铁路工程提、抽、压、注水文地质试验教程

1、 提水试验 提水试验是简易水文地质试验方法之一，由于提水试验不易控制稳定降深和流量，其成果资料精度较差。一、提水试验的目的确定钻孔、民井、试坑涌水量和含水层渗透性的概略值，为设计抽水设备提供依据。在透水性弱、涌水量小的含水层进行提水试验，可提供一般的排水设计资料。二、提水试验对钻孔的要求钻孔孔径不得小于73mm，如果地下水量较大时应考虑加大孔径，以便使用直径较大的提水筒。在含水量松散易坍地段应下滤管。尽量不在含水层中使用泥浆钻进或投放泥球等堵水物质。提水之前应进行洗孔，冲洗钻孔内的沉积物及泥浆。当穿过整个含水层，需分别取得各层资料时，应进行分层止水，再进行提水试验。三、提水试验的设备提水筒：筒

2、的直径根据孔径而定，比孔径小12级即可。筒长按涌水量大小而定，一般长23m。筒的底部有活门（图2-3-1）。提绳：一般可使用纲丝绳，试坑、民井可用麻绳。升降设备：可用钻机的升降机，在试坑或民井中提水可用人力。测钟：测量水位用。量水容器：有刻度的专用容器或提筒、普通铁桶都可作量水容器。能称量或计算测定水量即可。四、提水试验的技术要求提水试验前必须按要求洗井。提水试验前必须测定静止水位、水温、孔深。必须根据孔内水柱高度，设计提水时稳定降深的次数和深度。做提水试验时，力求单位时间内提水次数均匀，提出水量大致相等，以使水位、水量相对稳定。提水时稳定降深的控制原则在要求较高的提水试验中应进行23次降深：

3、一般可作12次降深。水位降深一般应大于0.5m。控制降深可在提绳上作标志，以使提水筒下到一定深度。提升提水筒的次数应根据孔内涌水量的大小而定；水大多提，水小少提；原则是提水后孔内水位应保持在动水位深度附近。动水位浊量的允许误差值为0.1m，水量允许误差为10%。提水的观测时间，一般开始时每隔5、10、15min观测13次；以后每隔30min观测一次。同时测量提出的水量。水位稳定的延续时间一般为46h。如果水位、水量不稳定，提水时间应适当延长。提水试验结束后，应立即观测恢复水位，并做好记录。其观测时间间隔与提水试验相同直到接近静止水位。五、提水试验的资料整理试验结束后应及时整理提水试验记录表，试

4、验孔岩心鉴定表，涌水量计算单等。进行涌水量计算时应在计算单上给出试验试验孔结构，过滤器位置及试段顺序示意图。涌水量按下列各式计算： (2-3-1) (2-3-2)式中 动力位稳定延续时间内的流量总和（L）； 动力位稳定延续时间（s）； 涌水量（L/s）； 单位涌水量（L/sm）； 降深（m）。若试验经过三次水位降深的提水，求得各降深的单位涌水量为、，则可用算术平均法求出该试验孔的单位涌水量，即： （L/sm） (2-3-3)提水试验的渗透系数计算见本篇第四章。 抽 水 试 验一、抽水试验的目的及共类型抽水试验的目的确定抽水钻孔（井）的特性曲线和实际涌水量，评价含水层的富水性，推断和计算钻孔（井

5、）最大涌水量和单位涌水量。确定含水层的涌透系数，用以预测坑道的可能涌水量，为坑道疏干排水方案提供依据。确定影响半径和降落漏斗的形态及扩展情况。了解地下水与地表水及不同含水层间的水力联系。抽水试验的类型根据抽水孔与观测孔数量分类单孔抽水试验，即只有抽水孔（主孔），而无观测孔的抽水试验，主要是确定含水层的富水性，渗透性及出水量与水位下降的关系。此法简单，成本低，但所获成果精度差。多孔抽水试验，即有一个抽水孔（主孔）抽水和一到数个观测孔观测水位。主要是确定含水层在不同方向上的渗透性、漏斗影响范围和形态、补给带宽度、各含水层间或与地表水之间的水力联系。可较准确地确定水文地质参数，但成本较高。在同一钻孔

