鐵路工程提、抽、壓、注水文地質(zhì)試驗(yàn)教程

1、 提水試驗(yàn) 提水試驗(yàn)是簡易水文地質(zhì)試驗(yàn)方法之一，由于提水試驗(yàn)不易控制穩(wěn)定降深和流量，其成果資料精度較差。一、提水試驗(yàn)的目的確定鉆孔、民井、試坑涌水量和含水層滲透性的概略值，為設(shè)計(jì)抽水設(shè)備提供依據(jù)。在透水性弱、涌水量小的含水層進(jìn)行提水試驗(yàn)，可提供一般的排水設(shè)計(jì)資料。二、提水試驗(yàn)對鉆孔的要求鉆孔孔徑不得小于73mm，如果地下水量較大時(shí)應(yīng)考慮加大孔徑，以便使用直徑較大的提水筒。在含水量松散易坍地段應(yīng)下濾管。盡量不在含水層中使用泥漿鉆進(jìn)或投放泥球等堵水物質(zhì)。提水之前應(yīng)進(jìn)行洗孔，沖洗鉆孔內(nèi)的沉積物及泥漿。當(dāng)穿過整個(gè)含水層，需分別取得各層資料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分層止水，再進(jìn)行提水試驗(yàn)。三、提水試驗(yàn)的設(shè)備提水筒：筒

2、的直徑根據(jù)孔徑而定，比孔徑小12級(jí)即可。筒長按涌水量大小而定，一般長23m。筒的底部有活門（圖2-3-1）。提繩：一般可使用綱絲繩，試坑、民井可用麻繩。升降設(shè)備：可用鉆機(jī)的升降機(jī)，在試坑或民井中提水可用人力。測鐘：測量水位用。量水容器：有刻度的專用容器或提筒、普通鐵桶都可作量水容器。能稱量或計(jì)算測定水量即可。四、提水試驗(yàn)的技術(shù)要求提水試驗(yàn)前必須按要求洗井。提水試驗(yàn)前必須測定靜止水位、水溫、孔深。必須根據(jù)孔內(nèi)水柱高度，設(shè)計(jì)提水時(shí)穩(wěn)定降深的次數(shù)和深度。做提水試驗(yàn)時(shí)，力求單位時(shí)間內(nèi)提水次數(shù)均勻，提出水量大致相等，以使水位、水量相對穩(wěn)定。提水時(shí)穩(wěn)定降深的控制原則在要求較高的提水試驗(yàn)中應(yīng)進(jìn)行23次降深：

3、一般可作12次降深。水位降深一般應(yīng)大于0.5m。控制降深可在提繩上作標(biāo)志，以使提水筒下到一定深度。提升提水筒的次數(shù)應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)涌水量的大小而定；水大多提，水小少提；原則是提水后孔內(nèi)水位應(yīng)保持在動(dòng)水位深度附近。動(dòng)水位濁量的允許誤差值為0.1m，水量允許誤差為10%。提水的觀測時(shí)間，一般開始時(shí)每隔5、10、15min觀測13次；以后每隔30min觀測一次。同時(shí)測量提出的水量。水位穩(wěn)定的延續(xù)時(shí)間一般為46h。如果水位、水量不穩(wěn)定，提水時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長。提水試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)立即觀測恢復(fù)水位，并做好記錄。其觀測時(shí)間間隔與提水試驗(yàn)相同直到接近靜止水位。五、提水試驗(yàn)的資料整理試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)整理提水試驗(yàn)記錄表，試

4、驗(yàn)孔巖心鑒定表，涌水量計(jì)算單等。進(jìn)行涌水量計(jì)算時(shí)應(yīng)在計(jì)算單上給出試驗(yàn)試驗(yàn)孔結(jié)構(gòu)，過濾器位置及試段順序示意圖。涌水量按下列各式計(jì)算： (2-3-1) (2-3-2)式中 動(dòng)力位穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間內(nèi)的流量總和（L）； 動(dòng)力位穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間（s）； 涌水量（L/s）； 單位涌水量（L/sm）； 降深（m）。若試驗(yàn)經(jīng)過三次水位降深的提水，求得各降深的單位涌水量為、，則可用算術(shù)平均法求出該試驗(yàn)孔的單位涌水量，即： （L/sm） (2-3-3)提水試驗(yàn)的滲透系數(shù)計(jì)算見本篇第四章。 抽 水 試 驗(yàn)一、抽水試驗(yàn)的目的及共類型抽水試驗(yàn)的目的確定抽水鉆孔（井）的特性曲線和實(shí)際涌水量，評價(jià)含水層的富水性，推斷和計(jì)算鉆孔（井

5、）最大涌水量和單位涌水量。確定含水層的涌透系數(shù)，用以預(yù)測坑道的可能涌水量，為坑道疏干排水方案提供依據(jù)。確定影響半徑和降落漏斗的形態(tài)及擴(kuò)展情況。了解地下水與地表水及不同含水層間的水力聯(lián)系。抽水試驗(yàn)的類型根據(jù)抽水孔與觀測孔數(shù)量分類單孔抽水試驗(yàn)，即只有抽水孔（主孔），而無觀測孔的抽水試驗(yàn)，主要是確定含水層的富水性，滲透性及出水量與水位下降的關(guān)系。此法簡單，成本低，但所獲成果精度差。多孔抽水試驗(yàn)，即有一個(gè)抽水孔（主孔）抽水和一到數(shù)個(gè)觀測孔觀測水位。主要是確定含水層在不同方向上的滲透性、漏斗影響范圍和形態(tài)、補(bǔ)給帶寬度、各含水層間或與地表水之間的水力聯(lián)系?？奢^準(zhǔn)確地確定水文地質(zhì)參數(shù)，但成本較高。在同一鉆孔

