隧道抽水试验

隧道抽水试验作者:日期:附件隧道抽水试验附件一、抽水试验的目的及其类型（一） 抽水试验的目的1.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）最大涌水量和单位涌水量。确定含水层的渗透系数，用以预测隧道的可能涌水量，为隧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。（二） 抽水试验的类型单孔抽水试验，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。隧道抽水试验为混合抽水试验，即概略的确定隧道围岩的水文地质参数。（三） 抽水试验的技术要求试验抽水（1） 试验抽水是为了清洗钻孔；（2） 检查抽水机械运转是否正常；（3） 了解最大降深的涌水量，作为正式抽水确定降深的依据；（4） 试验抽水仅作一次最大水位降深。其延续时间一般为4〜8h，试抽后要正确测定静止水位及孔深。正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lm。当钻孔出水量很小q〈0.1L/s・m），试验时的出水量己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非稳定流抽水试验的延续时间，应按水位下降与时间〔S（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。(3)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，用水泵抽水时，动水位允许波动范围为3〜5cm，用空压机抽水时，动水位允许波动范围为5〜10cm，出水量波动范围均不宜超过5%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。(4)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。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2〜4h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。水样采取数量一般1-2个或根据工程的要求确定。

二、抽水试验的设备（一）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4.5-6.5m，出水量1-3L/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2.5-5.2L/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6-7m，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70-150m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50-70m的钻孔中进行抽水试验。根据隧道勘探钻孔深度，水位降深的要求由施工单位决定抽水机具类型，以达到目的为原则。（二）试验测量设备

试验测量设备名称种类适用条件优缺点注意事项优点缺点水电测水位计任何深度水位误差较小，测量水位方便，大小钻孔均适用位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，资料有较大的误差计浮标水位计水位深度不大使用方便，对于水位跳动能及时发现水位降深大时，祷将标尺升降，使用不便流容积法（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，以减少测定误差量流量表流量大小均适用使用方便，减少计算时间精确度差计堰箱（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5-10min，或更多野外制作困难泉水温度计，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3-5min。如用在浅孔中测水温，则泉水温度读需放在孔中30min，若含水层很厚应分3段测量，即水位下2-3m处含水层的中间和底部,但不要将温度计放到钻底，要稍微高出一些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，否则就可有影响测量的准确性，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

三、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喷出管口，向井外排出，同时井中地下水位形成相应的降深。空压抽水装置如图2-3-3所示(二)空压机抽水的有关计算浸没比:Ha= -H+h沉没比系数：Hx=th每上升1m3所需的空气容积:hV=K——H+1023lg 10每小时抽水Q(m3)时所需的空气容积：VQV=——n60抽水开始时的启动压力:Pn=10(H+h-ho+2)抽水时的工作压力:Pp=10(H+Lp)b出水管直径:d=q+q—1—V式中a一浸没比(%)，一般a值不应小于50%-60%，也可由图2-3-3查出;H一风管浸没深度，从动水位算起(m)h一液体上升高度，从动水位算起(m)X一沉没系数，一般不应小于0.6-0.8，作长期抽水时宜用1.0-1.2;V一每上升1m3水所需空气容积(m3)；也可查图2-3-4；K一系数，K=2.17+0.0164h；Vn一每小时抽水Q(m3)所需空气容积(m3/min)；Pn一抽水开始时的启动压力(kPa)h：一静水位至出水管口高度(m)；Pp一抽水时的工作压力(kPa)

Lp一空气运送途中的压力损失值，一般不超过5,通常为2-3;d一出水管直径(m);q1—出水量(m3/s);q2一空压机送出的空气容量(m3/s)v—出水管水气混合体上升速度(m/s)，经验值v=8〜9。扬程与沉没深度关系见表2-3-4扬程与沉没深度关系扬程h(m)<1010~5050~100>100沉没深度H(m)3h1.5h(0.6-1)h(0.35〜0.6)h四、抽水试验资料整理按表G..2.8钻孔抽水试验稳定流成果表中内容提供抽水试验成果。抽水孔平面位