大壩壩體充填、基礎帷幕灌漿計算公式及實題.doc

大壩壩體充填、基礎帷幕灌漿計算公式及實題一、鉆孔注水試驗滲透系數(shù)的計算方法 注水過程中一般用套管隔離非注水段，在試驗段進行注水試驗，試驗采用定水頭高度注水試驗。 1、試驗段長為5m、或試驗段長大于5m時，采用下列公式： K=Ig 2、試驗段長度小于或等于4m時，采用下列公式： K 試中：K滲透系數(shù)（cms）、Q穩(wěn)定注入流量（m3晝夜）（注入試段內(nèi)水量）、L試驗段長度（m）、S孔中水頭高度（m）、r鉆孔半徑（m）。實例1：某工程注水試驗參數(shù)計算見下表：某工程壓(注)水試驗記錄表孔號 ZK1 孔深5.3m 試驗段由0.0 m至5.3m， 共計5.3m, 鉆孔直徑130mm柱塞位置 m，地下水位深度 m 地下水位深度 m，壓力表至孔口距離 m日期壓（注）水時間水表讀數(shù)(升)每分鐘注入量(L)壓力(MPa)月日班開始(時:分)讀數(shù)(時:分)間隔(分)開始間隔讀數(shù)間隔注入量壓力表讀 數(shù)水柱壓力全壓力95中10.3010.355246502.0256.051.210.405756.7254.750.9410.4551010.0253.350.6610.5051262.0252.050.410.5551514.0252.050.40.02650.0265穩(wěn)定流量的的概念：在保持水頭不變的條件下，每分中注入量最大值與最小值之差小于最終值的10%，即可終止觀測，取最終值為計算值。供水設備應保證出水率100L/min以上，水表最小讀數(shù)值0.1L。壓力表最小讀數(shù)值0.01Mpa。該孔試驗段長L=5.3m、穩(wěn)定注入流量：Q=50.4（min/L）60（min）24（小時）72.58（m/晝夜），孔中水頭高度：S=0.0265漿水柱壓力換算成水頭高度得0.O265100=2.65m（換算方法：1MPa100m、0.1MPa10m、0.01MPa1m。），r鉆孔半徑：130mm（130210000.065m），將試驗數(shù)化為米計算。 解：K=Ig4.705m/晝夜100864000.005445602、經(jīng)過換算5.45103cm/s。實例2：某工程注水試驗參數(shù)計算見下表：某工程壓(注)水試驗記錄表孔號 ZK1 孔深8.8m 試驗段由5.1 m至8.8m， 共計3.7m, 鉆孔直徑130mm柱塞位置 m， 地下水位深度 m，壓力表至孔口距離 m日期壓（注）水時間水表讀數(shù)(升)每分鐘注入量(L)壓力(MPa)月日班開始(時:分)讀數(shù)(時:分)間隔(分)開始間隔讀數(shù)間隔注入量壓力表讀 數(shù)水柱壓力全壓力95中18.0418.095693928.5235.547.118.1451162.5234.046.818.1951395.0232.546.518.2451626.0231.046.218.2951857.0231.046.20.0440.044該孔試驗段長L=3.7m、穩(wěn)定注入流量：Q=46.2（min/L）60（min）24（小時）66.528（m3/晝夜），S孔中水頭高度：漿水柱壓力換算成水頭高度得0.044100=4.44m（換算方法：1MPa100m、0.1MPa10m、0.01MPa1m。），r鉆孔半徑：130mm（130210000.065m），將試驗數(shù)化為米計算。 解：K32.16m/晝夜10864000.003722、經(jīng)過換算3.72103cm/s。二、鉆孔壓水試驗透水率的計算方法透水率的計算須按水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程SL312003進行檢查，在確認壓水試驗正確后、才能進行計算，計算時按下列規(guī)定進行檢查：1、基本規(guī)定1、 試驗方法與試段長度 、鉆孔壓水試驗應隨鉆孔的加深自上而下地用單栓塞分段隔離進行。巖石完整、孔壁穩(wěn)定的孔段，可采用雙栓塞分段進行。、試段長度宜為 5m。含斷層破碎帶、裂隙密集帶、巖溶洞穴等的孔段，應根據(jù)具體情況確定試段長度。相鄰試段應互相銜接，可少量重疊，但不能漏段。殘留巖芯可計入試段長度之內(nèi)。2、 壓力階段與壓力值、壓 水 試 驗 應 按 三 級 壓 力 、 五 個 階 段 即P1-P2-P3-P4(=P2)- P5(= P1)，P1 P2 P3進行。