6、中根據(jù)含水層的多少分類分層抽水試驗(yàn)，即分別確定各含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。當(dāng)布有不同深度的觀測孔時(shí)，尚可了解各含水層間的水力聯(lián)系。該試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格分層止水?；旌铣樗囼?yàn)，即概略的確定某一含水層組的水文地質(zhì)參數(shù)。根據(jù)鉆孔揭露含水層的情況分類完整井抽水。鉆孔深度達(dá)到含水層的底部，且含水層的整個(gè)厚度都是透水的，即過濾器的長度等于含水層的厚度（當(dāng)過濾器長度大于3/4含水量厚度時(shí)，也可視為完整井）。除大厚度含水層地區(qū)外，一般均應(yīng)進(jìn)行完整井抽水，以確定含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。非完整井抽水。鉆孔深度未達(dá)到含水層的底部，即過濾器長度小于含水層厚度。當(dāng)為大厚度含水層或從經(jīng)濟(jì)條件考慮時(shí)，方采用非完整井抽水。二、抽水試驗(yàn)的方

7、法與要求抽水試驗(yàn)孔及觀測孔的布置抽水試驗(yàn)孔的布置抽水孔應(yīng)布置在對工程地質(zhì)穩(wěn)定性和建筑物有較大影響、可能充水的構(gòu)造破碎帶及地下水富集的松散含水層地段。觀測孔的布置觀測孔應(yīng)根據(jù)含水層的性質(zhì)、均勻性，結(jié)合工程要求布置，一般可布置13個(gè)；必要時(shí)也可布置12排。當(dāng)布置1排觀測孔時(shí)，應(yīng)垂直地下水流向或平行地下水流向；當(dāng)布置2排觀測孔時(shí)，一排應(yīng)垂直地下水流向，另一排應(yīng)平行地下水流向。每排上觀測孔的數(shù)量應(yīng)不少于2個(gè)。 抽水孔與觀測孔之間的距離 表2-3-1含水巖層滲透系數(shù)K(m/d)地下水性質(zhì)觀測孔至抽水孔距離（m）影響半徑近似值（m）123堅(jiān)硬多裂隙的巖層60承壓水152030406080500潛水1015

8、20304060堅(jiān)硬稍有裂隙的巖層6020承壓水6810152030150250潛水578121520沒有細(xì)顆粒的純礫卵石層，均質(zhì)的粗、中砂60承壓水81015203040200300潛水4610152025含有大量細(xì)顆粒的礫石土和卵石土6020承壓水578121520100200潛水35681015非均質(zhì)的雜粒砂和細(xì)砂205承壓水3568101580150潛水2346812抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求1.試驗(yàn)抽水試驗(yàn)抽水是為了清洗鉆孔；檢查抽水機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；了解最大降深的涌水量，作為正式抽水確定降深的依據(jù)；試驗(yàn)抽水僅作一次最大水位降深，其延續(xù)時(shí)間一般為48h，試抽后要正確測定靜止水位及孔深。2.正

9、式抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求（1）水位降深正式抽水試驗(yàn)一般進(jìn)行三次降深，其最大降深值可接近井的設(shè)計(jì)動(dòng)水位，其余兩次降深值宜分別為最大降深值的1/3和2/3，各次降深的差值應(yīng)不少于1m。當(dāng)鉆孔出水量很?。╭0.1 L/sm ），試驗(yàn)時(shí)的出水量已達(dá)到鉆孔極限出水能力時(shí)，水位下降次數(shù)可適當(dāng)減少。各次水位降深的水泵吸水管口的安裝深度應(yīng)相同。（2）每次水位降深穩(wěn)定時(shí)間卵石、圓礫和粗砂含水層為8h。中砂、細(xì)砂和粉砂含水層為16h。基巖含水層（帶）為24h。當(dāng)含水層或鄰近含水層水質(zhì)復(fù)雜，以及地下水補(bǔ)給來源不明確或有其它問題需要進(jìn)行長期抽水試驗(yàn)時(shí)，其延緩時(shí)間可適當(dāng)延長。非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的延續(xù)時(shí)間，應(yīng)按水位下降與時(shí)間S

10、(或h2)-lgt關(guān)系曲線確定（S為水位降深，h2=H2-h2，其中H為潛水含水層的自然厚度，h為抽水后潛水含水層的厚度）。若S（或h2)-lgt關(guān)系曲線有拐點(diǎn)，則延續(xù)時(shí)間宜至拐點(diǎn)后的線段趨于水平為止；如無拐點(diǎn)，則延續(xù)時(shí)間宜根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定，但不得少于一個(gè)對數(shù)周期。在承壓含水層中抽水時(shí)，一般采用S-lgt關(guān)系曲線。在潛水含水層中抽水時(shí)，采用h2-lgt關(guān)系曲線。拐點(diǎn)是指曲線上斜率的偏導(dǎo)數(shù)等于零的點(diǎn)。當(dāng)有觀測孔時(shí)，應(yīng)以最遠(yuǎn)觀測孔的S（或h2)-lgt關(guān)系曲線判定。抽水試驗(yàn)的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)在抽水穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間內(nèi)，出水量和動(dòng)水位與時(shí)間關(guān)系曲線只在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，且沒有持續(xù)上升或下降的趨勢。在穩(wěn)定時(shí)間段內(nèi)，

