主要试验方法、参数及其选择原则主要试验方法、参数选择原则

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：根据每级压水历时时间的差异，高压压水试验方法分为快速法、中速法和慢速法3种。目前绝大多数高压压水试验最大压水试验压力采用1.2倍的运行水压力值，也有部分工程采用1.3倍运行压力进行试验控制。高压压水试验方法和试验参数的确定，应结合工程实际情况，参考上述成果进行选择。

1.试验方法的选择

压水试验每级压水历时的不同反映了不同的岩体渗透特性。因此，压水试验目的不同，压水试验采用的方法也不同。根据每级压水历时时间的差异，高压压水试验方法分为快速法、中速法和慢速法3种。高压压水试验方法的选择需遵循以下基本原则：

快速法：适用于了解岩体的水力劈裂特性和短期透水特性，确定岩体水力劈裂压力、灌浆压力和短期透水率。

中速法：适用于了解岩体短期或长期透水特性，确定岩体的短期或长期透水率、渗透系数和极限水力坡降。

慢速法：适用于了解岩体长期透水特性，确定岩体长期透水率、渗透系数和极限水力坡降。

另外，根据工程具体情况，如需要了解岩体在运行期承受高、低水压交替作用情况下的渗透性，还可在各种试验方法基础上进行多次循环压水试验。多次循环压水时，第一次循环压水与退水参数相同，第二次以上循环压水试验时，根据工程具体情况，压力级差可取第一次的1～2倍。根据试验过程中供水方式的不同，高压压水试验分为纯压法和循环式压水法。

纯压法：压入孔内的水量通过岩层中的裂隙内向四周流动扩散而不返回流出孔外的一种压水法，称为纯压法。地质勘探孔大都采用这种方法进行压水试验。

循环式压水法：水泵将从水源箱吸取的水量压出，使水通过送水管、压水内管，进入试验段，其中一部分水量压入岩石裂隙，向四周扩散，一部分水量，因裂隙容量所限，当不能进入裂隙而沿回水管路流出孔外时，返回水源箱。这种水呈循环往复式流动状态的压水，称为循环式压水试验。压水试验本无需采用循环法，因在灌浆工程中的钻孔进行压水试验时，由于一般多采用循环灌浆法灌浆，为了工作方便，就利用原循环灌浆的设备直接进行压水试验，从而形成了这种循环式压水法。

2.主要试验参数

高压压水试验的主要参数包括试验起始压力、设计最大控制压力、压力级差、每级压水历时（压水持续时间）。

3.选择原则

表3.1给出了国内部分工程的高压压水试验参数。

表3.1　国内部分工程高压压水试验参数

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压水试验参数的合理选择与试验目的和选用的压水试验方法有关。从表3.1可知，尽管高压压水试验的起始压力、压力级差各有不同，但对抽水蓄能电站而言，起始压力都在1.0MPa之上。理论上讲，围岩在水压1.0MPa以下的透水性可采用常规压水试验加以研究，因此，在高压压水试验可以不反映低水压情况下的相关特性。综合各个工程采用的实际起始压力，建议高压压水试验起始压力取1.0MPa。

目前绝大多数高压压水试验最大压水试验压力采用1.2倍的运行水压力值，也有部分工程采用1.3倍运行压力进行试验控制。鉴于此，建议压水设计最大控制压力按岩体在运行期间承担的最大动水头的1.2～1.3倍确定。

压力级差和压水持续时间的选择与所采用的试验方法有关。

（1）快速法。从表3.1可见，快速法压水的压力级差在不同工程中，取值差异较大。理论上讲，快速法压水最适合于了解岩体的劈裂特性，如果级差太大，当岩体在两个压力级差之间发生劈裂时，就容易导致劈裂压力试验取值的较大误差。考虑到快速法压水持续时间短，因此，压力级差不宜过大。

1）压力级差：压水压力不大于0.8倍最小初始地应力时，建议压力级差取0.5MPa；压水压力大于0.8倍最小初始地应力时，建议压力级差取0.2～0.3MPa；

2）每级压力持续时间：5～10min。

（2）中速法。

1）压力级差：压水压力不大于最小初始地应力时，压力级差1.0～1.5MPa；压水压力大于最小初始地应力时，压力级差0.5～1.0MPa；

2）压力持续时间：30～60min。

（3）慢速法。

1）压力级差：压水压力不大于最小初始地应力时，压力级差1.5～2.0MPa；压水压力大于最小初始地应力时，压力级差1.0MPa；

2）压力持续时间：120～240min。

高压压水试验方法和试验参数的确定，应结合工程实际情况，参考上述成果进行选择。