1 范圍

      本標準規(guī)定了立井井筒地面預注漿效果壓水試驗檢驗方法的術語和定義、試驗設備和儀器、試驗設計原則、試驗方法及步驟、數(shù)據(jù)處理和井筒涌水量計算方法等基本要求。

      本標準適用于立井井筒地面預注漿工程注漿結(jié)束效果檢驗。

2 術語和定義

      下列術語和定義適用于本標準。

2.1

      立井井筒地面預注漿 surface pro-grouting for shaft

      立井井筒開鑿之前，在其周圍按一定的鉆孔分布對井筒通過的基巖裂隙含水層在地面進行注漿，從而在井筒周圍形成一定厚度的注漿封水帷幕，達到堵水目的。

2.2

      壓水段高 Length of pressure water strata

      壓水試驗段起止深度之差。

2.3

      壓水壓力 power of pressure water

      作用于壓水段含水層靜水位上的壓力(計算中常換算成水柱高度)。

2.4

      止水塞 packer of protecting water

      壓水段頂?shù)锥似鹈芊庵顾饔玫姆指粞b置。

2.5

      壓水流量 rate of pressure water

      壓水段高上一定壓力作用下的單位進水量。

2.6

      含水層滲透系數(shù) permeability coefficient of aquifer

      單位水力坡度下單位過水面積上的水的滲透流量。

2.7

      受壓點 acting point of pressure water

      壓水段上壓力的力學作用點。

2.8

      壓水點 design power of water pressure

      壓水時設計的某一試驗壓力值。

2.9

      壓水級差 water pressure difference between the two near design power point

      兩個相鄰壓水點之間的壓力差。

2.10

      含水層最大降深 the longest water-table depression of aquifer

      試驗含水層（組）段靜止水位（混合水位）降至含水層（組）底板的高度。

3 壓水試驗設備及儀器

3.1 壓水泵

      應選用無級調(diào)速泵或滿足壓水流量試驗參數(shù)要求的變檔調(diào)速泵，壓水泵最大壓力不小于最深壓水段靜水壓力的 2.5 倍。

3.2 壓力及流量測量裝置

3.2.1 計量池及計量器：計量池容積應不小于 4m3,并帶有容積刻度；流量測量可采用容積法或流量計法。

3.2.2 壓力表：抗震壓力表量程為設計最大壓水壓力的 1.5~2.5 倍,精度 1.6 級。

3.2.3 壓水時間計量：普通電子表。

4 壓水試驗設計原則

4.1 整個注漿深度內(nèi)可劃分若干壓水段，壓水段的劃分依水文地質(zhì)條件、注漿深度、壓水設備及工藝要求而定。注漿深度小于或等于 600m 時，壓水段高不宜大于 150m；大于 600m 時，不宜大于 300m。

4.2 壓水試驗壓力一般為受壓點靜水壓力的 1.5～2.5 倍，一個壓水段至少選擇三個壓力值。深度小于或等于 600m，壓水級差不小于 0.3MPa；深度大于 600m，壓水級差不小于 0.5MPa。試驗時壓力由小到大。

4.3 壓水試驗應在同一層位的最后一個注漿段注漿前進行。

4.4 當某一壓水點測量最大及最小壓力值之差與平均壓力值的比值小于 10％，并保持 20 min 時，則認為該壓水點壓力已經(jīng)穩(wěn)定，取其平均值作為計算壓水點壓力值。

5 壓水試驗方法及步驟

5.1 鉆進或掃孔至壓水段孔底，沖洗孔內(nèi)巖粉，直到孔口返清水（塌孔地層除外）為止，必要時，用取粉器將巖粉取出。

5.2 記錄壓水段含水層厚度、巖性及涌漏水情況。

5.3 下止水塞前，測量并記錄孔內(nèi)靜止水位。

5.4 止水塞下至預定位置后，拉塞使其處于止水狀態(tài)。

5.5 孔內(nèi)灌水至孔口，觀測并記錄孔口水位變化，孔內(nèi)靜止水位穩(wěn)定并保持 5 min 以上，可轉(zhuǎn)入壓水檢查止水效果。否則，重新止水。

5.6 孔內(nèi)水位無壓狀態(tài)下滿足穩(wěn)定要求后，進行壓水，檢查止水效果。以該段三個壓水點的低壓值進行壓水檢查，若孔內(nèi)返水，說明止水效果不佳，應重新進行止水，直至孔內(nèi)不返水。

5.7 確認止水成功后，按壓水試驗要求進行至少 3  個壓水點的壓水試驗。

5.8 壓水過程中，觀測壓水鉆孔的返水情況及鄰近其它孔的水位變化，水位變化要按相同的時間及時間間隔記錄，前 10min 每分鐘記錄一次壓力及流量，以后每 5min 記錄一次。壓水點轉(zhuǎn)換時每分鐘記錄一次，至少 5min。

5.9 由于偶然或其它因素造成壓水試驗中斷，繼續(xù)壓水時，壓水時間從零算起。

5.10 現(xiàn)場壓水試驗結(jié)束后，壓水記錄應由現(xiàn)場負責人、壓水試驗員、記錄員及監(jiān)理簽字。

5.11 壓水試驗記錄格式參見附錄 A。

6 數(shù)據(jù)處理

6.1 按實測三組或三組以上數(shù)據(jù)（Pi,Qi）繪制 P-Q 關系曲線。如果 P-Q 曲線不通過原點或曲線向 Q 軸方向下凹，說明壓水試驗數(shù)據(jù)有誤，或另有其它原因，需重新試驗。相反，則說明壓水試驗數(shù)據(jù)可靠。

6.2 壓水段單位吸水量的計算應按下步驟進行：

      a）壓水段單位吸水量按公式（1）計算：

      式中：

      W——壓水段單位吸水量，單位為升每米每米每分鐘（L/m.m.min）； 

      Q——壓水流量，單位為升每分鐘（L/min）；                

      P——壓水壓力，換算成水柱高度，單位為米（m）；         

      L——壓水段高，單位為米（m）。

      b）利用 3 次壓水數(shù)據(jù)，采用公式（2）～（5）計算：

      m=1 時，Q～P 為直線，數(shù)學方程為：Q=qP

      1<m<2 時，Q～P 為指數(shù)曲線，數(shù)學方程為：Q=aPb m=2 時，Q～P 為拋物線，數(shù)學方程為：P=aQ+bQ2 m>2 時，Q～P 為對數(shù)曲線，數(shù)學方程為：Q=a+b1gP

      如果 m <1，則壓水試驗數(shù)據(jù)有誤，或另有其它原因，需重新試驗。

6.3 上述各曲線方程中，a、b 均為常數(shù)。應采用最小二乘法對不同的曲線類型進行計算，求出系數(shù) a、b。

6.4 取最大降深值 Sw 計算出相應的流量 Q（此時，P＝Sw），按(1)式求出壓水的吸水量 W。

6.5 滲透系數(shù)按公式（6）計算。

      式中：

      K－滲透系數(shù)，單位為米每天（m/d）； 

      r－鉆孔半徑，單位為米（m）；

      α—系數(shù)，當含水層厚度大于 1/3L 時，取α=1.32；當含水層厚度小于等于 1/3L 時，取α=0.66。

7 井筒涌水量的計算

      井筒涌水量預測按承壓轉(zhuǎn)無壓（水位降至含水層底板）公式（7）和（8）計算：

      式中：

      Q#－預計井筒涌水量，單位為立方米每天（m³/d）；

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