11、用水泵抽水時(shí)，動(dòng)水位允許波動(dòng)范圍為35cm，用空壓機(jī)抽水時(shí)，動(dòng)水位允許波動(dòng)范圍510cm，出水量波動(dòng)范圍均不宜超過5%。當(dāng)有觀測孔時(shí)，應(yīng)以最遠(yuǎn)觀測孔的水位達(dá)到穩(wěn)定為標(biāo)準(zhǔn)。在判斷動(dòng)水位有無上升或下降趨勢時(shí)，應(yīng)考慮自然水位的影響因素。水位降深與出水量觀測抽水試驗(yàn)時(shí)，對動(dòng)水位和出水量的觀測，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。按穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)時(shí)動(dòng)水位和出水量觀測的時(shí)間，宜在抽水開始后的第5、10、15、20、25、30min各觀測一次，以后每隔30min觀測一次。按非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)時(shí)，出水量應(yīng)保持常量，對出水量、主孔和觀測孔的水位觀測宜在抽水開始后第1、2、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、

12、100、120min各觀測一次、以后每隔30min觀測一次。多孔抽水時(shí)，觀測孔的水位測量與抽水孔一致。如果有兩個(gè)以上的觀測孔，應(yīng)先觀測近的，后觀測遠(yuǎn)的，從抽水孔起，由近而遠(yuǎn)，依次觀測。水溫、氣溫觀測每次水位降深開始時(shí)，水溫、氣溫應(yīng)同時(shí)觀測一次，若水溫變化幅度不大時(shí)，以后則每隔24h觀測一次。恢復(fù)水位觀測每次抽水試驗(yàn)結(jié)束后，對抽水孔和觀測孔應(yīng)在停泵后的第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min各觀測一次恢復(fù)水位，以后每隔30min觀測一次，直至接近或達(dá)到靜止水位。抽水試驗(yàn)時(shí)對排水要求為防止抽出的水滲入到抽水巖層，應(yīng)根據(jù)地形坡度，含水層的埋深，地下水流向和地表滲透性能等因素確定排

13、水方向和排水距離，并使排水通暢。水樣采取應(yīng)分別在每次降深結(jié)束前各采取水樣一個(gè)。水樣采取數(shù)量根據(jù)工程的要求確定。三、 抽水試驗(yàn)的設(shè)備抽水機(jī)具根據(jù)地下水的埋深，單孔最大涌水量以及井管直徑來選擇泵型：往復(fù)式水泵（鉆機(jī)上附屬水泵）：吸水深度一般4.56.5m，出水量13L/s，較適于小口徑鉆孔抽水，調(diào)整降深及測量水位方便。拉桿式水泵：吸水深度60m，出水量2.55.2L/s，可用于水位較深、水量較小的抽水試驗(yàn)孔。離心泵：吸水深度67m，出水量大，可根據(jù)單孔最大涌水量及鉆孔直徑選用適當(dāng)?shù)男吞?hào)，運(yùn)用簡便，經(jīng)濟(jì)。深井泵：可在水位埋深70150m的鉆孔中做大降深抽水試驗(yàn)，但要求鉆孔直徑要大，并對水中含砂量限制

14、嚴(yán)格，根據(jù)單孔最大涌水量、鉆孔直徑、水位降深來選擇適當(dāng)?shù)纳罹眯吞?hào)。空氣壓縮機(jī)：一般用在水位埋深5070m的鉆孔中進(jìn)行抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)孔管徑不宜小于127mm，所需配套設(shè)備較多，試驗(yàn)成本較高。過濾器過濾器是抽水時(shí)保護(hù)孔壁、防止孔壁坍塌的主要設(shè)備。過濾器選擇得是否合理，直接影響抽水試驗(yàn)的質(zhì)量。過濾器的類型，應(yīng)根據(jù)含水層的巖性來選擇?；鶐r具有裂隙、溶洞（其中有充填物），可采用骨架過濾器、纏絲過濾器或填粒過濾器。卵（碎）石、圓（角）礫，可采用纏絲過濾器或填料過濾器。粗砂、中砂，可采用包網(wǎng)過濾器、纏絲過濾器或填粒過濾器。細(xì)砂、粉砂，可采用包網(wǎng)過濾器或填粒過濾器。裝置過濾器的位置和長度的一般要求，見表2-

15、3-2。 裝置過濾器的位置和長度的一般要求 表2-3-2試驗(yàn)孔類型及含水層特征裝置過濾器的位置和長度的一般要求附注完整孔抽水過濾器穿孔部分長度一般不應(yīng)小于含水層厚度的80%90%1.河床底下的單孔抽水過濾器頂端至河底的距離： 過濾器有效工作長度；鉆孔半徑。2.過濾器的下端，宜有封底沉淀管，其長度24m不完整孔抽水按淹沒式過濾器裝置其長度不應(yīng)少于23m按非淹沒式過濾器裝置其長度最好為含水層厚度的1/3.進(jìn)行最大降深時(shí)，過濾器實(shí)際進(jìn)水部分長度不應(yīng)小于12m完整孔多孔抽水抽水孔附近的觀測孔下過濾器的深度和長度可比抽水孔略淺一些、短一些，距離抽水孔愈遠(yuǎn)則其深度應(yīng)更小非完整孔多孔抽水觀測孔下過濾器的深度

16、和長度應(yīng)視含水層透水性能及影響半徑而定，一般距抽水孔愈遠(yuǎn)則愈小非均質(zhì)含水層中抽水過濾器最好安裝在透水性較強(qiáng)的地段在含水層厚度較大的鉆孔中抽水過濾器穿孔部分不應(yīng)小于5m，當(dāng)含水層厚度小于10m，應(yīng)盡力裝置成完整井河床底下的單孔抽水1.含水層厚度在1215m以上者，過濾器位于含水層中部，過濾器頂部至河底的距離，應(yīng)以不受其影響為準(zhǔn)；2.若含水層厚度不大，過濾器應(yīng)靠近隔水屋底部，并且過濾器的長度不應(yīng)超過含水層厚度的1/3非填粒的包網(wǎng)過濾器的網(wǎng)眼尺寸和非填粒的纏絲過濾器的纏絲間隙尺寸，宜符合下列要求：均勻的中砂和粗砂類含水層，包網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸，宜采用d50的1.52倍，纏絲的間隙尺寸，宜采用d50的11.