6、中根据含水层的多少分类分层抽水试验，即分别确定各含水层的水文地质参数。当布有不同深度的观测孔时，尚可了解各含水层间的水力联系。该试验应严格分层止水。混合抽水试验，即概略的确定某一含水层组的水文地质参数。根据钻孔揭露含水层的情况分类完整井抽水。钻孔深度达到含水层的底部，且含水层的整个厚度都是透水的，即过滤器的长度等于含水层的厚度（当过滤器长度大于3/4含水量厚度时，也可视为完整井）。除大厚度含水层地区外，一般均应进行完整井抽水，以确定含水层的水文地质参数。非完整井抽水。钻孔深度未达到含水层的底部，即过滤器长度小于含水层厚度。当为大厚度含水层或从经济条件考虑时，方采用非完整井抽水。二、抽水试验的方

7、法与要求抽水试验孔及观测孔的布置抽水试验孔的布置抽水孔应布置在对工程地质稳定性和建筑物有较大影响、可能充水的构造破碎带及地下水富集的松散含水层地段。观测孔的布置观测孔应根据含水层的性质、均匀性，结合工程要求布置，一般可布置13个；必要时也可布置12排。当布置1排观测孔时，应垂直地下水流向或平行地下水流向；当布置2排观测孔时，一排应垂直地下水流向，另一排应平行地下水流向。每排上观测孔的数量应不少于2个。 抽水孔与观测孔之间的距离 表2-3-1含水岩层渗透系数K(m/d)地下水性质观测孔至抽水孔距离（m）影响半径近似值（m）123坚硬多裂隙的岩层60承压水152030406080500潜水1015

8、20304060坚硬稍有裂隙的岩层6020承压水6810152030150250潜水578121520没有细颗粒的纯砾卵石层，均质的粗、中砂60承压水81015203040200300潜水4610152025含有大量细颗粒的砾石土和卵石土6020承压水578121520100200潜水35681015非均质的杂粒砂和细砂205承压水3568101580150潜水2346812抽水试验的技术要求1.试验抽水试验抽水是为了清洗钻孔；检查抽水机械运转是否正常；了解最大降深的涌水量，作为正式抽水确定降深的依据；试验抽水仅作一次最大水位降深，其延续时间一般为48h，试抽后要正确测定静止水位及孔深。2.正

9、式抽水试验的技术要求（1）水位降深正式抽水试验一般进行三次降深，其最大降深值可接近井的设计动水位，其余两次降深值宜分别为最大降深值的1/3和2/3，各次降深的差值应不少于1m。当钻孔出水量很小（q0.1 L/sm ），试验时的出水量已达到钻孔极限出水能力时，水位下降次数可适当减少。各次水位降深的水泵吸水管口的安装深度应相同。（2）每次水位降深稳定时间卵石、圆砾和粗砂含水层为8h。中砂、细砂和粉砂含水层为16h。基岩含水层（带）为24h。当含水层或邻近含水层水质复杂，以及地下水补给来源不明确或有其它问题需要进行长期抽水试验时，其延缓时间可适当延长。非稳定流抽水试验的延续时间，应按水位下降与时间S

10、(或h2)-lgt关系曲线确定（S为水位降深，h2=H2-h2，其中H为潜水含水层的自然厚度，h为抽水后潜水含水层的厚度）。若S（或h2)-lgt关系曲线有拐点，则延续时间宜至拐点后的线段趋于水平为止；如无拐点，则延续时间宜根据试验目的确定，但不得少于一个对数周期。在承压含水层中抽水时，一般采用S-lgt关系曲线。在潜水含水层中抽水时，采用h2-lgt关系曲线。拐点是指曲线上斜率的偏导数等于零的点。当有观测孔时，应以最远观测孔的S（或h2)-lgt关系曲线判定。抽水试验的稳定标准在抽水稳定延续时间内，出水量和动水位与时间关系曲线只在一定的范围内波动，且没有持续上升或下降的趋势。在稳定时间段内，

