隧道抽水試驗

隧道抽水試驗作者:日期:附件隧道抽水試驗附件一、抽水試驗的目的及其類型（一） 抽水試驗的目的1.確定抽水鉆孔（井）的特性曲線和實際涌水量，評價含水層的富水性，推斷和計算鉆孔（井）最大涌水量和單位涌水量。確定含水層的滲透系數(shù)，用以預測隧道的可能涌水量，為隧道疏干排水方案提供依據(jù)。確定影響半徑和降落漏斗的形態(tài)及擴展情況。了解地下水與地表水及不同含水層間的水力聯(lián)系。（二） 抽水試驗的類型單孔抽水試驗，即只有抽水孔（主孔）而無觀測孔的抽水試驗，主要是確定含水層的富水性、滲透性及出水量與水位下降的關系。隧道抽水試驗為混合抽水試驗，即概略的確定隧道圍巖的水文地質(zhì)參數(shù)。（三） 抽水試驗的技術要求試驗抽水（1） 試驗抽水是為了清洗鉆孔；（2） 檢查抽水機械運轉(zhuǎn)是否正常；（3） 了解最大降深的涌水量，作為正式抽水確定降深的依據(jù)；（4） 試驗抽水僅作一次最大水位降深。其延續(xù)時間一般為4?8h，試抽后要正確測定靜止水位及孔深。正式抽水試驗的技術要求（1） 水位降深正式抽水試驗一般進行三次降深，其最大降深值可接近井的設計動水位，其余兩次降深值宜分別為最大降深值的1/3和2/3,各次降深的差值應不少于lm。當鉆孔出水量很小q〈0.1L/s?m），試驗時的出水量己達到鉆孔極限出水能力時，水位下降次數(shù)可適當減少。各次水位降深的水泵吸水管口的安裝深度應相同。（2） 每次水位降深穩(wěn)定時間非穩(wěn)定流抽水試驗的延續(xù)時間，應按水位下降與時間〔S（或△h2）—lgt〕關系曲線確定（S為水位降深，△h2=H2—h2，其中H為潛水含水層的自然厚度，h為抽水后潛水含水層的厚

度)。若S(或△h2)-lgt關系曲線有拐點，則延續(xù)時間宜至拐點后的線段趨于水平為止；如無拐點，則延續(xù)時間宜根據(jù)試驗目的確定，但不得少于一個對數(shù)周期。在承壓含水層中抽水時，一般采用S-lgt關系曲線。在潛水含水層中抽水時，采用^h2—lgt關系曲線。拐點是指曲線上斜率的偏導數(shù)等于零的點。當有觀測孔時，應以最遠觀測孔的S(或△h2)—lgt關系曲線判定。(3)抽水試驗的穩(wěn)定標準在抽水穩(wěn)定延續(xù)時間內(nèi)，出水量和動水位與時間關系曲線只在一定的范圍內(nèi)波動，且沒有持續(xù)上升或下降的趨勢。在穩(wěn)定時間段內(nèi)，用水泵抽水時，動水位允許波動范圍為3?5cm，用空壓機抽水時，動水位允許波動范圍為5?10cm，出水量波動范圍均不宜超過5%在判斷動水位有無上升或下降趨勢時，應考慮自然水位的影響因素。(4)水位降深與出水量觀測抽水試驗時，對動水位和出水量的觀測，應同時進行。按穩(wěn)定流抽水試驗時動水位和出水量觀測的時間，宜在抽水開始后的第5、10、15、20、25、30min各觀測一次，以后每隔30min觀測一次。水溫、氣溫觀測每次水位降深開始時，水溫、氣溫應同時觀測一次;若水溫變化幅度不大時;以后則每隔2?4h觀測一次?；謴退挥^測每次抽水試驗結(jié)束后，對抽水孔和觀測孔應在停泵后的第1、2、3、4、6、8、10、15，20、25、30min各觀測一次恢復水位，以后每隔30min觀測一次，直至接近或達到靜止水位。抽水試驗時對排水要求為防止抽出的水滲入到抽水巖層，應根據(jù)地形坡度，含水層的埋深，地下水流向和地表滲透性能等因素確定排水方向和排水距離，并使排水通暢。水樣采取應分別在每次降深結(jié)束前各采取水樣一個。水樣采取數(shù)量一般1-2個或根據(jù)工程的要求確定。