17、5倍。非均勻的砂類含水層，網(wǎng)眼的尺寸和纏絲間隙的尺寸，中砂宜采用d40 d50，粗砂宜采用d30 d40。填粒過濾器的濾料規(guī)格可按下列規(guī)定確定：（1）當(dāng)砂土類含水層的不均勻系數(shù)1= d60/d1010時(shí)，填粒過濾器的填粒規(guī)格宜采用式2-3-4計(jì)算： D50=（68）d50 (2-3-4)式中 D50填粒篩分級(jí)配曲線上顆粒含量為50%粒徑； d50含水層土篩分級(jí)配曲線上顆粒含量為50%的粒徑。（2）當(dāng)碎石土類含水層的d202mm時(shí)，填粒過濾器的填粒規(guī)格，宜采用式2-3-5計(jì)算： D50=（68）d20 (2-3-5)式中 d20含水層土篩分級(jí)配曲線上顆粒含量為20%的粒徑。（3）當(dāng)碎石土類含水層

18、的d202mm時(shí)，充填粒徑1020mm的濾料；（4）填粒過濾器填粒的不均勻系數(shù)2= D60/D10值應(yīng)小于等于2；（5）填粒過濾器的填粒厚度，粗、礫砂等含水層宜為75mm；中、細(xì)、粉砂含水層宜為100mm。（三）試驗(yàn)測量設(shè)備（見表2-3-3） 試 驗(yàn) 測 量 設(shè) 備 表2-3-3名稱種類適用條件優(yōu)缺點(diǎn)注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)水位計(jì)測鐘任何深度水位使用攜帶方便，操作簡單長期使用繩會(huì)收縮，測量誤差大，深水位不易聽到響聲估計(jì)近水面時(shí)勤放，所得出數(shù)據(jù)較準(zhǔn)電測水位計(jì)任何深度水位誤差較小，測量水位方便，大小鉆孔均適用燈光水位計(jì)抽水固定觀測靈敏度高在小孔徑斜孔中不好使用絕緣不良時(shí)，資料有較大的誤差浮標(biāo)水位計(jì)水位深度

19、不大使用方便，對于水位跳動(dòng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)水位降深大時(shí)，需將標(biāo)尺升降，使用不便流量計(jì)容積法（量桶）流量不大準(zhǔn)確度高當(dāng)容積太大時(shí)，增加安裝和運(yùn)輸?shù)睦щy使用容積法測流量時(shí)，一次充水時(shí)間不應(yīng)小于20S，以減少測定誤差流量表流量大小均適用使用方便，減少計(jì)算時(shí)間精確度差堰箱（三角堰、梯形堰）流量大小均適用制作使用均方便水面波動(dòng)大時(shí)，所求流量準(zhǔn)確性較差用堰測前須校正，測水頭（h）須在堰口上游測，流量較小時(shí)用三角堰和梯形堰較宜溫度計(jì)泉水溫度計(jì)淺孔中水溫測量使用方便當(dāng)鉆孔很深時(shí)，測量不準(zhǔn)確泉水溫度計(jì)，測噴水溫時(shí)，水溫計(jì)小球應(yīng)放在水流中讀數(shù)，無框水溫計(jì)要在水中停留35min.如用在淺孔中測水溫，則泉水溫度計(jì)需放在孔中

20、30min，若含水層很厚應(yīng)分3段測量，即水位下23m處及含水層的中間和底部，但不要將溫度計(jì)放到鉆孔底，要稍微高現(xiàn)一些緩變溫度計(jì)淺孔或較深孔中水溫測量溫度升降緩慢，故在較深孔中測量水溫，它可保持溫度510min，或更多野外制作困難深孔溫度計(jì)深孔中水溫測量在水壓很大的孔中能準(zhǔn)確測量水溫，不受孔深影響使用時(shí)，注意升降套筒平穩(wěn)，不得使其發(fā)生震動(dòng)和搖蕩，否則就可能影響測量的準(zhǔn)確性，因?yàn)檎饎?dòng)和急放可使溫度計(jì)中的水銀掉落。放入鉆孔中的停留時(shí)間應(yīng)不少于40min四、空氣壓縮機(jī)抽水(一)空氣壓縮機(jī)抽水的原理當(dāng)壓縮空氣從風(fēng)管經(jīng)混合器噴進(jìn)出水管時(shí)，在出水管內(nèi)空氣與水混合，其混合液比重較輕，便順出水管迅速上升并噴出管

21、口，向井外排出，同時(shí)井中地下水位形成相應(yīng)的降深?？諌簷C(jī)抽水裝置如圖2-3-2所示。（二）空壓機(jī)抽水的有關(guān)計(jì)算浸沒比： （2-3-6）沉沒系系數(shù)： (2-3-7)每上升1m3水所需的空氣容積： (2-3-8)每小時(shí)抽水Q（m3）時(shí)所需的空氣容積： (2-3-9)抽水開始時(shí)的啟動(dòng)壓力： (2-3-10)抽水時(shí)的工作壓力： (2-3-11) 出水管直徑： (2-3-12)式中 浸沒比（%），一般值不應(yīng)小于50%60%，也可由圖2-3-3查出； 風(fēng)管浸沒深度，從動(dòng)水位算起（m）； 液體上升高度，從動(dòng)水位算起（m）；沉沒系數(shù)，一般不應(yīng)小于0.60.8，作長期抽水時(shí)宜用1.01.2；每上升1m3水所需空氣