P1、P2、P3 三級壓力宜分別為0.3MPa、0.6MPa 和1MPa。當試段埋深較淺時，宜適當降低試段壓力。、試段壓力的確定應遵守下列規(guī)定：當用安設在與試段連通的測壓管上的壓力計測壓時，試段：壓力按下公式計算： P=Pp+Pz式中：P：試段壓力(MPa)；Pp：壓力計指示壓力(MPa)；Pz：壓力計中心至壓力計算零線的水柱壓力(MPa)。當用安設在進水管上的壓力計測壓時，試段壓力按下：P=Pp+Pz-Ps 式中：Ps：管路壓力損失(MPa)；其余符號同前式。3、壓力計算零線的確定應遵守下列規(guī)定：、當?shù)叵滤辉谠嚩我韵聲r，壓力計算零線為通過試段中點的水平線；、當?shù)叵滤辉谠嚩我詢?nèi)時，壓力計算零線為通過地下水位以上試段中點的水平線；、當?shù)叵滤辉谠嚩我陨蠒r，壓力計算零線為地下水位線。4、試驗設備、栓塞長度不小于8 倍鉆孔直徑；、止水可靠、操作方便。、試驗用的水泵應工作可靠，壓力穩(wěn)定，出水均勻；在1MPa 壓力下，流量能保持100L/min。在無法采用靜水頭供水的條件下，水泵出口應安裝容積大于 5L 的穩(wěn)壓空氣室。吸水龍頭外應有 12 層孔徑小于2mm 的過濾網(wǎng)。吸水龍頭至水池底部的距離不小于0.3m。供水調(diào)節(jié)閥門應靈活可靠，不漏水，且不宜與鉆進共用。 測量壓力的壓力表和壓力傳感器應反應靈敏，卸壓后指針回零，量測范圍應控制在極限壓力值的1/33/4 之間；壓力傳感器的壓力范圍應大于試驗壓力。流量計應能在 1.5MPa 壓力下正常工作，量測范圍應與水泵的出力相匹配，并能測定正向和反向流量。采用萬用電表水位計應靈敏可靠，不受孔壁附著水或孔內(nèi)滴水的影響。水位計的導線應經(jīng)常檢測。5、 現(xiàn)場試驗、現(xiàn)場試驗工作應包括洗孔、下置栓塞隔離試段、水位測量、儀表安裝、壓力和流量觀測等步驟。試驗開始時，應對各種設備、儀表的性能和工作狀態(tài)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。、洗孔應采用壓水法，洗孔時鉆具應下到孔底，流量應達到水泵的最大出力，至孔口回水清潔，肉眼觀察無巖粉時方可結(jié)束。當孔口無回水時，洗孔時間不得少于 15min。下栓塞前應對壓水試驗工作管進行檢查，不得有破裂、彎曲、堵塞等現(xiàn)象。接頭處應采取嚴格的止水措施。栓塞應安設在巖石較完整的部位，定位應準確。當栓塞隔離無效時，應分析原因，采取移動栓塞、更換栓塞等措施。移動栓塞時只能向上移，其范圍不應超過上一次試驗的塞位。6、水位觀測下栓塞前應首先觀測一次孔內(nèi)水位，試段隔離后，再觀測工作管內(nèi)水位。工作管內(nèi)水位觀測應每隔 5min 進行一次。當水位下降速度連續(xù)兩次均小于5cm/min 時，觀測工作即可結(jié)束，用最后的觀測結(jié)果確定壓力計算零線。在工作管內(nèi)水位觀測過程中如發(fā)現(xiàn)承壓水時，應觀測承壓水位。當承壓水位高出管口時，應進行壓力和涌水量觀測。7、壓力和流量觀測、在向試段送水前，應打開排氣閥，待排氣閥連續(xù)出水后，再將其關閉。流量觀測前應調(diào)整調(diào)節(jié)閥，使試段壓力達到預定值并保持穩(wěn)定。、流量觀測工作應每隔 12min 進行一次。當流量無持續(xù)增大趨勢，且五次流量讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min 時，本階段試驗即可結(jié)束，取最終值作為計算值。、將試段壓力調(diào)整到新的預定值，重復上述試驗過程，直到完成該試段的試驗。在壓水試驗結(jié)束前，應檢查原始記錄是否齊全、正確，發(fā)現(xiàn)問題必須及時糾正。8、試驗資料整理試驗資料整理應包括校核原始記錄，當?shù)? 壓力點與第2壓力點、第5壓力點與第1壓力點的流量值絕對差不大于1L/min 或相對差不大于5%時，可認為基本重合。試段透水率采用第三階段的壓力值(P3)和流量值(Q3)按下計算公式：q 式中：q：試段的透水率(Lu)、L：試段長度(m)、Q3：第三階段的計算流量(L/min)、P3：第三階段的試段壓力(MPa)。實例1：某工程壓水試驗參數(shù)計算見下表：地下水位在試段以上?？