11、用水泵抽水时，动水位允许波动范围为35cm，用空压机抽水时，动水位允许波动范围510cm，出水量波动范围均不宜超过5%。当有观测孔时，应以最远观测孔的水位达到稳定为标准。在判断动水位有无上升或下降趋势时，应考虑自然水位的影响因素。水位降深与出水量观测抽水试验时，对动水位和出水量的观测，应同时进行。按稳定流抽水试验时动水位和出水量观测的时间，宜在抽水开始后的第5、10、15、20、25、30min各观测一次，以后每隔30min观测一次。按非稳定流抽水试验时，出水量应保持常量，对出水量、主孔和观测孔的水位观测宜在抽水开始后第1、2、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、

12、100、120min各观测一次、以后每隔30min观测一次。多孔抽水时，观测孔的水位测量与抽水孔一致。如果有两个以上的观测孔，应先观测近的，后观测远的，从抽水孔起，由近而远，依次观测。水温、气温观测每次水位降深开始时，水温、气温应同时观测一次，若水温变化幅度不大时，以后则每隔24h观测一次。恢复水位观测每次抽水试验结束后，对抽水孔和观测孔应在停泵后的第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30min各观测一次恢复水位，以后每隔30min观测一次，直至接近或达到静止水位。抽水试验时对排水要求为防止抽出的水渗入到抽水岩层，应根据地形坡度，含水层的埋深，地下水流向和地表渗透性能等因素确定排

13、水方向和排水距离，并使排水通畅。水样采取应分别在每次降深结束前各采取水样一个。水样采取数量根据工程的要求确定。三、 抽水试验的设备抽水机具根据地下水的埋深，单孔最大涌水量以及井管直径来选择泵型：往复式水泵（钻机上附属水泵）：吸水深度一般4.56.5m，出水量13L/s，较适于小口径钻孔抽水，调整降深及测量水位方便。拉杆式水泵：吸水深度60m，出水量2.55.2L/s，可用于水位较深、水量较小的抽水试验孔。离心泵：吸水深度67m，出水量大，可根据单孔最大涌水量及钻孔直径选用适当的型号，运用简便，经济。深井泵：可在水位埋深70150m的钻孔中做大降深抽水试验，但要求钻孔直径要大，并对水中含砂量限制

14、严格，根据单孔最大涌水量、钻孔直径、水位降深来选择适当的深井泵型号。空气压缩机：一般用在水位埋深5070m的钻孔中进行抽水试验，试验孔管径不宜小于127mm，所需配套设备较多，试验成本较高。过滤器过滤器是抽水时保护孔壁、防止孔壁坍塌的主要设备。过滤器选择得是否合理，直接影响抽水试验的质量。过滤器的类型，应根据含水层的岩性来选择。基岩具有裂隙、溶洞（其中有充填物），可采用骨架过滤器、缠丝过滤器或填粒过滤器。卵（碎）石、圆（角）砾，可采用缠丝过滤器或填料过滤器。粗砂、中砂，可采用包网过滤器、缠丝过滤器或填粒过滤器。细砂、粉砂，可采用包网过滤器或填粒过滤器。装置过滤器的位置和长度的一般要求，见表2-

15、3-2。 装置过滤器的位置和长度的一般要求 表2-3-2试验孔类型及含水层特征装置过滤器的位置和长度的一般要求附注完整孔抽水过滤器穿孔部分长度一般不应小于含水层厚度的80%90%1.河床底下的单孔抽水过滤器顶端至河底的距离： 过滤器有效工作长度；钻孔半径。2.过滤器的下端，宜有封底沉淀管，其长度24m不完整孔抽水按淹没式过滤器装置其长度不应少于23m按非淹没式过滤器装置其长度最好为含水层厚度的1/3.进行最大降深时，过滤器实际进水部分长度不应小于12m完整孔多孔抽水抽水孔附近的观测孔下过滤器的深度和长度可比抽水孔略浅一些、短一些，距离抽水孔愈远则其深度应更小非完整孔多孔抽水观测孔下过滤器的深度

16、和长度应视含水层透水性能及影响半径而定，一般距抽水孔愈远则愈小非均质含水层中抽水过滤器最好安装在透水性较强的地段在含水层厚度较大的钻孔中抽水过滤器穿孔部分不应小于5m，当含水层厚度小于10m，应尽力装置成完整井河床底下的单孔抽水1.含水层厚度在1215m以上者，过滤器位于含水层中部，过滤器顶部至河底的距离，应以不受其影响为准；2.若含水层厚度不大，过滤器应靠近隔水屋底部，并且过滤器的长度不应超过含水层厚度的1/3非填粒的包网过滤器的网眼尺寸和非填粒的缠丝过滤器的缠丝间隙尺寸，宜符合下列要求：均匀的中砂和粗砂类含水层，包网的网眼尺寸，宜采用d50的1.52倍，缠丝的间隙尺寸，宜采用d50的11.