22、容積（m3）；也可查圖2-3-4求得； 系數(shù)，=2.17+0.0164； 每小時(shí)抽水Q（m3）時(shí)所需的空氣容積（m3/min ）；抽水開始時(shí)的啟動(dòng)壓力（kPa）； 抽水時(shí)的工作壓力（kPa）； 靜水位至出水管口高度（m）； 出水管直徑（m）； 空氣運(yùn)送途中的壓力損失值，一般不超過5，通常為23； 出水量（m3/s）；空壓機(jī)送出的空氣容量 (m3/s)； 出水管中水氣混合體上升速度（(m3/s），經(jīng)驗(yàn)值=89。（三）揚(yáng)程與沉沒深度關(guān)系見表2-3-4。 揚(yáng)程與沉沒深度關(guān)系 表2-3-4揚(yáng)程h(m)100沉沒深度H（m）3h1.5h(0.61)h(0.350.6)h五、抽水試驗(yàn)資料的整理(一)現(xiàn)場整

23、理1.繪制Q、S-t過程曲線如圖2-3-5所示。2.繪制S-lgt過程曲線圖，如圖2-3-6所示。圖中：AB段為積分指數(shù)函數(shù)曲線段。當(dāng)管壁阻力較大時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)上部之虛曲線，不宜作計(jì)算段；BC段：無越流及管壁阻力的影響，一般宜作的計(jì)算段；CD段：為越流偏離段；DE段：可作為求越流系數(shù)的線段。3.繪制關(guān)系曲線圖，如圖2-3-7所示。圖中曲線：承壓水；潛水或承壓水受管壁（包括過濾器）阻力和三維流、紊流的影響；水源不足，或過水?dāng)嗝嬖诔樗^程中遭到阻塞；當(dāng)吸水籠頭放置在過濾器進(jìn)水部位時(shí)，表明抽水受三維流、紊流影響，屬于正?，F(xiàn)象；當(dāng)吸水籠頭放置在進(jìn)水部位以上時(shí)，表明抽水試驗(yàn)有錯(cuò)誤，應(yīng)重作試驗(yàn)；表明某一降深值

24、以下增大，而不變，多屬降深過大所造成。4.用二次降深代替三次降深時(shí)，繪制曲線，如圖2-3-8所示。用二次降深代替三次降深時(shí)，繪制曲線，確定的方法是，先求曲線的曲度值，如分式2-3-13： （2-3-13）當(dāng)=1時(shí)，為直線型。用圖解法確定；當(dāng)=12時(shí)，為指數(shù)型。采用公式，利用已知的、與，求得系數(shù)后，再將代入式中求??；當(dāng)=2時(shí)，為指對數(shù)型。采用公式，確定；當(dāng)1，出現(xiàn)、型曲線時(shí)，需將各次降深值修正呈直線型，再用圖解法確定。5.繪制關(guān)系曲線圖，如圖2-3-9所示。6.繪制水位恢復(fù)曲線圖，如圖2-3-10所示。（二）室內(nèi)整理抽水試驗(yàn)全部結(jié)束后，通過現(xiàn)場資料的綜合分析，除了整編出上述幾種圖表外，還要編制出

25、下列圖表：1.鉆孔地質(zhì)剖面及鉆孔結(jié)構(gòu)圖。2.抽水試驗(yàn)綜合成果表，包括各次降深的抽水起迄時(shí)間，抽水前鉆孔深度，靜止水位、各次降深值、抽水持續(xù)時(shí)間及穩(wěn)定時(shí)間、涌水量及單位涌水量、水位恢復(fù)時(shí)間、水溫、滲透系數(shù)及其計(jì)算公式以及抽水設(shè)備（水泵、動(dòng)力、過濾器類型、口徑、長度、流量計(jì)、水位計(jì)）等。3.水質(zhì)分析成果表。4.巖土顆粒分析成果表及曲線圖。5.水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算。 第三節(jié) 壓 水 試 驗(yàn)壓水試驗(yàn)是用泵或利用自然地形條件等方法，將水壓入鉆孔中的野外水文地質(zhì)試驗(yàn)。通過壓水試驗(yàn)可以了解地下不同深度巖層的裂隙性和滲透性。巖層的滲透性是用單位吸水量來表示的。所謂單位吸水量是指在1m高水柱的壓力下，1m試驗(yàn)段長的

26、孔段內(nèi)，每分鐘滲入巖層中水的體積。壓水試驗(yàn)適用于地下水位較深，抽水試驗(yàn)有困難或無地下水的地層中，它和抽水試驗(yàn)的原理相同只有兩者的作用力方向相反。一、壓水試驗(yàn)的方法（一）按試驗(yàn)段的劃分方式分類，見表2-3-5 按試驗(yàn)段劃分分類 表2-3-5壓水試驗(yàn)方法試驗(yàn)段隔離方法附注分段壓水試驗(yàn)自上而下每鉆進(jìn)一段，便用栓塞隔離逐段進(jìn)行試驗(yàn)，見圖2-3-11（）通常應(yīng)采用自上而下的分段壓水試驗(yàn)，此法取得的滲透性參數(shù)質(zhì)量好，精度高，缺點(diǎn)是施工歷時(shí)長。最好不采用自下而上的分段壓水方法自下而上在鉆孔鉆進(jìn)完成后，用粘土或水泥阻塞孔底，逐段回填，用單栓塞分段隔離試驗(yàn)，見圖2-3-11（b）綜合壓水試驗(yàn)自上而下在鉆孔上部安