二、抽水試驗的設備（一）抽水機具根據(jù)地下水的埋深，單孔最大涌水量以及井管直徑來選擇泵型：往復式水泵（鉆機上附屬水泵）:吸水深度一般4.5-6.5m，出水量1-3L/s，較適于小口徑鉆孔抽水，調(diào)整降深及測量水位方便。拉桿式水泵，吸水深度60m，出水量2.5-5.2L/S，可用于水位較深、水量較小的抽水試驗孔。離心泵:吸水深度6-7m，出水量大，可根據(jù)單孔最大涌水量及鉆孔直徑選用適當?shù)男吞?，運用簡便，經(jīng)濟。深井泵:可在水位埋深70-150m的鉆孔中做大降深抽水試驗，但要求鉆孔直徑要大，并對水中含砂量限制嚴格，根據(jù)單孔最大涌水量、鉆孔直徑、水位降深來選擇適當?shù)纳罹眯吞??？諝鈮嚎s機:一般用在水位埋深50-70m的鉆孔中進行抽水試驗。根據(jù)隧道勘探鉆孔深度，水位降深的要求由施工單位決定抽水機具類型，以達到目的為原則。（二）試驗測量設備

試驗測量設備名稱種類適用條件優(yōu)缺點注意事項優(yōu)點缺點水電測水位計任何深度水位誤差較小，測量水位方便，大小鉆孔均適用位燈光水位計抽水固定觀測靈敏度高在小孔徑斜孔中不好使用絕緣不良時，資料有較大的誤差計浮標水位計水位深度不大使用方便，對于水位跳動能及時發(fā)現(xiàn)水位降深大時，禱將標尺升降，使用不便流容積法（量桶）流量不大準確度高當容積太大時，增加安裝和運輸?shù)睦щy使用容積法測流量時，一次充水時間不應小于20s，以減少測定誤差量流量表流量大小均適用使用方便，減少計算時間精確度差計堰箱（三角堰、梯形堰）流量大小均適用制作使用均方便水面波動大時，所求流量準確性較差溫度計泉水溫度計淺孔中水溫測量使用方便當鉆孔很深時，測量不準確用堰測前須校正,測水頭（h）須在堰口上游測，流量較小時用三角堰和梯形堰較宜緩變溫度計淺孔或較深孔中水溫測量溫度升降緩慢，故在較深孔中測量水溫,它可保持溫度5-10min，或更多野外制作困難泉水溫度計，測噴水溫時，水溫計小球應放在水流中讀數(shù)，無框水溫計要在水中停留3-5min。如用在淺孔中測水溫，則泉水溫度讀需放在孔中30min，若含水層很厚應分3段測量，即水位下2-3m處含水層的中間和底部,但不要將溫度計放到鉆底，要稍微高出一些深孔溫度計深孔中水溫測量在水壓很大的孔中能準確測量水溫，不受孔深影響使用時，注意升降套筒平穩(wěn)，不得使其發(fā)生震動和搖蕩，否則就可有影響測量的準確性，因為震動和急放可使溫度計中的水銀掉落。放入鉆孔中的停留時間應不少于40min

三、空氣壓縮機抽水(一)空氣壓縮機抽水的原理當壓縮空氣從風管經(jīng)混合器噴進水管時，在出水管內(nèi)空氣與水混合，其混合液比重較輕，便順出水管迅速上升噴出管口，向井外排出，同時井中地下水位形成相應的降深?？諌撼樗b置如圖2-3-3所示(二)空壓機抽水的有關計算浸沒比:Ha= -H+h沉沒比系數(shù)：Hx=th每上升1m3所需的空氣容積:hV=K——H+1023lg 10每小時抽水Q(m3)時所需的空氣容積：VQV=——n60抽水開始時的啟動壓力:Pn=10(H+h-ho+2)抽水時的工作壓力:Pp=10(H+Lp)b出水管直徑:d=q+q—1—V式中a一浸沒比(%)，一般a值不應小于50%-60%，也可由圖2-3-3查出;H一風管浸沒深度，從動水位算起(m)h一液體上升高度，從動水位算起(m)X一沉沒系數(shù)，一般不應小于0.6-0.8，作長期抽水時宜用1.0-1.2;V一每上升1m3水所需空氣容積(m3)；也可查圖2-3-4；K一系數(shù)，K=2.17+0.0164h；Vn一每小時抽水Q(m3)所需空氣容積(m3/min)；Pn一抽水開始時的啟動壓力(kPa)h：一靜水位至出水管口高度(m)；Pp一抽水時的工作壓力(kPa)

Lp一空氣運送途中的壓力損失值，一般不超過5,通常為2-3;d一出水管直徑(m);q1—出水量(m3/s);q2一空壓機送出的空氣容量(m3/s)v—出水管水氣混合體上升速度(m/s)，經(jīng)驗值v=8?9。揚程與沉沒深度關系見表2-3-4揚程與沉沒深度關系揚程h(m)<1010~5050~100>100沉沒深度H(m)3h1.5h(0.6-1)h(0.35?0.6)h四、抽水試驗資料整理按表G..2.8鉆孔抽水試驗穩(wěn)定流成果表中內(nèi)容提供抽水試驗成果。抽水孔平面位