17、5倍。非均匀的砂类含水层，网眼的尺寸和缠丝间隙的尺寸，中砂宜采用d40 d50，粗砂宜采用d30 d40。填粒过滤器的滤料规格可按下列规定确定：（1）当砂土类含水层的不均匀系数1= d60/d1010时，填粒过滤器的填粒规格宜采用式2-3-4计算： D50=（68）d50 (2-3-4)式中 D50填粒筛分级配曲线上颗粒含量为50%粒径； d50含水层土筛分级配曲线上颗粒含量为50%的粒径。（2）当碎石土类含水层的d202mm时，填粒过滤器的填粒规格，宜采用式2-3-5计算： D50=（68）d20 (2-3-5)式中 d20含水层土筛分级配曲线上颗粒含量为20%的粒径。（3）当碎石土类含水层

18、的d202mm时，充填粒径1020mm的滤料；（4）填粒过滤器填粒的不均匀系数2= D60/D10值应小于等于2；（5）填粒过滤器的填粒厚度，粗、砾砂等含水层宜为75mm；中、细、粉砂含水层宜为100mm。（三）试验测量设备（见表2-3-3） 试 验 测 量 设 备 表2-3-3名称种类适用条件优缺点注意事项优点缺点水位计测钟任何深度水位使用携带方便，操作简单长期使用绳会收缩，测量误差大，深水位不易听到响声估计近水面时勤放，所得出数据较准电测水位计任何深度水位误差较小，测量水位方便，大小钻孔均适用灯光水位计抽水固定观测灵敏度高在小孔径斜孔中不好使用绝缘不良时，资料有较大的误差浮标水位计水位深度

19、不大使用方便，对于水位跳动能及时发现水位降深大时，需将标尺升降，使用不便流量计容积法（量桶）流量不大准确度高当容积太大时，增加安装和运输的困难使用容积法测流量时，一次充水时间不应小于20S，以减少测定误差流量表流量大小均适用使用方便，减少计算时间精确度差堰箱（三角堰、梯形堰）流量大小均适用制作使用均方便水面波动大时，所求流量准确性较差用堰测前须校正，测水头（h）须在堰口上游测，流量较小时用三角堰和梯形堰较宜温度计泉水温度计浅孔中水温测量使用方便当钻孔很深时，测量不准确泉水温度计，测喷水温时，水温计小球应放在水流中读数，无框水温计要在水中停留35min.如用在浅孔中测水温，则泉水温度计需放在孔中

20、30min，若含水层很厚应分3段测量，即水位下23m处及含水层的中间和底部，但不要将温度计放到钻孔底，要稍微高现一些缓变温度计浅孔或较深孔中水温测量温度升降缓慢，故在较深孔中测量水温，它可保持温度510min，或更多野外制作困难深孔温度计深孔中水温测量在水压很大的孔中能准确测量水温，不受孔深影响使用时，注意升降套筒平稳，不得使其发生震动和摇荡，否则就可能影响测量的准确性，因为震动和急放可使温度计中的水银掉落。放入钻孔中的停留时间应不少于40min四、空气压缩机抽水(一)空气压缩机抽水的原理当压缩空气从风管经混合器喷进出水管时，在出水管内空气与水混合，其混合液比重较轻，便顺出水管迅速上升并喷出管

21、口，向井外排出，同时井中地下水位形成相应的降深。空压机抽水装置如图2-3-2所示。（二）空压机抽水的有关计算浸没比： （2-3-6）沉没系系数： (2-3-7)每上升1m3水所需的空气容积： (2-3-8)每小时抽水Q（m3）时所需的空气容积： (2-3-9)抽水开始时的启动压力： (2-3-10)抽水时的工作压力： (2-3-11) 出水管直径： (2-3-12)式中 浸没比（%），一般值不应小于50%60%，也可由图2-3-3查出； 风管浸没深度，从动水位算起（m）； 液体上升高度，从动水位算起（m）；沉没系数，一般不应小于0.60.8，作长期抽水时宜用1.01.2；每上升1m3水所需空气

