五点法压水试验在阁山水库工程固结灌浆工程质量检测中的应用

第2卷第1期2019年1月
水利科学与寒区工程
Hydro Science and Cold Zone Engineering
Vol.2! No.1
Jan. ,2019
马耀辉，李向东，熊复慧.五点法压水试验在阁山水库工程固结灌浆工程质量检测中的应用[J].水利科学与寒区工程! 2019, 2(1)：89-92.
五点法压水试验在阁山水库工程固结灌浆工程
质量检测中的应用
马耀辉，李向东，熊复慧
(黑龙江省水利科学研究院，黑龙江哈尔滨150080)
摘要：固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液或化学浆液压人岩体中，使之封闭裂隙，加强基岩的完整性!
达到提高岩体强度和刚度的目的。

钻孔压水试验是工程、地质勘察中常见的一种原位渗透试验，其主要测定岩体 的透水性，为岩体渗透特性评价提供依据。

五点法是精确压水试验，本文通过五点法压水试验检测阁山水库工程 固结灌浆质量，为基础岩体渗透性评价提供依据。

关键词：固结灌浆-五点法；透水率
中图分类号：T V543+.18 文献标志码：A文章编号$2096-5419(2019)01-0089-04
1工程概况
阁山水库位于呼兰河右岸支流诺敏河上，工 程总投资38. 52亿元，建设总工期46个月。

工程 主要包括大坝、溢洪道、诺东及诺西灌溉输水洞、电站及鱼道。

大坝、溢洪道、灌溉输水洞、电站 等主体建筑为2级建筑物，抗震设计烈度为6%设 计洪水标准为100 a —遇-下游消能防冲建筑物防 洪标准为50 a—遇。

正常蓄水位230. 00 m，总库 容4.04亿m3，兴利库容2.19亿m3，防洪库容 0.81 亿 m3,
坝址地处高平原区第四系洪积层，坝基上部 为低液限黏土，下部为强透水的级配良好细砾层，底部为基岩。

松散层渗漏以级配良好细砾层渗漏 为主，基层为泥质粉砂岩[1]。

受中国水利水电第四工程局有限公司阁山水 库工程一标段项目部的委托，对黑龙江省诺敏河 阁山水库工程第一标段闸室固结灌浆工程质量进 行检测。

2检测项目及要求
单点法压水试验和五点法压水试验均是了解岩石透水性的一种方法。

单点法是指压水采用单 一压力，压水时间20 min，以最终值计算透水率。

例如，压力为1.0 M P a，其压水要求达到稳定标准 再结束。

五点法是指由五个压力过程，比如 0.3M P a、0.6 M P a、. 0 M P a、0.6 M P a、0.3M P a，五个压力阶段都至少压水20 m i n并且每级压水都 需达到稳定标准才能结束，五点法根据压水成果 可以判定其属于层流、紊流、扩张、冲蚀、充填 等五种压水试验曲线类型。

两种压水具体压力在 工程中有不同规定，单点法多用于了解岩石透水 性，五点法不仅可以掌握岩石透水性，而且可间 接判断岩石的耐压性能及其他物理指标#],
根据两种检测方法特性及工程技术要求，采 五点法 水试 进行检 ，水试
选取为灌浆压力的80%。

工程设计透水率指标为 不大于10 L u。

按照检测规范要求及灌浆量，在固 结灌浆影响区内选取11个点做压水试验。

3检测方法
(1)洗孔。

洗孔采用压水法，洗孔时钻具下到 孔底，流量达到水泵最大出力。

洗孔洗至回水为
收稿日期$2018-08-08
作者简介：马耀辉(1979-)，男，黑龙江桦南人，高级工程师，主要从事水工材料方面的研究工作。

E-mail:342217820@ 。

水利科学与寒区工程 第2卷
清洁时，且不小于15min 。

(2)
试段隔离。

下栓以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。

栓塞应安设在岩石较光整的部位，定位应 准确。

(3)
水位观测。

下栓塞前应首先观测1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5m i n 进行1次，当水位下降 速度连续2次均小于5c m /m i n 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。

%)压力和流量观测。

预设5个压力值，P 1、 P 2、P 3为升压，P 4和P 5为降压，且满足P 1 = P 5, P 2 = P 4, P 3 = 80%灌浆压力。

将管内空气排净后关闭排气阀，调节压力至 预设压力值并保持稳定。

流量观测工作应每隔1" 2m i n 进行1次，当流量无持续增大趋势，且5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 /m i n 时，本 阶段试验即可结束，取最终值作为计算值。