滋?ZK5 孔深15.7m 試驗段由10.6 m至15.7m， 共計5.1m, 鉆孔直徑110mm柱塞位置 10.6 m，地下水位深度 0.8m ，壓力表至孔口距離 1.2 m日期壓（注）水時間水表讀數(shù)(升)每分鐘注入量(L)壓力(MPa)月日班開始(時:分)讀數(shù)(時:分)間隔(分)開始間隔讀數(shù)間隔注入量壓力表讀 數(shù)水柱壓力全壓力94中9.109.122703720.517.58.750.10.020.129.142738.618.19.050.10.020.129.162757.218.69.030.10.020.129.18277619.29.60.10.020.129.199.212786.0817.331.315.650.20.020.229.232849.231.915.950.20.020.229.252881.632.416.20.20.020.229.272914.633.016.50.20.020.229.289.302931.1974.343.221.60.30.020.329.3221018.143.821.90.30.020.329.3421062.544.422.20.30.020.329.3621107.545.022.50.30.020.329.379.3921130.01161.531.515.750.20.020.229.4121193.632.116.050.20.020.229.4321226.232.616.30.20.020.229.4521259.433.216.60.20.020.229.469.4821276.01293.717.78.850.10.020.129.5021312.018.39.150.10.020.129.5221330.818.89.400.10.020.129.542135.0219.49.700.10.020.12記錄: 值班技術員:ZK5試段安裝及PQ曲線工程名稱:水庫 類別頂壓式試段描述巖性鈣質(zhì)泥巖栓塞止水長度（m）0.8構(gòu)造厚層狀支承管長度（m）5.1巖心完整程度柱狀測壓計深度（m）P10.12工作管內(nèi)徑（mm）20P20.22根數(shù)（m）4P30.32總長（m）16.6Q19.6管口高出地面（m）0.9Q216.5壓力表高出地面（m）1.2Q322.5試段孔徑（mm）110Q416.6孔深（m）15.7Q59.7試段長度（m）5.1試段長度（m）5.1殘留巖芯（m）0計算公式qQ3L.P3止水效果良透水率（Lu）現(xiàn)場技術負責人曲線類型（B）ZK5號孔-試段安裝記錄透水率的計算按水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程SL312003規(guī)定，采用第三階段的壓力值(P3)和流量值(Q3)。代入下列公式：q該孔壓水試驗段在地下水位之下（見ZK5試段安裝及PQ曲線），壓力計算零線為地下水位線。全壓力P： 0.8m（0.002MPa）（地下水位深度）1.2m（0.012MPa）（壓力表至孔口距離）0.3MPa（壓力表讀數(shù)）0.32MPa，米化為兆帕計算：解：試驗段長5.1m、Q3第三階段流量22.5(L/min)，代入公式計算： q13.8Lu計算實例2：某工程壓水試驗參數(shù)見下表：（地下水位在試段以下）孔號 ZK1 孔深39.5m 試驗段由34.5 m至39.5m， 共計5.2m, 鉆孔直徑110mm柱塞位置 34.5 m，地下水位深度 42.5m ，壓力表至孔口距離 0.9 m日期壓（注）水時間水表讀數(shù)(升)每分鐘注入量(L)壓力(MPa)月日班開始(時:分)讀數(shù)(時:分)間隔(分)開始間隔讀數(shù)間隔注入量壓力表讀 數(shù)水柱壓力全壓力99中10.3210.342732747.924.912.450.10.3830.48310.362773.425.512.750.10.3830.48310.382799.626.213.10.10.3830.48310.402826.226.613.30.10.3830.48310.4110.432841.5874.633.116.550.20.3830.58310.452908.333.716.850.20.3830.58310.472942.534.217.10.20.3830.58310.492977.334.817.40.20.3830.58310.5010.522