譚 俊

(遼寧省第三地質(zhì)大隊(duì)，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

鉆孔壓水試驗(yàn)的原理是在一定壓力下將水壓入用栓塞隔開(kāi)的一定長(zhǎng)度的孔段內(nèi)，以了解巖體透水率的一種野外試驗(yàn)方法。具體做法是在鉆進(jìn)過(guò)程中或成孔后，用栓塞將鉆孔隔離出一定長(zhǎng)度的孔段，再用不同的壓力向試段內(nèi)送水，測(cè)定其相應(yīng)的流量值，并據(jù)此計(jì)算巖體的透水率。

影響鉆孔壓水試驗(yàn)成敗的因素較多，包括試驗(yàn)前準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，試段是否成功隔離，是壓水試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。以下是本人對(duì)在鉆孔壓水試驗(yàn)中試段成功隔離的影響因素及方法的幾點(diǎn)粗淺看法。

1 鉆孔工藝

壓水試驗(yàn)鉆孔的孔徑宜為59mm-150mm，栓塞塞位要求孔壁光滑完整以利于密封。金剛石鉆進(jìn)成孔是目前較好的造孔工藝，此法造孔的孔壁光滑完整，產(chǎn)生的巖粉也較少，其次是合金鉆頭鉆進(jìn)。嚴(yán)禁使用泥漿等護(hù)壁材料鉆進(jìn)，鉆孔完成后需要進(jìn)行洗孔處理。

2 橡膠栓塞

以直徑小于孔徑2-4cm、長(zhǎng)度不小于8倍孔徑為宜，且橡膠栓塞彈性要好、耐高壓、膨脹性能好、變形恢復(fù)能力強(qiáng)，以避免造成栓塞無(wú)法起拔的孔內(nèi)事故，若發(fā)生繞滲情況時(shí)再加長(zhǎng)。對(duì)于孔壁較粗糙的鉆孔要完全止水，有時(shí)單靠加長(zhǎng)阻塞器的長(zhǎng)度、增大阻塞器的膨脹壓力等辦法仍然無(wú)法湊效。此時(shí)可采取一點(diǎn)技巧，即在兩橡膠塞的中間綁一段由紗布包裹的粘土與綿紗頭混合物，由于粘土相對(duì)橡膠塞來(lái)說(shuō)壓縮變形性能更強(qiáng)、更好，極易產(chǎn)生柔性變形以適應(yīng)粗糙孔壁，因而“夾粘土膠塞”的密封性能較之純橡膠塞要好得多。經(jīng)驗(yàn)證明“夾粘土膠塞”對(duì)粗糙孔壁有較好的密封性。

3 塞位及試段選擇

預(yù)定置放栓塞的位置應(yīng)是孔壁完整、裂隙較少的孔段，使膠塞與孔壁接觸良好，并減少水流沿孔壁附近裂隙繞滲的可能性，最好的辦法是查閱班報(bào)表和觀(guān)察巖芯情況。

壓水試驗(yàn)一般要求各試段互相銜接，不許漏試，而目前壓水試驗(yàn)所求得的透水率均為試段的平均值，若試段過(guò)長(zhǎng)，影響試驗(yàn)成果的精度，若試段過(guò)短，又會(huì)增加壓水試驗(yàn)的次數(shù)，相應(yīng)地增大費(fèi)用，根據(jù)規(guī)范試段長(zhǎng)度宜為5米。在實(shí)際操作中，根據(jù)地層情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，盡量把巖性、破碎程度和裂隙發(fā)育程度接近的層段放在同一試段，特殊層段要單獨(dú)試驗(yàn)。所以，試段長(zhǎng)度一般不是整數(shù)。

4 風(fēng)化帶試段隔離

風(fēng)化帶孔段巖石強(qiáng)度低，孔壁巖石松散，因而孔壁常欠穩(wěn)定，用一般栓塞進(jìn)行隔離往往無(wú)效，解決的方法可以設(shè)置套管栓塞。套管栓塞是在鉆孔鉆至計(jì)劃進(jìn)行壓水試驗(yàn)的孔段頂部后，向孔內(nèi)送入濃水泥漿）或投入水泥粘土球搗實(shí)后再下入套管，水泥漿或粘土球的有效止水段長(zhǎng)度要大于2m。下完套管后改用小一級(jí)到二級(jí)的孔徑鉆至試驗(yàn)段底部，就可將普通栓塞塞在套管內(nèi)或者在套管口封閉直接向孔內(nèi)送水進(jìn)行試驗(yàn)。

5 栓塞止水效果的檢查

栓塞止水效果不良可能使試驗(yàn)成果偏大或得出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，可以用下列方法檢查栓塞止水的可靠性。

（1）測(cè)量工作管外的水位，在壓水試驗(yàn)開(kāi)始前、后測(cè)量工作管外水位，如壓水時(shí)管外水位迅速上升則可能是止水無(wú)效，要進(jìn)行檢查，如確認(rèn)水位上升不大，可能是少量的繞塞滲漏所致，壓水試驗(yàn)可繼續(xù)進(jìn)行。

（2）用栓塞隔離前后流量、壓力歷時(shí)曲線(xiàn)的變化來(lái)檢驗(yàn)栓塞的止水效果。在栓塞到位但還沒(méi)有膨脹以前，即通過(guò)工作管向試段送水，并觀(guān)察送入水量和送入水壓力，若開(kāi)始膨脹后，送入的流量明顯下降，而送水壓力明顯上升，即證明栓塞隔離有效，反之隔離無(wú)效。

6 栓塞隔離無(wú)效

表現(xiàn)為壓水開(kāi)始后塞外水位急劇上升或水從孔口大量返出。這可能是栓塞類(lèi)型選擇不當(dāng)、栓塞檢查不嚴(yán)、栓塞組裝錯(cuò)誤或因巖石裂隙發(fā)育繞塞滲漏所致。處理的方法，一般是首先檢查栓塞安裝是否正確，并適當(dāng)加大栓塞的壓縮量或適當(dāng)加大充塞壓力，如此法無(wú)效則在栓塞上部附近（一般不超過(guò)1m的范圍），找一段巖芯較完整的孔段，將栓塞上移至該段重新安裝。重新安裝后還是繼續(xù)返水就應(yīng)起塞，詳細(xì)檢查栓塞和全部工作管路，如膠塞是否脫落，膠囊是否破裂，工作管是否有破損，接頭是否嚴(yán)重漏水等。當(dāng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查和移位調(diào)整后，仍然止水無(wú)效時(shí)，表明因塞位孔壁裂隙較發(fā)育而發(fā)生繞滲，此時(shí)可采用特制的超長(zhǎng)氣壓栓塞或做水泥塞位等。總之栓塞止水無(wú)效的原因是多方面的，工作中不應(yīng)輕易放棄試段或?qū)⑷簧弦疲@樣將影響資料的完整性和降低資料的精度。

壓水試驗(yàn)是實(shí)踐性較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)巖體測(cè)試工作，應(yīng)根據(jù)不同地層情況采用正確的試段隔離方法，試段隔離是否成功是壓水試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。

［1］DL5331/T-2005水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程[S].