水利水电工程注水试验规程

ICS备案号：中人民共和国水利行业标准SL×××－××××水利水电工程注水试验规程（送审稿）Codeofwaterinjectiontestforwaterresourcesandhydropowerengineering（仅供审查，请勿引用）××××－××－××发布××××－××－××实中华人民共和国水利部发布SL1前言为了规范水利水电工程地质勘察中的注水试验工作，根据水利部水利水电规划设计管理局发文(水总局科[2005]1号)，由水利水电规划设计总院编制《水利水电工程注水试验规程》（SL—），根据文件要求和《水利技术标准编写规定》（SL1-2002）,编制本标准。本标准共6章14节41条和2个附录，主要技术内容有：――制定本标准的目的及其适用范围；――试坑单环注水试验适用条件、试验设备、现场试验和资料整理规定；――试坑双环注水试验适用条件、试验设备、现场试验和资料整理规定；――钻孔常水头注水试验适用条件、试验设备、现场试验和资料整理规定；――钻孔降水头注水试验适用条件、试验设备、现场试验和资料整理规定；――注水试验的记录格式和形状系数取值；――标准的用语说明。本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水利水电规划设计总院本标准解释单位：水利部水利水电规划设计总院本标准主编单位：水利部水利水电规划设计总院本标准参编单位：中水东北勘测设计研究有限责任公司中水北方勘测设计研究有限责任公司本标准出版、发行单位：本标准主要起草人：鞠占斌申林高义军刘金韬李占军任向宇严福章陈中和本标准审查会议技术负责人：本标准体例格式审查人：2目次1总则…………………………………………………………………………………32术语、符号…………………………………………………………………………42.1术语………………………………………………………………………………42.2符号………………………………………………………………………………43试坑单环注水试验…………………………………………………………………53.1适用条件及试验设备……………………………………………………………53.2现场试验…………………………………………………………………………53.3试验资料整理……………………………………………………………………54试坑双环注水试验…………………………………………………………………74.1适用条件及试验设备……………………………………………………………74.2现场试验…………………………………………………………………………74.3试验资料整理……………………………………………………………………85钻孔常水头注水试验………………………………………………………………105.1适用条件及试验设备……………………………………………………………105.2现场试验…………………………………………………………………………105.3试验资料整理……………………………………………………………………116钻孔降水头注水试验………………………………………………………………126.1适用条件及试验设备……………………………………………………………126.2现场试验…………………………………………………………………………126.3试验资料整理……………………………………………………………………12附录A注水试验记录格式…………………………………………………………14附录B钻孔注水试验的形状系数A取值规定……………………………………23标准用词说明…………………………………………………………………………2431总则1.0.1为规范水利水电工程地质勘察中的注水试验工作，制定本规程。1.0.2本标准适用于水利水电工程地质勘察中的注水试验工作。1.0.3本规程主要有以下引用标准：《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55）《堤防工程地质勘察规程》（SL188）《水利水电工程钻探规程》(SL291)1.0.4水利水电工程地质勘察注水试验工作，除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。42术语、符号2.1术语2.1.1试坑注水试验waterinjectiontestinpit保持固定水头高度向试坑注水，量测渗入土层的水量，以确定土层渗透系数的一种原位试验方法，可分为单环注水试验和双环注水试验。2.1.2钻孔注水试验waterinjectiontestinborehole通过钻孔向试段注水，以确定岩土层的渗透系数的原位试验方法。可分为钻孔常水头注水试验和钻孔降水头注水试验。2.1.3形状系数shapefactor反映钻孔注水试验试段边界条件的参数。2.2符号k—渗透系数（cm/s）；Q—注入流量（L/min）；F－注水铁环面积（cm2）；H－试验水头（cm）；Ha—试验土层的毛细上升高度（换算成水柱压力，cm）；z－从试坑底算起的渗入深度（cm）；A－形状系数（cm）；t1、t2－注水试验的某一时刻的持续试验时间（min）；H1、H2－在时间t1、t2时对应的试验水头（cm）；r－套管内半径（cm）；l－钻孔注水试验试段长度（cm）；T0－特征时间(min)；Ht—降水头注水试验对应t时的试验水头值（cm）；H0—降水头注水试验的初始水头值（cm）；m－传导比；kh－试验土层的水平渗透系数（cm/s）；kv－试验土层的垂直渗透系数（cm/s）。53试坑单环注水试验3.1适用条件及试验设备3.1.1试坑单环注水试验适用于地下水位以上的砂土、砂卵砾石等无粘性土层。3.1.2单环注水试验设备及用途见表3.1.2。