SH/T 3195-2017 地下水封石洞油库水文地质试验规程

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  • 测时,应按1次/min频率观测并记录。当流量无持续增大趋势,且5次(或5min)流量读数最大最小 之差小于最终值10%(或1L/min)时,本段试验即可结束,取最终值作为计算值。将试段压力调整至 新的稳定值,重复6.3.5试验过程,直到所有规定压力值试验结束,即完成本试段的试验。 5.3.6在降压阶段,如出现岩体中地下水向孔内回流现象(流量计出现反向流量)时,应记录回流情 况,待回流停止,流量观测达到本规程5.3.5规定后方可结束本阶段试验。 5.3.7试验过程中,对附近可能受影响的井、泉、钻孔、平等应同时进行观测。 5.3.8钻孔压水试验的记录表格宜按附录A的相关规定,分别记录下各压力段的起始长度、时间、压 力和流量值等

    况,待回流停止,流量观测达到本规程5.3.5规定后方可结束本阶段试验。 5.3.7试验过程中,对附近可能受影响的井、泉、钻孔、平碉等应同时进行观测。 5.3.8钻孔压水试验的记录表格宜按附录A的相关规定,分别记录下各压力段的起始长度、时间、压 力和流量值等。

    公共安全标准SH/T31952017

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    P第三阶段试段水压力,MPa

    5.4.3试段渗透系数计算宜按以下规定执

    干时、不宜或不需要开展钻孔抽水试验和压水试验等的地区,宜采用微水试验。 6.1.2微水试验一般在无栓塞等封隔设备的条件下,对钻孔全段进行试验。洞库工程中竖直钻孔、斜 孔以及地下水长期观测孔在钻进过程中和结束后,宜多次进行微水试验。 6.1.3微水试验的钻孔水头变化激发方式应根据试验地段的地质结构和水文地质条件确定。水头变化 激发方式可采取注水(抽水)式、气压式或振荡器式。 6.1.4试验水位振荡幅度宜控制在0.5m~2.0m,最小不得小于0.2m,最大不得大于0.1倍~0.2倍静 止水柱高度。测量精度应控制在最大水位变化量的1%以内。

    6.1.5使用振荡器或注水(抽水)等方式来激发振荡时,整个激发过程应 6.2试验设备 6.2.1试验设备可包括水头激发设备(重锤,或水泵,或空压机等)和水 宜实时集成以便快捷获取试验结果。 6.2.2振荡器式水头激发设备的直径必须小于井孔直径 6.2.3数据的采集和处理系统可采用多种符合技术要求的采集处理方式

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    礼的结构 层类型、试验方法等进行。 4.3微水试验渗透性参数分析计算: a)承压含水层微水试验的渗透性参数计算步骤应按本规程附录B(B.2)中的公式进行计算 b)潜水含水层微水试验的渗透性参数计算步骤应按本规程附录B(B.3)中的公式进行计算; 微水试验渗透性参数还可应用专业水文地质参数求解软件进行分析计算

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    7.1.1洞库勘察范围内渗透性较大的岩土体(区段)应采用抽水试验测定渗透性参数。 7.1.2洞库工程勘察中所有类型的勘探钻孔和施工钻孔,在断层破碎带、裂隙密集带和基岩上覆第四 系孔隙含水层等,应针对孔隙含水层及时进行抽水试验,对于基岩含水层,也可进行抽水试验。 7.1.3抽水试验采用水泵等抽水设备将钻孔内的水抽出,根据涌水量与降深的关系计算含水层水文地 重分新

    7.1.4抽水试验宜在钻孔施工过程中,根据地层岩性自上而下地在钻孔成孔洗井后及时实施 7.1.5多个含水层应进行分层抽水,应对试验含水层(段)采取止水隔离措施;如含水层厚度不大于 15m,宜采用完整孔抽水;如含水层厚度大于15m,可采用非完整孔抽水。 7.1.6抽水孔附近应具备较好的排水条件,即抽出的水能无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外。 7.1.7对于多孔抽水试验,应尽量利用其他勘探孔作为抽水试验的观测孔。观测孔数量宜不少于3个。