27、置固定栓塞，隨鉆孔逐次延長綜合試段長度，見2-3-11（c）綜合壓水試驗(yàn)主要是指自下而上分段式的綜合壓水試驗(yàn)，其所得參數(shù)準(zhǔn)確性差，一般不推薦使用這種方法自下而上鉆孔鉆完后，自下而上逐段移動(dòng)栓塞，增加試段長度，見圖2-3-1（d）（二）按加壓的動(dòng)力源分類，見表2-3-6 壓水試驗(yàn)按加壓動(dòng)力源分 表2-3-6壓水方法原理適用條件優(yōu)缺點(diǎn)附注水柱壓水壓利用在孔口向管內(nèi)加水的方式，造成所需要的壓力水頭S（見圖2-3-12）巖層漏水量不大，地下水位較深可采用此法設(shè)備簡單，操作簡便，試驗(yàn)成果質(zhì)量好此法已不常用自流式壓水法在鉆孔附近有較高地形處設(shè)置水源箱，形成壓力水頭，使水依其自重作用壓入鉆孔，其壓力值可由孔

28、口處所安設(shè)的壓力表表示，或用輸水管路中的水柱高來表示，而流量則由量水箱內(nèi)的水位變化量來表示（見圖2-3-13）孔旁須有較高地形優(yōu)點(diǎn)基本與水柱壓水法同，缺點(diǎn)是常受地形條件限制此法已不常用機(jī)械壓水法利用水泵將水直接壓入孔內(nèi)造成水壓，采用流量箱、流量表測流量（見圖2-3-14）在地下水位淺，要求的壓力大，且孔段漏水大的情況下，常采用此法壓水適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛，幾乎不受任何條件限限制是目前常采用的方法二、壓水試驗(yàn)的設(shè)備（一）膠塞1.壓水膠塞有圓柱形、鼓形、球形3種，以圓柱形最常用，膠塞直徑較鉆孔直徑小23mm，在裝置膠塞間應(yīng)放鐵墊板，其厚度為2mm，直徑較膠塞小2030mm，見圖2-3-15。 2

29、膠塞的安裝如圖2-3-16所示。（二）工作管及承壓管1.工作管內(nèi)徑不得小于50mm，只有當(dāng)吸水量Q50L/min，才允許使用50mm的鉆桿代替；2.承壓管可用直徑51mm（2英寸）以上鐵管，也可用孔壁管；3.工作管和承壓管內(nèi)壁不能過于粗糙，以減少壓力損耗。(三)壓力表1.精度不低于2.5級(jí)；2.當(dāng)處于工作狀態(tài)時(shí)，輕擊壓力表，其指針變化不超過極限壓力值的2%，加壓停止后，指針應(yīng)回到0點(diǎn)；3.使用的壓力值一般應(yīng)在壓力表極限壓力值的1/33/4范圍內(nèi)。（四）流量計(jì)1.流量箱（1）當(dāng)流量小于5L/min，禁止使用流量表，必須使用流量箱；（2）流量箱內(nèi)要設(shè)有防止水面波動(dòng)且有刻度清晰，不易變形的水尺，水尺

30、的刻度應(yīng)直接表示水的體積讀數(shù)見圖2-3-17；（3）流量箱須根據(jù)流量的可能變化來選用，一般直徑30cm、高60cm的量桶適用于0.071.0L/min的流量；直徑50cm、高70cm的量桶適用于0.023.6L/min的流量。2.流量表（1）常用流量表規(guī)格見表2-3-7。 常 用流量表規(guī)格 表2-3-7 公稱通徑（mm）流量（L/min）1520253240最 小 流 量0.751.251.523.7最 大 流 量25425583167（2）流量表分葉輪和渦輪兩種，葉輪式流量表僅適用于清水，需有濾網(wǎng)設(shè)備。（3）流量表在使用前，應(yīng)進(jìn)行較準(zhǔn)工作，校準(zhǔn)用流量箱進(jìn)行、記錄流量表和流量箱的數(shù)值，點(diǎn)繪實(shí)際

31、耗水量和流量表讀數(shù)的座標(biāo)線，若曲線不在45的分角線上，則流量表有誤差，須進(jìn)行校正。（五）水位計(jì)有測鐘，電測水位計(jì)。（六）供水設(shè)備當(dāng)條件許可時(shí)，宜采用自流式法進(jìn)行壓水試驗(yàn)。當(dāng)采用水泵壓水時(shí)，一般采用雙缸往復(fù)式水泵和電動(dòng)離心泵，經(jīng)保持壓力值穩(wěn)定，出水均勻。安裝水泵時(shí)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：1.為避免因水源水質(zhì)不潔而吸入雜物，以致堵塞管路或造成供水故障，吸水龍頭應(yīng)包12層孔徑小于2mm的過濾網(wǎng)。2.吸水龍頭離水池底一般不小于0.3m。3.出水口要裝有靈活可靠的調(diào)節(jié)配水閥門。（七）送水水管用于地表送水，一般最好用直徑25、38、51mm（1、2in）之鐵質(zhì)水管。膠皮管易彎曲將增大水管的壓力損耗，應(yīng)避免使用。（

32、八）卷揚(yáng)設(shè)備可利用鉆機(jī)上的卷揚(yáng)設(shè)備。（九）時(shí)鐘應(yīng)用秒表或普通有秒針的鐘或手表記錄時(shí)間。三、壓水試驗(yàn)對鉆孔的技術(shù)要求（一）進(jìn)行壓水試驗(yàn)的鉆孔直徑（孔壁直徑）主要依據(jù)壓水栓塞直徑而定，常用栓塞直徑為73、89、108及127mm。（二）壓水試驗(yàn)鉆孔孔徑應(yīng)盡可能保持均勻一致，孔壁必須完整，以使栓塞與孔壁密貼不漏水，必要時(shí)可考慮在預(yù)計(jì)設(shè)置栓塞的位置澆注水泥，待水泥凝固后，用旋轉(zhuǎn)巖心鉆鉆穿水泥澆注孔段，如圖2-3-18。（三）在堅(jiān)硬地層應(yīng)用合金鉆頭鉆進(jìn)，在松軟地層中應(yīng)用沖擊法鉆進(jìn)；若用鋼砂鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)使投砂量均勻，且在設(shè)置栓塞的孔段不宜采用。（四）在鉆進(jìn)過程中應(yīng)采用清水鉆進(jìn)，水質(zhì)不能渾濁，禁止采用泥漿、泥