995.71035.039.319.650.30.3830.68310.5421074.939.919.950.30.3830.68310.5621115.440.520.250.30.3830.68310.5821156.641.220.60.30.3830.68394中10.5911.0121175.21208.533.3.516.650.20.3830.58311.0321242.433.916.950.20.3830.58311.0521276.834.417.20.20.3830.58311.0721311.835.017.50.20.3830.58311.0811.1021326.31351.425.112.550.10.3830.48311.1221377.125.712.850.10.3830.48311.1421403.526.413.20.10.3830.48311.1621430.326.813.40.10.3830.483記錄: 值班技術員:采用第三階段的壓力值(P3)和流量值(Q3)代入下列公式：q該孔壓水試驗段在地下水位之上（見ZK1試段安裝及PQ曲線），地下水位在試段以下，壓力計算零線為通過試段中點的水平線。計算全壓力P： 34.5m0.01=（0.345MPa）（栓塞位置）（5.220.01=0.026）（試段的1/2長度）1.2m（0.012MPa）（壓力表至孔口距離）0.3MPa（壓力表讀數(shù)）0.683MPa，化為兆帕計算;解： 試驗段長5.2m、Q3第三階段流量20.6(L/min)值，代入公式計算：q5.8LuZK1試段安裝及PQ曲線工程名稱:水庫 類別頂壓式試段描述巖性鈣質(zhì)泥巖栓塞止水長度（m）0.8構(gòu)造厚層狀支承管長度（m）5.2巖心完整程度柱狀測壓計深度（m）P10.483工作管內(nèi)徑（mm）20P20.583根數(shù)（m）10P30.683總長（m）40.4Q113.3管口高出地面（m）0.9Q217.4壓力表高出地面（m）1.2Q320.6試段孔徑（mm）110Q417.5孔深（m）39.5Q513.4試段長度（m）5.2試段長度（m）5.2殘留巖芯（m）0計算公式qQ3L.P3止水效果良透水率（Lu）現(xiàn)場技術負責人曲線類型（B）ZK1號孔-試段安裝記錄計算實例3：某工程壓水試驗參數(shù)見下表：（地下水位在試段以內(nèi)）孔號 ZK4 孔深25.7m 試驗段由20.6 m至25.7m， 共計5.1m, 鉆孔直徑110mm柱塞位置 20.6 m，地下水位深度 23.15m ，壓力表至孔口距離 1.0 m日期壓（注）水時間水表讀數(shù)(升)每分鐘注入量(L)壓力(MPa)月日班開始(時:分)讀數(shù)(時:分)間隔(分)開始間隔讀數(shù)間隔注入量壓力表讀 數(shù)水柱壓力全壓力99中10.2010.22210.551.240.720.350.10.2290.32910.24292.541.320.650.10.2290.32910.262134.341.820.90.10.2290.32910.282176.742.421.20.10.2290.32910.2910.312204.9275.670.735.350.20.2290.42910.332346.971.335.650.20.2290.42910.352418.972.036.00.20.2290.42910.372491.372.436.20.20.2290.42910.3810.402534.5633.498.949.450.30.2290.52910.422732.999.549.750.30.2290.52910.442832.9100.050.00.30.2290.52910.462933.5100.650.30.30.2290.52910.4710.492980.81015.770.935.450.20.2290.42910.5121123.271.535.750.20.2290.42910.5321195.272.036.00.20.2290.42910.5521267.872.636.30.20.2290.42910.6610.5821296.11336.840.720.350.10.2290.32911.0021378.041.320.650.10.2290.32911.0221420.041.920.950.10.2290.32