22、容积（m3）；也可查图2-3-4求得； 系数，=2.17+0.0164； 每小时抽水Q（m3）时所需的空气容积（m3/min ）；抽水开始时的启动压力（kPa）； 抽水时的工作压力（kPa）； 静水位至出水管口高度（m）； 出水管直径（m）； 空气运送途中的压力损失值，一般不超过5，通常为23； 出水量（m3/s）；空压机送出的空气容量 (m3/s)； 出水管中水气混合体上升速度（(m3/s），经验值=89。（三）扬程与沉没深度关系见表2-3-4。 扬程与沉没深度关系 表2-3-4扬程h(m)100沉没深度H（m）3h1.5h(0.61)h(0.350.6)h五、抽水试验资料的整理(一)现场整

23、理1.绘制Q、S-t过程曲线如图2-3-5所示。2.绘制S-lgt过程曲线图，如图2-3-6所示。图中：AB段为积分指数函数曲线段。当管壁阻力较大时，会呈现上部之虚曲线，不宜作计算段；BC段：无越流及管壁阻力的影响，一般宜作的计算段；CD段：为越流偏离段；DE段：可作为求越流系数的线段。3.绘制关系曲线图，如图2-3-7所示。图中曲线：承压水；潜水或承压水受管壁（包括过滤器）阻力和三维流、紊流的影响；水源不足，或过水断面在抽水过程中遭到阻塞；当吸水笼头放置在过滤器进水部位时，表明抽水受三维流、紊流影响，属于正常现象；当吸水笼头放置在进水部位以上时，表明抽水试验有错误，应重作试验；表明某一降深值

24、以下增大，而不变，多属降深过大所造成。4.用二次降深代替三次降深时，绘制曲线，如图2-3-8所示。用二次降深代替三次降深时，绘制曲线，确定的方法是，先求曲线的曲度值，如分式2-3-13： （2-3-13）当=1时，为直线型。用图解法确定；当=12时，为指数型。采用公式，利用已知的、与，求得系数后，再将代入式中求取；当=2时，为指对数型。采用公式，确定；当1，出现、型曲线时，需将各次降深值修正呈直线型，再用图解法确定。5.绘制关系曲线图，如图2-3-9所示。6.绘制水位恢复曲线图，如图2-3-10所示。（二）室内整理抽水试验全部结束后，通过现场资料的综合分析，除了整编出上述几种图表外，还要编制出

25、下列图表：1.钻孔地质剖面及钻孔结构图。2.抽水试验综合成果表，包括各次降深的抽水起迄时间，抽水前钻孔深度，静止水位、各次降深值、抽水持续时间及稳定时间、涌水量及单位涌水量、水位恢复时间、水温、渗透系数及其计算公式以及抽水设备（水泵、动力、过滤器类型、口径、长度、流量计、水位计）等。3.水质分析成果表。4.岩土颗粒分析成果表及曲线图。5.水文地质参数计算。 第三节 压 水 试 验压水试验是用泵或利用自然地形条件等方法，将水压入钻孔中的野外水文地质试验。通过压水试验可以了解地下不同深度岩层的裂隙性和渗透性。岩层的渗透性是用单位吸水量来表示的。所谓单位吸水量是指在1m高水柱的压力下，1m试验段长的

26、孔段内，每分钟渗入岩层中水的体积。压水试验适用于地下水位较深，抽水试验有困难或无地下水的地层中，它和抽水试验的原理相同只有两者的作用力方向相反。一、压水试验的方法（一）按试验段的划分方式分类，见表2-3-5 按试验段划分分类 表2-3-5压水试验方法试验段隔离方法附注分段压水试验自上而下每钻进一段，便用栓塞隔离逐段进行试验，见图2-3-11（）通常应采用自上而下的分段压水试验，此法取得的渗透性参数质量好，精度高，缺点是施工历时长。最好不采用自下而上的分段压水方法自下而上在钻孔钻进完成后，用粘土或水泥阻塞孔底，逐段回填，用单栓塞分段隔离试验，见图2-3-11（b）综合压水试验自上而下在钻孔上部安