    满足水泵等设备下入的要求,分别选用地面离心式水泵,潜水电泵和空气压缩机。并应符合以下规定: a)地下水位埋深小于6.5m时,宜选用地面离心式水泵; b)地下水位埋藏较深但钻孔出水量不大时,宜选用潜水水泵; c)地下水位埋藏较深,且钻孔出水量较大时,宜选用空气压缩机。

    量小于0.001m/s,宜选用量杯或量桶,其充满水所需时间不宜少于15s:如出水量不小于 0.001m/s,宜选用三角堰或水表,堰水位读数应精确到0.10cm,水表读数应精确到0.001m。 b)宜在试验含水层中安装自动水位计,直接测量试验层水位,试验过程中自动水位计标高须一直 小于地下水位标高。也可采用电测水位计手动测量地下水位。 c)所有测量仪器应在试验前检验工作状态并校准。 .2.3水压(水温、电导率)、流量宜使用数字式自动记录仪,并将动态数定时集成传输至工作界面(计

    7.2.4过滤器的选择应符合以下规定

    a)在断层破碎带、裂隙密集带和基岩含水层中抽水时,抽水孔和观测孔过滤器均应使用骨架过滤 器。 b 在上覆第四系孔隙含水层中抽水时,观测孔过滤器应使用包网过滤器,抽水孔过滤器应根据含 水层类型选用。若含水层为砂砾层或中粗砂层,抽水孔过滤器应使用包网或缠丝过滤器;若含 水层为细砂层或粉细砂层,抽水孔过滤器应使用填砾过滤器。 抽水孔过滤器骨架的孔隙率不宜小于30%,观测孔的孔隙率不宜小于15%

    7. 3 现场试验工作

    7.3.1现场试验工作应包括钻孔试验条件检查(钻孔稳定性、并斜、洗井效率等)、仪器 流量观测记录等步骤。

    7.3.2过滤器的安装应符合以下规定

    如完整孔抽水,过滤器长度 置根据拟选用计算公式的适用条件确定; 各观测孔的过滤器,要安置在同一含水层和同一深度上,各观测孔过滤器的长度宜

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    岩体渗透系数,m/d; 流量, m/d:

    <0.1),选用直线法求渗透系数:

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    注水试验试验段应选择在同一王层中,不应跨越透水性相差悬殊的两种土层,不应跨越 试验段长度宜在3m~5m之间,弱透水土层宜取中高值,强透水土层宜取中低值

    8.2.1地衣双坏渗透试验的设备应包括:渗透双环(两个高约50cm,直径分别为0.25m和0.5m的铁 环)、供水箱(两个)、流量计、胶带、橡皮管、止水夹、铁锹、尺子及若干要填在试环底部的小砾石。 8.2.2注水试验供水设备包括水箱和水泵,水箱应保证足够清水供试验使用,容积不小于2m;水泵 类型应根据试验段渗透性大小选择。 8.2.3注水试验止水材料可采用栓塞、套管脚黏土等

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    8.2.4注水试验过滤器的选择和使用应符

    构造破碎带、裂隙破碎带,应选用骨架过滤器或花管:在卵(碎)石、圆(角)砾、粗砂、中 砂中,应选用包网过滤器或缠丝过滤器;在细砂、粉细砂、粉土、黏土中,应选用填砾过滤器。 b)注水孔过滤器骨架管的外径,应适合于4.5的相关规定。 .2.5测试设备可包括水表、量筒、瞬时流量计、秒表、米尺、水位计、温度计等,测试器具可包括 水位计、温度计、流量计等,并应按下列规定选择: a) 观测水位宜使用电测水位计,精确到1cm,也可采用自动记录仪; b) 注水量的测试器具应根据注水量大小选定,注水量小于0.5L/s时,宜采用容积计,注完满量筒 或提桶水所需的时间不宜小于30s,观测读数应精确到1s:注水量大于0.5L/s时,宜采用流量 计,观测读数应精确到0.0001m,也可采用自动记录仪。 c)测量气温可采用普通酒精温度计,测量水温宜采用缓变温度计,精确到1℃。

    a)观测水位宜使用电测水位计,精确到1cm,也可采用自动记录仪; b)注水量的测试器具应根据注水量大小选定,注水量小于0.5L/s时,宜采用容积计 或提桶水所需的时间不宜小于30s,观测读数应精确到1s:注水量大于0.5L/s时 计,观测读数应精确到0.0001m,也可采用自动记录仪。 c)测量气温可采用普通酒精温度计,测量水温宜采用缓变温度计,精确到1℃。