将试段压力调整到新的设定值，重复上述试 验过程，直到完成该试段的试验。

4数据处理
(1)压水试验岩体透水率计算。

压水试验共有
三级压力五个阶段，一般选用最大压力阶段的流 量和
计算
的 水。

水 的
为吕荣(L u )，在1M P a 试验压力时每米试段内每 分钟压入的水量为1L 。

定义公式如式（1)所示， 为了对试验段岩体在不同压力条件下的渗透状态
进行对比，按式％ )计算在每阶段时试验段岩体透
水。

q = Q /(L X P )
%)
式中：g 为试段的吕荣值(透水率），L u - Q 为试验 段压入流量，L /min- P 为作用于试段内的压力 值，M P a - H 为试段长度，m 。

(2)压水试验P "Q 曲线绘制。

根据每个试验 段压水试验过程中不同压力和对应的流量绘制P " Q 曲线，纵轴为压力P (M P a )，横轴为流量 Q (L /min)。

P "Q 曲线在升压阶段用实线连接，
阶
接,当 水试 在
阶
段压入流量仍为0L /m i n 时，不必绘制P "Q 曲 线，只用岩体的透水率表示。

5检测及结果
阁山水库工程第一标段固结灌浆压水试验开
始于2018年4月15日，为了准确、及时完成本次 灌浆质量检测，我单位投入了三名技术人员及相 应的检测设备。

检测设备见表1。

表1
压水试验仪器设备表
号设数量/个
用途备注1钻机2钻孔、加压
含压力装置
2秒表2计时3
量计/ 量2量
4水计1观测水位/深度
5手钻2辅助6
钢尺
3
距离测量
2018年4月18日压水试验完成，检测部位与 检测结果见表2及图1。

表2
阁山水库工程第一标段固结灌浆钻孔压水试验检测结果
序号 孔号 检测日期 设计透水率/Lu
全压力/M P a
计算压人流量/(L . min-1)透水率/Lu
结论1112-J-122 4 月15 日#100. 3214. 98.81合格293-J-103 4 月15 日100. 328. 5 5. 3合格395-J-105 4 月15 日100. 327.99 5.合格4194-J-204 4 月16 日100. 3213.788.61合格5157-J-167 4 月16 日100. 329.82 6.14合格6149-J-159 4 月16 日100. 3214.388.99合格7190-J-200 4 月16 日100. 3213.448.4合格847-J-57 4 月18 日100. 3210. 38 6.49合格949-J-59 4 月18 日100. 3211.647.28合格107-J-17 4 月18 日100. 3211.247. 3合格11
2-J-12
4 月18 日
10
0. 32
10. 26
6.41
合格
• 90 •
第1期马耀辉，等.五点法压水试验在阁山水库工程固结灌浆工程质量检测中的应用
2
4
6
8
10
12
14
16
压人水量(^/(L m i n 1)
⑻112-J-122；!袁法压水试验P~Q 曲线
2
4
6
8
10
12
14
16
压入水量Q/{L miir1)
(d )194-J -204_法压水试验P~Q 曲线
2 4 6 8 10 12 14 16
A7JC m Q/(L -min1)
(f) 149-J-159五点法压水试验P~Q 曲线
2 4 6 8 10 12 14 16
压入水量<方(L • miir1)
(g) 190-J-200；!袁法压水试验P~Q 曲线
2
4
6
8
10
12
14
压入水量Q/(L • m i n 1)
⑴49-J-59五点法压水试验P~Q 曲线
0.35r
0.30- I 0.25-
压人水量Q J ^fL•miIr1)
(k)2-J-12至运法压水试验P~Q 曲线
图1
阁山水库工程压水试验P 〜Q 曲线
^ 0.30^ 0.30
0.10
0.10
-R 0.15-R 0.15
0.10
0.15
0.10
£ 0.30
£ 0.30
0.15
0.15
0.10
0.20
0.15
0.10
• 91 •
水利科学与寒区工程第2卷
A结论
阁山水库第一标段闸室固结灌浆各检测孔压 水试验透水率均符合设计要求：最大透水率为8. 99 L u，最小透水率为5.O O L u，平均透水率为 7. l l L u，各孔透水率均小于设计标准值10 L u，压水试验P〜Q曲线属于紊流型，合格率100%，灌浆效果良好。

参考文献：
黑龙江省水利水电勘探设计研究院，黑龙江省绥棱县诺敏河 阁山水库工程施工图集[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘 探设计研究院，2016.
#]中华人民共和国水利部.水工建筑物水泥灌浆施工技术规范：SL 62 2014[S].北京：中国水利水电出版社，2015.
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