33、球等鉆進(jìn)方法。如果用于特殊原因使用泥漿固壁鉆進(jìn)時(shí)，在壓水試驗(yàn)前，應(yīng)進(jìn)行洗孔。（五）對試驗(yàn)段以上所遇各層地下水，應(yīng)進(jìn)行止水，待含水層封閉后，始可繼續(xù)鉆進(jìn)。（六）在堅(jiān)硬巖層中進(jìn)行壓水試驗(yàn)時(shí)，一般不在試驗(yàn)段設(shè)置過濾器，但在破碎帶或松散地層中，為保護(hù)試驗(yàn)孔壁，應(yīng)設(shè)置過濾器。1.在鉆孔破碎帶處單獨(dú)設(shè)置過濾器，在過濾器之上安裝栓塞，見圖2-3-19（）。這種方法的缺點(diǎn)是試驗(yàn)完成后，過濾器不易打撈，可能引起孔內(nèi)事故，并造成經(jīng)濟(jì)損失。2.設(shè)置的過濾器與孔壁管相聯(lián)，栓塞設(shè)于孔壁管內(nèi)，見圖2-3-19（）。為防止水流沿孔壁管與孔壁簡上涌，應(yīng)采取止水措施。這種方法比較困難和復(fù)雜。在破碎地層進(jìn)行壓水，除上述下過濾器的

34、辦法外，還可采用鉆孔完后自下而上逐段填土的辦法進(jìn)行試驗(yàn)。四、試驗(yàn)段的確定為取得地層的滲透性參數(shù)，應(yīng)對鉆孔分段進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)段長度可參考表2-3-8確定。 試驗(yàn)段長度確定表 表2-3-8 確定試驗(yàn)段長度的因素試驗(yàn)段的適宜長度根據(jù)巖層的裂隙性與滲透性裂隙發(fā)育、滲透性強(qiáng)的地段試驗(yàn)段宜短些，一般為5m巖層完整，巖性均一，透水性小，單位吸水量0.01 L/min試驗(yàn)段宜長些，一般為10m根據(jù)不同工程目的及要求為確定壩基的滲漏性靠近地表（一般為3050m）之試段應(yīng)短些，一般為5m；較深部分之試段應(yīng)長些，一般為10m為確定隧道通過地層的滲透性在隧道高程以上3050、以下1020m的范圍內(nèi)，試段應(yīng)為5m；其余

35、地段，試段長或用10m，或選做代表性地質(zhì)地段根據(jù)巖性變化及特殊地質(zhì)現(xiàn)象在不同巖性地段，應(yīng)分別進(jìn)行試驗(yàn)；對于透水性較強(qiáng)的構(gòu)造破碎帶、裂隙密集帶、巖層接觸帶和巖溶發(fā)育帶等地段，需要單獨(dú)了解它們的透水情況時(shí)，可根據(jù)具體情況單獨(dú)確定試段長度五、壓力值的選定（一）為了保證壓水試驗(yàn)成果的質(zhì)量，最好采用3個(gè)壓力點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。壓力值的分布，以采用等差或等比關(guān)系較為有利，即： 或（二）壓水試驗(yàn)的壓力值（）系指作用在試驗(yàn)段上的實(shí)際壓力，稱總壓力。按公式2-3-14計(jì)算，其單位習(xí)慣上均以水柱高度（m）計(jì)算，即1m水柱壓力=0.98N/cm2=9.8kPa,近似于1N/cm2。（2-3-14）式中 壓水試驗(yàn)的總壓力(N

36、/cm2）； 壓力表指示壓力(N/cm2）；水柱壓力 (N/cm2）； 壓力水頭損失值(N/cm2）。當(dāng)水流流經(jīng)管路的斷面積為一定值時(shí)，壓力水頭損失值按式2-3-15計(jì)算 （2-3-15）式中 摩擦系數(shù)。水在鐵管中流動(dòng)時(shí)的值，一般為0.020.03； 重力加速度，等于9.81m/s2；流量（m3/s）； 水管內(nèi)徑（m）； 水管長度，從栓塞底部至壓力表中心的距離（m）。當(dāng)采用一個(gè)壓力點(diǎn)的壓水試驗(yàn)時(shí)，壓力值一般采用30m。（三）壓力計(jì)算零點(diǎn)的確定：1.當(dāng)試驗(yàn)段中無地下水存在時(shí)，試驗(yàn)段的處即為壓力計(jì)算零點(diǎn)，如圖2-3-20（）。2.當(dāng)?shù)叵滤o止水位在試驗(yàn)段內(nèi)時(shí)，試驗(yàn)段內(nèi)未被地下水充填的處即為壓力計(jì)算

37、零點(diǎn)，如圖2-3-20()。 六、壓水試驗(yàn)的步驟和要求（一）清洗鉆孔在一般情況下，巖心完整，沒有特殊不良地質(zhì)現(xiàn)象和軟弱夾層，可用高壓水流的正循環(huán)法沖洗孔壁，待回水澄清無沉渣時(shí)，即可停止洗孔。洗孔時(shí)間一般不得少于2h。在松軟地層洗孔有困難時(shí)，可放過濾器后再進(jìn)行洗孔。（二）試段隔離應(yīng)根據(jù)孔徑和試段位置，確定栓塞直徑和壓水管長度。栓塞卡于設(shè)計(jì)要求的深度后，應(yīng)采用試驗(yàn)的最大壓力進(jìn)行試驗(yàn)，測定管內(nèi)外水位，檢查栓塞止水效果，如果有繞塞返水現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行處理。（三）測定地下水靜止水位試驗(yàn)前應(yīng)觀測試驗(yàn)孔段的地下水位，以確定壓力計(jì)算零點(diǎn)，觀測每10min進(jìn)行一次，當(dāng)連續(xù)3次讀數(shù)的水位變幅小于1cm/min，觀測即