    8.3.1在进行地表双环渗透试验前,应先确定试验点。试点的确定应基于以下三个原则:

    代表性:试点处的包气带岩层能代表试区相当大范围内包气带岩层的情况 一致性:试点处包气带岩层的选择应与大目标一致。 选择试验场地,最好在潜水埋藏深度大于5m的地方。如果潜水埋深小于2m时,因渗透路径太短 测得的渗透系数不真实,不宜使用双环渗透试验。

    8.3.7定水头注水试验时工作管内水位应符合以下要求:

    a)当试验段位于地下水位以下时,工作管内水位宜高于地下水位1m~5m; 以便于读数; b) 当试验段位于地下水位以上时,工作管内水位宜高于试验段顶部1m~2.5m; 固定水头可根据试验段土体渗透性确定,土体渗透性较强时,水头可小,反之则可大; d)注水至试验水头后,应随时调整流量以保持稳定。

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    初始水头可根据试验段王体渗透性确定,土体渗透性较强时,水头可小,反之则可大; 试验结束时,工作管内水位应高于试验段顶部; d) 注水至初始注水水位后,停止注水。 8.3.9 定水头注水试验流量观测和记录应符合下列规定: a) 开始每5min量测1次,连续量测5次;以后每隔20min量测1次,且至少连续量测6次; b) 观测数据记录宜按本规程附录D(D.5)的相关规定进行记录; ) 连续2次注入流量之差不大于最后1次注入流量的10%,且无持续增减趋势时,结束试验, 取最后1次注入流量作为计算值。 8.3.10 降水头注水试验水位观测和记录应符合下列规定: a) 开始每1min量测1次,连续量测5次;以后每隔10min量测1次,观测3次;后期观测间隔 时间应根据水位下降速度确定,可按30min间隔进行; b) 观测数据记录宜按本规程附录D(D.4)的相关规定进行记录: c 试验过程中,应及时在半对数纸上绘制水头比与时间的[ln(H,/Ho)]关系曲线,如不呈线性关 系,说明试验有误,应重新进行注水并进行观测。 8.3.11定水头注水试验过程中,当试段漏水量大于供水能力时,应更换为供水能力更大的水泵或降低 注水水头,使注水试验正常进行;若采取以上两种方式,漏水量仍大于供水能力,应记录最大注入量, 然后结束试验。 8.3.12降水头注水试验过程中,当试验水头下降到初始试验水头的0.3倍,或连续观测点达到10个 以上且观测点均在直线上时,可结束试验。 8.3.13试验的记录表格宜按本规程附录D(D.5)的相关规定进行记录。

    注水水头,使注水试验正常进行;若采取以上两种方式,漏水量仍大于供水能力,应记录最大注入量 然后结束试验。 8.3.12降水头注水试验过程中,当试验水头下降到初始试验水头的0.3倍,或连续观测点达到10个 以上且观测点均在直线上时,可结束试验。 8.3.13试验的记录表格宜按本规程附录D(D.5)的相关规定进行记录

    渗透系数,m/min; 稳定渗流量,m/min 双环内径面积,m; 水力梯度,无量纲。

    注1:L值可在试验后用手摇钻取样,测定其含水量变化得知

    注2:如果当试验层为粗砂或粗砂卵石层,而试坑中水层厚度为10cm时,H(水向干土中渗透时,所产生的毛细 压力,以水柱高表示,m)与Z及L相比则很小,1近似等于1,渗透速度按公式v=Q/A计算,水力梯度按 公式I=(H,+Z+L)/L计算: 式中: V 渗透速度,m/min; 双环内径面积,m; Z一渗坑内水层厚度,m; L 在试验时间段内,水由试坑底向土层中渗透的深度,m。

