充填、基础帷幕灌浆计算实例要点.pdf
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1、1 充填、基础帷幕灌浆计算实例 一、钻孔注水试验渗透系数的计算方法 注水过程中一般用套管隔离非注水段,在试验段进行注水试验,试验采 用定水头高度注水试验。 1、试验段长为 5m 、或试验段长大于5m时,采用下列公式: K= 0.366 SL Q Ig 2L r 2、试验段长度小于或等于4m时,采用下列公式: K 11 2 r4 0.08 sr Q 试中:K渗透系数(cm s) 、Q稳定注入流量(m 3昼夜) (注入试段内水量)、 L 试验段长度( m ) 、S孔中水头高度( m ) 、r 钻孔半径( m ) 。 实例 1:某工程注水试验参数计算见下表: 某工程压 (注)水试验记录表 孔号 ZK
2、1 孔深 5.3m 试验段由0.0 m 至 5.3m,共计 5.3m, 钻孔直径130mm 柱塞位置 m, 地下水位深度 m 地下水位深度 m, 压力表至孔口距离 m 日期压(注)水时间水表读数 (升) 每分钟 注入量 (L) 压力 (MPa) 月日班开始 (时:分) 读数 (时:分) 间隔 (分) 开始间隔 读数 间隔 注入量 压力表 读数 水柱 压力 全压力 9 5 中10.30 10.35 5 246 502.0 256.0 51.2 10.40 5 756.7 254.7 50.94 10.45 5 1010.0 253.3 50.66 10.50 5 1262.0 252.0 50.
3、4 10.55 5 1514.0 252.0 50.4 0.0265 0.0265 稳定流量的的概念: 在保持水头不变的条件下, 每分中注入量最大值与最小 值之差小于最终值的10%,即可终止观测, 取最终值为计算值。 供水设备应保证 出水率 100L/min 以上,水表最小读数值0.1L。压力表最小读数值0.01Mpa。 该孔试验段长L=5.3m、稳定注入流量: Q=50.4(min/L )60(min)24 (小时) 72.58(m/昼夜) ,孔中水头高度: S=0.0265 浆水柱压力换算成水头 高度得 0.O265100=2.65m (换算方法: 1MPa 100m 、0.1MPa 10
4、m 、0.01MPa 1m 。 ) ,r 钻孔半径: 130mm (130210000.065m) ,将试验数化为米计算。 解: K= 0.3667258 26553 Ig 210 0065 4.705m/昼夜 100864000.005445602、 经过换算 5.45 10 3cm/s。 2 实例 2:某工程注水试验参数计算见下表: 某工程压 ( 注) 水试验记录表 孔号 ZK1 孔深 8.8m 试验段由5.1 m 至 8.8m,共计 3.7m, 钻孔直径130mm 柱塞位置 m,地下水位深度 m,压力表至孔口距离 m 日期压(注)水时间水表读数 (升) 每分钟 注入量 (L) 压力 (M
5、Pa) 月日班开始 (时:分) 读数 (时:分) 间隔 (分) 开始间隔 读数 间隔 注入量 压力表 读数 水柱 压力 全压力 9 5 中18.04 18.09 5 693 928.5 235.5 47.1 18.14 5 1162.5 234.0 46.8 18.19 5 1395.0 232.5 46.5 18.24 5 1626.0 231.0 46.2 18.29 5 1857.0 231.0 46.2 0.044 0.044 该孔试验段长L=3.7m、稳定注入流量: Q=46.2(min/L )60(min)24 (小时) 66.528(m 3/ 昼夜) ,S 孔中水头高度:浆水柱压
6、力换算成水头高度得 0.044 100=4.44m(换算方法: 1MPa 100m 、0.1MPa 10m 、0.01MPa 1m 。 ) ,r 钻孔半径: 130mm (130210000.065m) ,将试验数化为米计算。 解: K 11 24 0.08 0 065 66 528 4440065 32.16m/昼夜 1086400 0.003722、经过换算 3.72 10 3cm/s。 二、钻孔压水试验透水率的计算方法 透水率的计算须按水利水电工程钻孔压水试验规程 SL312003进行检查, 在确认压水试验正确后、才能进行计算,计算时按下列规定进行检查: 1、基本规定 1、 试验方法与试
7、段长度 、钻孔压水试验应随钻孔的加深自上而下地用单栓塞分段隔 离进行。岩石完整、孔壁稳定的孔段,可采用双栓塞分段进行。 、试段长度宜为 5m。含断层破碎带、裂隙密集带、岩溶洞穴等的孔段, 应根据具体情况确定试段长度。 相邻试段应互相衔接, 可少量重叠,但不能漏段。 残留岩芯可计入试段长度之内。 2、 压力阶段与压力值 、压 水 试 验 应 按 三 级 压 力 、 五 个 阶 段 即 P1-P2-P3-P4(=P2)- P5(= P1),P1 P2 P3 进行。 P1、P2、P3 三级压力宜分 别为0.3MPa 、0.6MPa 和1MPa 。当试段埋深较浅时,宜适当降低试段压力。 、试段压力的确