27、置固定栓塞，随钻孔逐次延长综合试段长度，见2-3-11（c）综合压水试验主要是指自下而上分段式的综合压水试验，其所得参数准确性差，一般不推荐使用这种方法自下而上钻孔钻完后，自下而上逐段移动栓塞，增加试段长度，见图2-3-1（d）（二）按加压的动力源分类，见表2-3-6 压水试验按加压动力源分 表2-3-6压水方法原理适用条件优缺点附注水柱压水压利用在孔口向管内加水的方式，造成所需要的压力水头S（见图2-3-12）岩层漏水量不大，地下水位较深可采用此法设备简单，操作简便，试验成果质量好此法已不常用自流式压水法在钻孔附近有较高地形处设置水源箱，形成压力水头，使水依其自重作用压入钻孔，其压力值可由孔

28、口处所安设的压力表表示，或用输水管路中的水柱高来表示，而流量则由量水箱内的水位变化量来表示（见图2-3-13）孔旁须有较高地形优点基本与水柱压水法同，缺点是常受地形条件限制此法已不常用机械压水法利用水泵将水直接压入孔内造成水压，采用流量箱、流量表测流量（见图2-3-14）在地下水位浅，要求的压力大，且孔段漏水大的情况下，常采用此法压水适应性强，应用范围广泛，几乎不受任何条件限限制是目前常采用的方法二、压水试验的设备（一）胶塞1.压水胶塞有圆柱形、鼓形、球形3种，以圆柱形最常用，胶塞直径较钻孔直径小23mm，在装置胶塞间应放铁垫板，其厚度为2mm，直径较胶塞小2030mm，见图2-3-15。 2

29、胶塞的安装如图2-3-16所示。（二）工作管及承压管1.工作管内径不得小于50mm，只有当吸水量Q50L/min，才允许使用50mm的钻杆代替；2.承压管可用直径51mm（2英寸）以上铁管，也可用孔壁管；3.工作管和承压管内壁不能过于粗糙，以减少压力损耗。(三)压力表1.精度不低于2.5级；2.当处于工作状态时，轻击压力表，其指针变化不超过极限压力值的2%，加压停止后，指针应回到0点；3.使用的压力值一般应在压力表极限压力值的1/33/4范围内。（四）流量计1.流量箱（1）当流量小于5L/min，禁止使用流量表，必须使用流量箱；（2）流量箱内要设有防止水面波动且有刻度清晰，不易变形的水尺，水尺

30、的刻度应直接表示水的体积读数见图2-3-17；（3）流量箱须根据流量的可能变化来选用，一般直径30cm、高60cm的量桶适用于0.071.0L/min的流量；直径50cm、高70cm的量桶适用于0.023.6L/min的流量。2.流量表（1）常用流量表规格见表2-3-7。 常 用流量表规格 表2-3-7 公称通径（mm）流量（L/min）1520253240最 小 流 量0.751.251.523.7最 大 流 量25425583167（2）流量表分叶轮和涡轮两种，叶轮式流量表仅适用于清水，需有滤网设备。（3）流量表在使用前，应进行较准工作，校准用流量箱进行、记录流量表和流量箱的数值，点绘实际

31、耗水量和流量表读数的座标线，若曲线不在45的分角线上，则流量表有误差，须进行校正。（五）水位计有测钟，电测水位计。（六）供水设备当条件许可时，宜采用自流式法进行压水试验。当采用水泵压水时，一般采用双缸往复式水泵和电动离心泵，经保持压力值稳定，出水均匀。安装水泵时应注意以下各点：1.为避免因水源水质不洁而吸入杂物，以致堵塞管路或造成供水故障，吸水龙头应包12层孔径小于2mm的过滤网。2.吸水龙头离水池底一般不小于0.3m。3.出水口要装有灵活可靠的调节配水阀门。（七）送水水管用于地表送水，一般最好用直径25、38、51mm（1、2in）之铁质水管。胶皮管易弯曲将增大水管的压力损耗，应避免使用。（

