求