38、可停止。以最后一次測得的水位確定壓力計(jì)算零點(diǎn)。若各試段位于同一含水層中時(shí)，可統(tǒng)一測定水位。（四）流量的觀測把壓力調(diào)到設(shè)計(jì)值并保持穩(wěn)定后，每隔10min測讀一次流量，當(dāng)試驗(yàn)成果符合下述標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，此段試驗(yàn)工作即可結(jié)束。并以最終流量讀數(shù)作為計(jì)算用的流量，即壓入耗水量。1.連續(xù)4次讀數(shù)，其最大值與最小值之差小于最終值的10%。2.當(dāng)流量逐漸減小時(shí)，連續(xù)四次計(jì)數(shù)的數(shù)值均小于0.5L/min。3當(dāng)流量逐漸增大時(shí)，連續(xù)四次計(jì)數(shù)不再有增大的趨勢。七、壓水試驗(yàn)的資料整理（一）采用三個(gè)壓力點(diǎn)時(shí)1.根據(jù)野外試驗(yàn)繪制關(guān)系曲線圖。如圖2-3-21所示。在任何情況下，圖中只有曲線、的類型是正確的。當(dāng)出現(xiàn)曲線的類型時(shí)說明

39、試驗(yàn)有錯(cuò)誤，必須重做試驗(yàn)。2.單位吸水量計(jì)算 （2-3-16）式中 單位吸水量L/(minm2)； 試驗(yàn)段長度（m）； 單位壓力流量（L/minm）。 3.滲透系數(shù)計(jì)算 （2-3-17）式中 滲透系數(shù)（m/d）； 單位吸水量L/(minm2)； 試驗(yàn)段長度（m）； 鉆孔的半徑（m）。當(dāng)試驗(yàn)段底部距隔水層之厚度小于試段長度時(shí)，用式2-3-18計(jì)算值。 （2-3-18）（二）當(dāng)采用一個(gè)壓力點(diǎn)做壓水試驗(yàn)時(shí)由于缺少判斷條件，故不能判斷試驗(yàn)的成果是否正確無誤，一般情況下，只要鉆孔沖洗符合標(biāo)準(zhǔn)，水位測量正確，栓塞嚴(yán)密，壓力穩(wěn)定，流量讀數(shù)正確，試驗(yàn)成果即可勝于參數(shù)計(jì)算。 第四節(jié) 注水試驗(yàn)一、注水試驗(yàn)的原理及

40、應(yīng)用范圍鉆孔注水試驗(yàn)是野外測定巖層滲透性的一種比較簡單的方法。其原理同抽水試驗(yàn)，只是以注水代替抽水，即在鉆孔內(nèi)用抬高水頭的方法把水注入鉆孔，使鉆孔水柱在靜水壓力的作用下逐漸向巖層中滲入，當(dāng)形成穩(wěn)定的水位時(shí)，即可以此時(shí)的注水量計(jì)算出巖層的滲透系數(shù)。鉆孔注水試驗(yàn)通常適用于：1.地下水埋藏很深、抽水試驗(yàn)有困難，但需了解巖層的滲透性時(shí)；2.無地下水存在但需測定巖層的滲透性時(shí)。為正確利用注水資料，最好能參考附近抽水資料，綜合分析對比后，提供滲透系數(shù)值。二、注水試驗(yàn)的設(shè)備、裝置1.量水箱：鐵制、木制均可，圓形或方形、容積有0.5m3或1 m3，其結(jié)構(gòu)見圖2-3-22。2.水管：可用膠皮管或鉆桿代替。3.水

41、位計(jì)：測繩、測鐘或電測水位計(jì)。4.注水試驗(yàn)裝置如圖2-3-23所示。三、注水試驗(yàn)的方法、步驟和技術(shù)要求（一）注水試驗(yàn)的方法1.固定水頭注水是將鉆孔中的水位抬高到一定的高度，保持水頭不變連續(xù)注水。此法比較準(zhǔn)確。2.變動(dòng)水頭注水是以一定的水量一次注入鉆孔內(nèi)，立即停止供水，并迅速測量孔內(nèi)水位上升高度后，觀測其下降水位變化情況，一直觀測到下降水位達(dá)到鉆孔內(nèi)原來地下水的靜止水位為止。利用些法取得的資料精度差，一般不宜采用。（二）注水試驗(yàn)的步驟和技術(shù)要求1.注水前應(yīng)做好洗孔工作，清除鉆孔中的巖粉，測量記錄鉆孔深度和地下水靜止水位。2.注水開始時(shí)，注水量應(yīng)由小到大，連續(xù)注入。當(dāng)動(dòng)水位升高到設(shè)計(jì)高度以后，應(yīng)控制注水量，使水頭穩(wěn)定，水量不變。3.注水開始后，應(yīng)每隔3、5、10、15min觀測一次水位、水量，以后每隔30min觀測一次，至穩(wěn)定后再延續(xù)24h，注水即可結(jié)束。4.注水一般應(yīng)進(jìn)行3次水位抬高，每次抬高水位最好采用2、4、6m或更大一些，但每次水位差最小不應(yīng)小于1m。5.注水過程中穩(wěn)定耗