32、八）卷扬设备可利用钻机上的卷扬设备。（九）时钟应用秒表或普通有秒针的钟或手表记录时间。三、压水试验对钻孔的技术要求（一）进行压水试验的钻孔直径（孔壁直径）主要依据压水栓塞直径而定，常用栓塞直径为73、89、108及127mm。（二）压水试验钻孔孔径应尽可能保持均匀一致，孔壁必须完整，以使栓塞与孔壁密贴不漏水，必要时可考虑在预计设置栓塞的位置浇注水泥，待水泥凝固后，用旋转岩心钻钻穿水泥浇注孔段，如图2-3-18。（三）在坚硬地层应用合金钻头钻进，在松软地层中应用冲击法钻进；若用钢砂钻进时，应使投砂量均匀，且在设置栓塞的孔段不宜采用。（四）在钻进过程中应采用清水钻进，水质不能浑浊，禁止采用泥浆、泥

33、球等钻进方法。如果用于特殊原因使用泥浆固壁钻进时，在压水试验前，应进行洗孔。（五）对试验段以上所遇各层地下水，应进行止水，待含水层封闭后，始可继续钻进。（六）在坚硬岩层中进行压水试验时，一般不在试验段设置过滤器，但在破碎带或松散地层中，为保护试验孔壁，应设置过滤器。1.在钻孔破碎带处单独设置过滤器，在过滤器之上安装栓塞，见图2-3-19（）。这种方法的缺点是试验完成后，过滤器不易打捞，可能引起孔内事故，并造成经济损失。2.设置的过滤器与孔壁管相联，栓塞设于孔壁管内，见图2-3-19（）。为防止水流沿孔壁管与孔壁简上涌，应采取止水措施。这种方法比较困难和复杂。在破碎地层进行压水，除上述下过滤器的

34、办法外，还可采用钻孔完后自下而上逐段填土的办法进行试验。四、试验段的确定为取得地层的渗透性参数，应对钻孔分段进行试验。试验段长度可参考表2-3-8确定。 试验段长度确定表 表2-3-8 确定试验段长度的因素试验段的适宜长度根据岩层的裂隙性与渗透性裂隙发育、渗透性强的地段试验段宜短些，一般为5m岩层完整，岩性均一，透水性小，单位吸水量0.01 L/min试验段宜长些，一般为10m根据不同工程目的及要求为确定坝基的渗漏性靠近地表（一般为3050m）之试段应短些，一般为5m；较深部分之试段应长些，一般为10m为确定隧道通过地层的渗透性在隧道高程以上3050、以下1020m的范围内，试段应为5m；其余

35、地段，试段长或用10m，或选做代表性地质地段根据岩性变化及特殊地质现象在不同岩性地段，应分别进行试验；对于透水性较强的构造破碎带、裂隙密集带、岩层接触带和岩溶发育带等地段，需要单独了解它们的透水情况时，可根据具体情况单独确定试段长度五、压力值的选定（一）为了保证压水试验成果的质量，最好采用3个压力点进行试验。压力值的分布，以采用等差或等比关系较为有利，即： 或（二）压水试验的压力值（）系指作用在试验段上的实际压力，称总压力。按公式2-3-14计算，其单位习惯上均以水柱高度（m）计算，即1m水柱压力=0.98N/cm2=9.8kPa,近似于1N/cm2。（2-3-14）式中 压水试验的总压力(N

36、/cm2）； 压力表指示压力(N/cm2）；水柱压力 (N/cm2）； 压力水头损失值(N/cm2）。当水流流经管路的断面积为一定值时，压力水头损失值按式2-3-15计算 （2-3-15）式中 摩擦系数。水在铁管中流动时的值，一般为0.020.03； 重力加速度，等于9.81m/s2；流量（m3/s）； 水管内径（m）； 水管长度，从栓塞底部至压力表中心的距离（m）。当采用一个压力点的压水试验时，压力值一般采用30m。（三）压力计算零点的确定：1.当试验段中无地下水存在时，试验段的处即为压力计算零点，如图2-3-20（）。2.当地下水静止水位在试验段内时，试验段内未被地下水充填的处即为压力计算