8、定应遵守下列规定:当用安设在与试段连通的测压管上的 压力计测压时,试段:压力按下公式计算: P=Pp+Pz 式中: P:试段压力 (MPa);Pp:压力计指示压力 (MPa);Pz:压力计中心至 压力计算零线的水柱压力(MPa)。 当用安设在进水管上的压力计测压时,试段压力按下:P=Pp+Pz-Ps 式中: Ps:管路压力损失 (MPa);其余符号同前式。 3、压力计算零线的确定应遵守下列规定: 3 、当地下水位在试段以下时,压力计算零线为通过试段中点 的水平线; 、当地下水位在试段以内时,压力计算零线为通过地下水位 以上试段中点的水平线; 、当地下水位在试段以上时,压力计算零线为地下水位线。
9、 4、试验设备 、栓塞长度不小于 8 倍钻孔直径; 、止水可靠、操作方便。 、试验用的水泵应工作可靠,压力稳定,出水均匀;在1MPa 压力下,流 量能保持 100L/min。在无法采用静水头供水的条件下,水泵出口应安装容积大于 5L 的稳压空气室。吸水龙头外应有 1 2 层孔径小于 2mm 的过滤网。吸水龙头 至水池底部的距离不小于0.3m。供水调节阀门应灵活可靠, 不漏水,且不宜与钻 进共用。 测量压力的压力表和压力传感器应反应灵敏,卸压后指针回零,量测范 围应控制在极限压力值的1/3 3/4 之间;压力传感器的压力范围应大于试验压 力。 流量计应能在 1.5MPa 压力下正常工作,量测范围
10、应与水泵 的出力相匹配,并能测定正向和反向流量。 采用万用电表水位计应灵敏可靠,不受孔壁附着水或孔内滴水的影响。水 位计的导线应经常检测。 5、 现场试验 、现场试验工作应包括洗孔、下置栓塞隔离试段、水位测量、 仪表安装、压力和流量观测等步骤。试验开始时,应对各种设备、仪表的性能和 工作状态进行检查,发现问题立即处理。 、洗孔应采用压水法,洗孔时钻具应下到孔底,流量应达到 水泵的最大出力,至孔口回水清洁,肉眼观察无岩粉时方可结束。 当孔口无回水时,洗孔时间不得少于 15min 。 下栓塞前应对压水试验工作管进行检查,不得有破裂、弯 曲、堵塞等现象。接头处应采取严格的止水措施。 栓塞应安设在岩石
11、较完整的部位,定位应准确。 当栓塞隔离无效时, 应分 析原因,采取移动栓塞、更换栓塞等措施。移动栓塞时只能向上移,其范围不应 超过上一次试验的塞位。 6、水位观测 下栓塞前应首先观测一次孔内水位,试段隔离后, 再观测工作管内水位。 工 作管内水位观测应每隔 5min 进行一次。当水位下降速度连续两次均小于 5cm/min 时,观测工作即可结束, 用最后的观测结果确定压力计算零线。在工作 管内水位观测过程中如发现承压水时, 应观测承压水位。当承压水位高出管口时, 应进行压力和涌水量观测。 7、压力和流量观测 、在向试段送水前,应打开排气阀,待排气阀连续出水后, 再将其关闭。流量观测前应调整调节阀
12、,使试段压力达到预定值并保持稳定。 、流量观测工作应每隔 1 2min 进行一次。当流量无持续增 大趋势,且五次流量读数中最大值与最小值之差小于最终值的 10% ,或最大值与最小值之差小于1L/min 时,本阶段试验即可结 4 束,取最终值作为计算值。 、将试段压力调整到新的预定值,重复上述试验过程,直到 完成该试段的试验。在压水试验结束前,应检查原始记录是否齐全、正确,发现 问题必须及时纠正。 8、试验资料整理 试验资料整理应包括校核原始记录,当第4 压力点与第 2压力点、第5压力点 与第1压力点的流量值绝对差不大于1L/min 或相对差不大于 5% 时, 可认为基本重 合。 试段透水率采用
13、第三阶段的压力值(P3) 和流量值 (Q3)按下计算公式: q Q3 LP 3 式中: q:试段的透水率 (Lu) 、L:试段长度 (m)、Q3 :第三阶段的计算流量 (L/min) 、P3:第三阶段的试段压力 (MPa)。 5 实例 1:某工程压水试验参数计算见下表:地下水位在试段以上 。 孔号 ZK5 孔深 15.7m 试验段由 10.6 m至 15.7m, 共计 5.1m, 钻孔直径 110mm 柱塞位置 10.6 m ,地下水位深度 0.8m ,压力表至孔口距离 1.2 m 日期压(注)水时间水表读数 (升) 每分钟 注入量 (L) 压力 (MPa) 月日班开始 (时:分) 读数 (时
14、:分) 间隔 (分) 开始间隔 读数 间隔 注入量 压力表 读数 水柱 压力 全压力 9 4 中9.10 9.12 2 703 720.5 17.5 8.75 0.1 0.02 0.12 9.14 2 738.6 18.1 9.05 0.1 0.02 0.12 9.16 2 757.2 18.6 9.03 0.1 0.02 0.12 9.18 2 776 19.2 9.6 0.1 0.02 0.12 9.19 9.21 2 786.0 817.3 31.3 15.65 0.2 0.02 0.22 9.23 2 849.2 31.9 15.95 0.2 0.02 0.22 9.25 2 881.
15、6 32.4 16.2 0.2 0.02 0.22 9.27 2 914.6 33.0 16.5 0.2 0.02 0.22 9.28 9.30 2 931.1 974.3 43.2 21.6 0.3 0.02 0.32 9.32 2 1018.1 43.8 21.9 0.3 0.02 0.32 9.34 2 1062.5 44.4 22.2 0.3 0.02 0.32 9.36 2 1107.5 45.0 22.5 0.3 0.02 0.32 9.37 9.39 2 1130.0 1161.5 31.5 15.75 0.2 0.02 0.22 9.41 2 1193.6 32.1 16.05
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