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    图9.2.1水幕单孔设备安装设计简图

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    9.2.2压力表量程应大于最大试验压力,反应灵敏。流量计应满足最大流量记录需要。 9.2.3试验段内宜设置自动记录传感器,以自动记录回落阶段的压力和流量数据。 9.2.4供水阀用于向水幕钻孔供水,隔离阀和排水阀用于试验过程中对压力值进行微调,使其达到试 验压力。

    9.2.4供水阀用于向水幕钻孔供水,隔离阀和排水阀用于试验过程中对压力值进行微调,使其达到试 验压力。 9.2.5试验栓塞宜根据钻孔参数和试验压力进行设计,确保封堵效果。栓塞应能够拆卸再用。 926试验开始前应检查并确保试验区内各水幕孔上的水表、压力表、供水管和阀门正常工作。

    9.2.5试验栓塞宜根据钻孔参数和试验压力进行设计,确保封堵效果。栓塞应能够拆卸再用。 9.2.6试验开始前应检查并确保试验区内各水幕孔上的水表、压力表、供水管和阀门正常工作。

    客试验的试验步骤如下: a)天然压力恢复阶段应关闭供水阀,使水幕钻孔压力恢复至天然稳定状态。可将停止供水后24h 的稳定压力值作为天然压力。 b)注水阶段以一定的压力P向水幕孔内注水,其中P=Po+△P,Po为水幕孔天然压力(MPa),△P 为附加压力,该压力应根据实际的储藏条件确定,但不能超过水幕系统设计的供水压力。压水 时间一般为15min,可根据具体的水幕孔进行调整,以流量稳定作为压水阶段结束的标准。注 水过程中,以1min为间隔,记录流量值及压力值,并根据流量值计算对应流速。 c) 回落阶段应重新关闭进水阀门,记录水幕孔内压力变化值。该阶段持续时间宜2h以上,回落 初期应加密监测。时间记录间隔宜为:2min以内为0.25min,2min~5min为0.5min,5min~ 15min为1min,15min~90min为5min,90min~120min为10min。 9.3.2多孔有效性试验分为四个阶段:天然静水压力恢复阶段、第一次动水阶段、第二次动水阶段以 及增补水幕孔检验阶段。多孔水幕有效性试验的试验步骤如下: a)第一阶段(天然静水压力恢复阶段),关闭所有水幕孔的阀门,水幕岩体内裂隙水压力恢复到 天然状态(重新稳定),记录所有水幕孔的压力; b) 第二阶段(第一次动水阶段),间隔开启水幕孔的阀门,其余仍然为关闭状态。记录所有水幕 孔的压力,记录开启的水幕孔的流量。记录频率根据现场情况确定。记录时间应持续到压力稳 定为止; c 第三阶段(第二次动水阶段),打开第二阶段处于关闭状态的水幕孔,关闭第二阶段处于开启 状态的水幕孔。记录所有水幕孔的压力,记录开启的水幕孔的流量。记录频率根据实际现场情 况确定。持续到压力稳定并且达到稳定流态为止; d)上述三个阶段的水幕孔注水、非注水情况见图9.3.2。试验过程中,若水幕钻孔压力快速下降 至0,则应微调阀门,使其以0~0.1MPa间某一压力值进行供水。阀门开启的水幕孔为供水孔, 阀门关闭的水幕孔为观测孔;

    3.2多孔有效性试验水幕孔注水状态示意

    小水幕孔检验阶段,重复上述操作。 期间记录日常数据时应同时检查供水阀门、压力表及流量计工作情况。试验期间无特殊1 阀门供水状态。对确实需要临时开启或关闭的阀门,应做好记录。

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    试验现场记录表格宜按附表E.1的相关规定进行记录。 对于垂直水幕钻孔,渗透系数计算参照本规程压水试验章节进行计算。对水平水幕钻 Horner图形拟合方法计算。Horner法求取渗透系数值按公式(9.4.1)计算:

    0.183×Q×g×A

    9.4.2多孔有效性试验资料按以下要求进行整理

    水幕多孔联合试验现场数据记录宜按附表E.2的相关规定进行记录。 b) 在水幕系统有效性试验中,水幕孔压力的变化是反映水幕效率高低的最直接的方法。可采用水 幕孔压力曲线形态分析、各阶段及综合波动指数计算、各阶段异常孔综合分析三种方法进行数 据分析。

    4.3水幕孔压力曲线宜按以下要求进行形

    在大量的试验资料的基础上,通过收集多个地下水封石洞油库多孔有效性试验数据,从中筛选出非 补孔区域即高效率水幕区域的压力变化曲线(见图9.4.3),通过人为的修正后形成标准压力曲线。图中 奇数孔为第一阶段关闭、第二阶段关闭、第三阶段打开的水幕孔,偶数孔为第一阶段关闭、第二阶段打 开、第三阶段关闭的水幕孔。将水幕孔压力曲线图与水幕孔压力标准曲线图进行对比,图形明显偏离标 准状态即为低效率孔曲线。

    9.4.4各阶段及综合波动指数计算应符合

    图9.4.3水幕孔压力标准曲线图

    指数是对各水幕孔的压力曲线形态,量化描述的指标。找出各个水幕孔各阶段的最大值 值、稳定值,通过波动指数反应水幕孔内压力汇集、消散情况: 阶段打开的孔各阶段的波动指数分别为:

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    10.2.1试验设备可包括洞库整体的给排水系统,图9.2.1所示的封堵及供水设备,用于日常抄求数据 的防水衣或小型皮艇,压力传感器等。 10.2.2试验前应对水幕巷道进行系统清理,包括清除水幕巷道内的淤泥、砂石以及各类废弃器械等 10.2.3在水幕系统及主洞室中均应配置压力传感器。传感器用于正常运营时洞库的数据实时监测。 10.2.4试验前一周检查供水管线、供水压力、监测设备、挡水墙等临时设施的正常工作。如存在问题 及时调换。 10.2.5供水期间所有水质应符合注水标准,并通过消毒药水进行处理。

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    水幕补水量,水幕卷道在主洞室无储存压力状态下每日补水量,

    供 水幕系统供水量,水平水幕孔和垂直水幕孔供水量,L; Q上开 巷道水位上升量,将巷道的水位上升高度换算为水量,L; Q排 巷道排水量,挡水墙0.8m高度处排水管排水量,L。

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    A.1典型单栓塞安装示意图

    附录A (资料性附录) 压水试验设备安装示意图及试验记录表格

    图A1典型单栓塞安装示意图

    A.2典型双栓塞安装示意图

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    水试验时,宜按图A.2所示对试验设备进行

    8—上栓塞;9—抗压管;10—下栓塞:11一底部保护器;12—压力、温度探头及保护器;13—进水花管: 14孔壁;15一出水接头;16一数据采集显示器 图A.2典型双栓塞安装示意图

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    A.3钻孔压水试验记录表格

    式验数据宜按表A.3相关规定进行记录。

    表A.3钻孔压水试验记录表格

    A.5钻孔压水试验成果整理表

    压水试验数据宜按表A.5进行整理。

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    表A.5钻孔压水试验成果整理表

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    B.1微水试验数据记录表

    附录B (资料性附录) 微水试验数据记录及渗透性计算表

    B.1.1不同的试验激发方式生产标准,对应的试验参数也各不相同。 三大类:气压式微水试验数据记录表、注水(抽水)式微水试验数据记录表和振荡器式微水试验数据记 录表。 B1.2气压式微水试验数据记录表格式如表B.1.2所示。

    表B.1.2气压式微水试验数据记录表

    B.1.3注水(抽水)式微水试验数据记录表格式如表B.1.3所示 表 B.1.3注水(抽水)式微水试验数据记录表

    振荡器式微水试验数据记录表格式如表B.1.4

    表 B.1.4振荡器式微水试验数据记录表

    输电线路标准规范范本B.2承压水含水层微水试验的渗透性参类

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    图B.2.1无量纲w~t关系曲线图 羊对数纸上绘制同比例的w~lgt实测曲线

    ....
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