37、零点，如图2-3-20()。 六、压水试验的步骤和要求（一）清洗钻孔在一般情况下，岩心完整，没有特殊不良地质现象和软弱夹层，可用高压水流的正循环法冲洗孔壁，待回水澄清无沉渣时，即可停止洗孔。洗孔时间一般不得少于2h。在松软地层洗孔有困难时，可放过滤器后再进行洗孔。（二）试段隔离应根据孔径和试段位置，确定栓塞直径和压水管长度。栓塞卡于设计要求的深度后，应采用试验的最大压力进行试验，测定管内外水位，检查栓塞止水效果，如果有绕塞返水现象，应进行处理。（三）测定地下水静止水位试验前应观测试验孔段的地下水位，以确定压力计算零点，观测每10min进行一次，当连续3次读数的水位变幅小于1cm/min，观测即

38、可停止。以最后一次测得的水位确定压力计算零点。若各试段位于同一含水层中时，可统一测定水位。（四）流量的观测把压力调到设计值并保持稳定后，每隔10min测读一次流量，当试验成果符合下述标准之一时，此段试验工作即可结束。并以最终流量读数作为计算用的流量，即压入耗水量。1.连续4次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的10%。2.当流量逐渐减小时，连续四次计数的数值均小于0.5L/min。3当流量逐渐增大时，连续四次计数不再有增大的趋势。七、压水试验的资料整理（一）采用三个压力点时1.根据野外试验绘制关系曲线图。如图2-3-21所示。在任何情况下，图中只有曲线、的类型是正确的。当出现曲线的类型时说明

39、试验有错误，必须重做试验。2.单位吸水量计算 （2-3-16）式中 单位吸水量L/(minm2)； 试验段长度（m）； 单位压力流量（L/minm）。 3.渗透系数计算 （2-3-17）式中 渗透系数（m/d）； 单位吸水量L/(minm2)； 试验段长度（m）； 钻孔的半径（m）。当试验段底部距隔水层之厚度小于试段长度时，用式2-3-18计算值。 （2-3-18）（二）当采用一个压力点做压水试验时由于缺少判断条件，故不能判断试验的成果是否正确无误，一般情况下，只要钻孔冲洗符合标准，水位测量正确，栓塞严密，压力稳定，流量读数正确，试验成果即可胜于参数计算。 第四节 注水试验一、注水试验的原理及

40、应用范围钻孔注水试验是野外测定岩层渗透性的一种比较简单的方法。其原理同抽水试验，只是以注水代替抽水，即在钻孔内用抬高水头的方法把水注入钻孔，使钻孔水柱在静水压力的作用下逐渐向岩层中渗入，当形成稳定的水位时，即可以此时的注水量计算出岩层的渗透系数。钻孔注水试验通常适用于：1.地下水埋藏很深、抽水试验有困难，但需了解岩层的渗透性时；2.无地下水存在但需测定岩层的渗透性时。为正确利用注水资料，最好能参考附近抽水资料，综合分析对比后，提供渗透系数值。二、注水试验的设备、装置1.量水箱：铁制、木制均可，圆形或方形、容积有0.5m3或1 m3，其结构见图2-3-22。2.水管：可用胶皮管或钻杆代替。3.水

41、位计：测绳、测钟或电测水位计。4.注水试验装置如图2-3-23所示。三、注水试验的方法、步骤和技术要求（一）注水试验的方法1.固定水头注水是将钻孔中的水位抬高到一定的高度，保持水头不变连续注水。此法比较准确。2.变动水头注水是以一定的水量一次注入钻孔内，立即停止供水，并迅速测量孔内水位上升高度后，观测其下降水位变化情况，一直观测到下降水位达到钻孔内原来地下水的静止水位为止。利用些法取得的资料精度差，一般不宜采用。（二）注水试验的步骤和技术要求1.注水前应做好洗孔工作，清除钻孔中的岩粉，测量记录钻孔深度和地下水静止水位。2.注水开始时，注水量应由小到大，连续注入。当动水位升高到设计高度以后，应控制注水量，使水头稳定，水量不变。3.注水开始后，应每隔3、5、10、15min观测一次水位、水量，以后每隔30min观测一次，至稳定后再延续24h，注水即可结束。4.注水一般应进行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应小于1m。5.注水过程中稳定耗