水利检测工作中压水试验分析

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水利检测工作中压水试验分析

济南银河路桥试验检测有限公司 山东济南 250000

摘要：本文将围绕着水利工程检测工作中压水试验展开分析，从原理和试验设备方法两方面对压水试验进行简单分析， 结合实际案例探究压 水试验要点，并进一步研究压水试验的优化策略，以期对实践操作提供一定的参考，为水利事业提供助力。

关键词： 水利检测；水利工程； 压水试验

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引言

压水试验通畅是借助设备向被测区域压水，通过对水压和水量数 据进行计算来得到渗水系数等数据，从而为工程建设过程中设计防渗 方案提供资料支持。我国水利事业发展迅速，新设备和新技术一直在 革新优化，压水试验也形成了相应的操作规范。但是在实际施工中， 压水试验仍然有很多要点需要注意，相关单位在施工时只有严格遵守 规范标准，把握试验要点，并结合环境和要求不断优化， 才能保证数 据的准确性和可靠性。

一、压水试验流程

1试验原理

常见的压水试验方法一般选择气囊法， 气囊法通过在钻孔中放置 止水栓塞，该试验区域会受到止水栓塞的影响而被隔离， 然后通过活 塞式泵类设备将岩体中的水吸入到试验区域，同时对不同压力下进入 岩体的水量进行测量，测量结果能够反映出该试验区域的岩体渗透能 力等相关指标。

2相关设备及技术

2 ．1 设备

压水试验的主要设备包含止水栓塞，活塞式往复泵用来作为供水 设备其供水流量为 160L/MIN，供水压力为 1.9MPa，测量设备由水表， 压力表， 水位计和测钟设备组成。

2 ．2 方法

为了保证压水实验获得良好的实验结果，在进行压水实验时应当 依据水利水电工程钻孔压水试验规程以及水利水电地质勘察规范中规 定的相关操作流程和规范开展压水试验， 具体的压水试验应当依照以 下流程开展：

首先要对钻孔进行清孔工作， 清孔工作应当包含全部孔深，清洗 过程中所选择的流量应当为活塞式往复泵的最大流量。其次要对测量 过程中所涉及到的各类测量仪表进行测试，保证其处于正常的工作状 态以及良好的连接。完成试验设备的连接之后， 首先应当对钻孔内的 水位进行观测， 然后放置止水栓塞到试验区段， 并保证每一个止水栓 塞之间保持不低于 5 米的距离。然后再次观测孔洞中的水位，并保证 观测周期不低于 5 分钟。随着孔洞内的水位发生变化，如果水位的下 降速度连续两次低于 5cm/min，可以将该空洞中的水位深度作为压力 起始点。接下来对孔洞中进行注水，并持续观测水位的变化，注水过 程中应当保持5 个不同等级的注水压力， 这些压力分别为 0 ．40MPa、 0 ．70MPa、1 ．10MPa、0 ．50MPa、0 ．20MPa。将注水至指定压力时 应当保证该压力 6-8 分钟，并测得几种不同压力下进入岩体裂隙的水 量

二、水利检测工作中压水试验案例分析

1工程简述

为了能够获得该水电站两侧岩体渗透性的分布规律，首先需要在 事先设定的剖面上进行钻孔压水试验，对于该实验所获得的数值公式 2进行换算最终获得两侧岩体的渗透系数，为了能够进一步提高压水 试验的精确性， 通过对渗透系数采用离散化算法并按照相应的埋深来 开展拟合过程， 最终获得的渗透系数与埋深的指数呈现出负相关关系。

考虑到该水利工程本身所处的位置显示出了高山峡谷地貌，进行 数据分析的过程中，使用了统计学原理来对压水试验数据开展计算分 析，通过拟合后所获得的初始渗透系数以及衰减系数的数值较高，埋 深和渗透系数的拟合曲线大于 0.8，表明该数值符合试验相关条件。通 过拟合获得的结果可以说明左右两岸岩体所呈现出的衰减呈现出较为 相似的关系，这表明相同的岩体所呈现出的渗透系数的变化规律存在 相似性，岩体自己的特性和岩体的渗透特点存在某种直接联系， 在进 行拟合的过程中所获得的渗透系数分别为 0.374 2 m/d和 0.183 2 m/d。又因为针对左右两侧岩体所开展的压水实验覆盖的埋深范围有着 明显的区别，同时岩体的裂隙发育程度也存在着较大的差异这使得相 同岩体的岩性所对应的岩体初始渗透系数也产生了较大的差异， 这说 明风化卸荷作用能够直接影响岩体渗透性。

岩体通常所受到的风化卸荷作用大多集中在构造破碎带和裂隙 带，风化作用能够影响岩体，使其呈现出松弛和拉链状态，这种状态 下的岩体的渗透性能呈现出较为明显的连通性， 并且在结构面的张开 度也会受到这种拉链和松弛作用的影响， 最终改变了岩体练习的渗透 能力。风化卸荷作用所产生的数量大小会使得岩体的渗透性能产生较 大的差异，风化程度超高的通常集中在坡面，同时使得卸荷裂隙产生

