牛明智

（丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000）

某水電站工程壩基巖體鉆孔壓水試驗(yàn)與結(jié)果分析

牛明智

（丹東市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 丹東 118000）

水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)的主要任務(wù)是測(cè)定巖體的透水性。為評(píng)價(jià)巖體的滲透特性和設(shè)計(jì)滲控措施提供基本資料。在某水電站工程中，對(duì)壩基巖體進(jìn)行三級(jí)壓力、5個(gè)階段進(jìn)行試驗(yàn)，從而測(cè)定該巖體的透水率。

1 試驗(yàn)技術(shù)

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地地質(zhì)條件及試驗(yàn)點(diǎn)選取

根據(jù)對(duì)某水電站工程壩基鉆探揭露，此次選用中等風(fēng)化混合巖巖體為試驗(yàn)對(duì)象。該層分布在壩線兩側(cè)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(fēng)化，巖石原始組織結(jié)構(gòu)清楚完整，但風(fēng)化裂隙發(fā)肓，裂隙表面局部呈黃褐色，斷口新鮮，堅(jiān)硬。鉆探時(shí)的巖心采取率為 25%～98%，RQD 為 40%～100%，揭露厚度為 7.00～9.00m。

1.2 試驗(yàn)原理

現(xiàn)場(chǎng)采用金剛石或合金鉆頭造好鉆孔后，進(jìn)行鉆孔清洗、水位測(cè)量、下置栓塞隔離試段、儀表安裝，按三級(jí)壓力、5 個(gè)階段進(jìn)行試驗(yàn)、壓力和流量觀測(cè)，繪制 P-Q 曲線，最后計(jì)算試段透水率。

1.3 試驗(yàn)技術(shù)要求

1）鉆孔應(yīng)采用壓水法進(jìn)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(xiàn)象，接頭處應(yīng)采取止水措施；

3）下栓塞前應(yīng)現(xiàn)觀測(cè)下水位，試驗(yàn)開(kāi)始后每隔 5min 觀察一次；

4）流量觀測(cè)前應(yīng)調(diào)整調(diào)節(jié)閥，使試段壓力達(dá)到預(yù)定值并保持穩(wěn)定；

5）流量觀測(cè)工作應(yīng)每隔 1～2min 進(jìn)行一次，當(dāng)流量無(wú)持續(xù)增大時(shí)，且5次流量讀數(shù)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 1L/min 時(shí)，此次試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值為計(jì)算值。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)測(cè)基本數(shù)據(jù)如表 1—2。根據(jù)實(shí)測(cè)的壓力與流量關(guān)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(guān)系曲線均呈近似直線型，說(shuō)明巖體節(jié)理裂隙狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化。

依據(jù)上述壓水試驗(yàn)的資料，根據(jù) SL31－2003《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定計(jì)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(zhǎng)度，m。

其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

3 結(jié) 語(yǔ)

從試驗(yàn)成果可知，在其它條件相同的情況下，巖體透水率數(shù)隨外部壓力值增大而增大，但最終巖體滲透性等級(jí)是不變的。

通過(guò)工程實(shí)例檢驗(yàn)，采用此方法可以在短期內(nèi)準(zhǔn)確、高效、費(fèi)用低、真實(shí)地測(cè)出壩基巖體的滲透率，為以后的工程設(shè)計(jì)施工提供可靠的數(shù)據(jù)。也可以采用該試驗(yàn)檢測(cè)壩基巖體帷幕灌漿效果，通過(guò)測(cè)得試段透水率進(jìn)行判斷防滲性能，從而檢測(cè)灌漿質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求。為了確保壓水試驗(yàn)資料的可靠性，必須控制好試驗(yàn)過(guò)程中的每一個(gè)工作程序的工藝質(zhì)量。

表 1ZK1 號(hào)鉆 孔 3.0~0.8m 試 驗(yàn) 段 壓 水 試驗(yàn) 成 果 表

表2 水位觀測(cè)記錄表

圖1 P—Q曲線圖

表3 透水率計(jì)算結(jié)果

［1］ GB50021—2001（2009 年版），巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［2］ GB50487—2008，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.

［3］ SL31—2003，水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程［S］.

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