了明显的发育现象，因此可以确定坡面的岩体渗透性会大于坡内的岩 体渗透性，这是由风化程度决定的

因为该水利工程左右岩体的渗透系数在拟合过程中所获得的结果 存在明显的关联，所以在开展压水试验的过程中具备较高的应用价值， 在进行钻孔的过程中左岸的钻孔数量大于右岸的数量，所获得的实

验 数据包含了横 II-II、横Ⅲ’-Ⅲ’和横Ⅳ- Ⅳ三个剖面。通过将不同剖面中 所分布的钻孔对应的岩体风化卸荷信息进行归类分析，分析的过程中 以弱线和下限作为分界点，该分界点分隔了风化卸荷岩体和无卸荷微 新岩体， 这使得拟合分析获得了更加丰富的数据，能够有效地反映出 压水实验针对不同分化结合程度所获得的岩体渗透性能。

通过压水试验数据所开展的拟合过程， 能够较为清晰的对该水利 工程的左右沿岸岩体渗透性能的分布情况进行反映，通过这些数据能 够得出一下结果：首先， 该水利工程的左岸相同铺面所存在的岩体渗 透系数因埋深差异而显示出了明显的区别，透水性能随着埋深的增加 而出现下降趋势。其次， 因为不同剖面在相同埋深处的岩体渗透性有 着较大的差异， 这反映出在进行压水试验时所获得的裂隙发育程度呈 现出了较大的差异，这说明裂隙岩体渗透存在明显的非匀质性。因此 在具体的工程中要明确岩体渗透特性受到非均质性带来的影响， 使得 该区域的岩脉， 断裂带和软弱夹层都呈现出明显的非均质性。特别是 断层的渗透性能受到了断层演化过程的力学变化影响，使得断层呈现 出较为明显的发育深度以及断层间表现出的破碎状态。这对于水流的 运动产生了辅助作用。因为断层两侧存在明显的破碎带， 使得地下水 会沿着破碎带运动，综合这些特性的反映说明了压水试验对于水利水 电工程有着非常重要的意义。

通过实验数据可以明确横 II-II剖面所存在的无卸荷微新岩体的初 始渗透系数为0.1680 6 m/d、衰减系数 α 为 0.019 2 风化卸荷岩体 的初始渗透系数为 0.695 9 m/d，衰减系数为 0.036.6 横Ⅲ’-Ⅲ’剖面 风化卸荷岩体的初始渗透系数为 0.5832 6 m/d、衰减系数 α 为 0.042 0，无卸荷微新岩体的初始渗透系数为 0.364 2 m/d、衰减系数 α为 0.026 5；横Ⅳ - Ⅳ剖面无卸荷微新岩体的初始渗透系数为 0.121 8 m/d、衰减系数 α 为 0.017 3。风化卸荷岩体的初始渗透系数分别为 0.336 2m/d、衰减系数 α 为 0.0742 5 。通过以上数据可以明确， 这三个不同的剖面所测的数值反映出来的初始渗透系数和衰减系数数 值偏低表明其受到风化的影响较小，岩体的完整度较高， 同时风化卸 荷岩体的数值大于相同剖面的微型岩体。

这些数据同时还呈现出风化结合岩体和微型岩体在初始渗透系数 和衰减系数中所表现出来的数值差异，这些数值差异反映出了岩体风 化卸荷程度存在着较大的不同， 具体说明如下： 通过比对可以发现横 II-II剖面的风化卸荷岩体的渗透系数初始值高于其余剖面， 表明该剖 面附近包含了较为密集的断层， 因为渗透能力的数值较高所以也反映 出该区域的破碎程度较为明显， 通过对断面裂隙相关数据的比对，证 实了该剖面附近的钻孔存在 F3 F4 两条较为明显的透水断层，其透水 能力可以被划分为中等级别。通过在不同高程中的测量数值还可以反 映出该区域存在松弛程度较为明显的裂缝，且在断面体系中反映出了 发育特性，使得周边岩体的渗透系数较高，最终获得的拟合数值也证 实了这个推断。其次， 横Ⅳ- Ⅳ剖面无卸荷微新岩体的渗透系数初始值 和衰减系数为三个剖面中最小， 因为受到左岸低高程区域的岩体松弛 度以及变形破裂较小，表明该区域的地质形态较为完整， 破裂张开度 较小，所以使得该区域的风化卸荷岩体的透水能力较差。通过对横 II 和横III等三个剖面的压水试验所获得数据进行对比发现其风化卸荷 岩体的衰减系数呈现出明显的下降趋势， 证明了左岸表层岩体的渗透 系数受到了多种因素的影响，使其呈现出随着深度的增加而出现了明 显的衰减趋势。

结束语

综上所述，水利工程在施工中容易受到地质条件的影响和限制， 压水试验作为水利检测工作的重要内容， 能够对岩体的渗水系数等数 据进行分析，进而分析岩体对工程的影响。在压水试验过程中， 相关 单位必须要严格把控设备的质量和性能， 做好设备检测和调试， 施工 人员要不断自我提升，增加专业素养和操作经验，并严格按照相关规 范进行操作，通过综合手段保证压水试验水平， 从而为提升水利工程 质量和运行周期打好基础。

作者简介：蒋川：1983 年 男 汉族 山东 济南 本科 水利检 测方向

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