表3.1.2单环注水试验设备一览表名称规格铁环高20cm，直经25~50cm水箱容积1m3量桶断面上下均一，面积不大于5000cm2且有刻度清晰的水尺或玻璃管计时钟表秒表供水管路及阀门3.2现场试验3.2.1试坑开挖应符合下列要求：1、在选定的试验位置，挖一个圆形或方形试坑至预定深度；2、在试坑底部一侧再挖一个深15~20cm注水试坑，坑底应修平，并确保试验土层的结构不被扰动。3.2.2铁环安装应符合下列要求：1、在注水试坑内放入铁环，使其与试坑紧密接触，外部用粘土填实，确保四周不漏水；2、在环底铺2~3cm厚的粒径5~10mm的细砾作为缓冲层。3.2.3向铁环内注水，使环内水头高度保持在10cm，记录观测时间和注入水量。在试验过程中，试验水头波动幅度不应大于0.5cm。3.2.4流量观测应符合下列规定：1、流量观测精度应达到0.1L。2、开始5次观测时间间隔为5min，以后每隔20min观测一次并至少观测两次；3、当连续两次观测的流量之差不大于10%时，试验即可结束，取最后一次注入流量作为计算值。3.3试验资料整理3.3.1注入流量与时间（Q~t）关系曲线（见图3.3.1）应在现场绘制。3.3.2试验土层的渗透系数按公式（3.3.2）计算：k=FQ67.17(3.3.2)6式中k——试验土层的渗透系数（cm/s）；Q——注入流量（L/min）；F——铁环的面积（cm2）。t(min)Q()min/0L图3.3.1Q—t曲线图74试坑双环注水试验4.1适用条件及试验设备4.1.1试坑双环注水试验适用于地下水位以上的粘性土层。4.1.2双环注水试验设备及用途见表4.1.2。表4.1.2双环注水试验设备一览表名称规格铁环高20cm，直径分别为25cm和50cm水箱容积1m3流量瓶容积5L瓶架玻璃管直径1～2cm记时钟表秒表4.2现场试验4.2.1试坑开挖应符合下列要求：1、在选定的试验位置，挖一个圆形或方形试坑至预定深度；2、试坑底部一侧再挖一个深15~20cm注水试坑，坑底应修平，并确保试验土层的结构不被扰动。4.2.2铁环安装应符合下列要求：1、在注水试坑内放入铁环，将直径分别为25cm和50cm的两个铁环按同心圆状压入坑底，深约５～８cm，并确保试验土层的结构不被扰动；2、在内环及内、外环之间环底铺上厚２～３cm的粒径为５～10mm的细砾作为缓冲层。4.2.3安装瓶架，将流量瓶装满清水，用带两个孔的胶塞塞住，孔中分别插入长短不等的两根玻璃管（管端切成斜口）作为出水管和进气管，安装如图4.2.3所示。4.2.4试验过程中，应用两个流量瓶同时向内环和内、外环之间注水，水深均为10cm。流量瓶通气的玻璃管口距坑底应为10cm，以保持试验水头不变。4.2.5流量观测应符合下列规定：1、注入水量由瓶上刻度读出；2、开始5次观测时间间隔为5min，以后每隔30min测记一次并至少观测两次；3、当连续两次观测的注入流量之差不大于10%时，试验即可结束，取最后一次注入流8量作为计算值。10cm25cm50cm1234图4.2.3双环注水法安装示意图①出水管②进气管③瓶架④流量瓶4.2.5注水试验的渗入深度可采用下列方法确定：1试验前在距试坑3~5m处打一个比坑底深3~4m的钻孔，并每隔20cm取样测定其含水量。试验结束后，立即排出环内积水，在试坑中心打一个同样深度的钻孔，每隔20cm取样测定其含水量，与试验前资料对比，以确定注水试验的渗入深度。2以试坑内环直径为一边向下开挖，通过对土层进行观测来确定注水试验的渗入深度。4.3试验资料整理4.3.1内环注入流量与时间（Q~t）关系曲线（见图3.3.1）应在现场绘制。4.3.2试验土层的渗透系数按公式（4.3.2）计算：k=)5.0(676.17aHzHFQz++(4.3.2)式中k――试验土层的渗透系数（cm/s）；Ｑ――内环的注入流量（L/min）；Ｆ――内环的底面积（cm2）；Ｈ――试验水头（cm）；z――从试坑底算起的渗入深度（cm）；Ｈa――试验土层的毛细上升高度（cm）（不同土层毛细上升高度的取值可通过试验确定或参见表4.3.2）。9表4.3.2不同土层的毛细上升高度土层名称毛细上升高度（cm）土层名称毛细上升高度（cm）粘土200粉质粘土160粉土120粉砂60105钻孔常水头注水试验5.1适用条件及试验设备5.1.1钻孔常水头注水试验适用于渗透性比较大的壤土、粉土、砂土和砂卵砾石层，或不能进行压水试验的风化、破碎岩体，断层破碎带和其他透水性强的岩体等。5.1.2钻孔常水头试验设备见表5.1.2）表5.1.2钻孔注水试验设备一览表设备类型名称供水设备水箱、水泵量测设备水表、量筒、瞬时流量计、秒表、米尺等止水设备栓塞，套管塞（粘土与套管结合）水位计电测水位计5.2现场试验5.2.1用钻机造孔，至预定深度下套管，严禁使用泥浆钻进。孔底沉淀物厚度不得大于10cm，同时要防止试验土层被扰动。5.2.2在进行注水试验前，应进行地下水位观测，作为压力计算零线的依据。水位观测间隔为5min，当连续两次观测数据变辐小于5cm/min时，即可结束水位观测。5.2.3钻至预定深度后，可采用栓塞或套管塞进行试段隔离，并应保证止水可靠。对孔底进水的试段，用套管塞进行隔离；对孔壁和孔底同时进水的试段，除采用栓塞隔离试段外，还要根据试验土层种类和孔壁稳定性，决定是否下入护壁花管。对孔壁和孔底进水的试段，同一试段不宜跨越透水性相差悬殊的两种土层。对于均一土层，试段长度不宜大于5m。5.2.4试段隔离后，用带流量计的注水管或量筒向套管内注入清水，套管中水位高出地下水位一定高度（或至孔口）并保持固定不变，观测注入流量。5.2.5流量观测应符合下列规定：1、开始5次流量观测间隔为5min，以后每隔20min观测一次并至少观测两次。2、当连续两次观测流量之差不大于10％时，即可结束试验，取最后一次注入流量作为计算值。3、当试段漏水量大于供水能力时，应记录最大供水量。115.3试验资料整理5.3.1注入流量与时间（Q~t）关系曲线（见图3.3.1）的绘制应在现场进行。5.3.2当试验土层位于地下水位以下时，采用公式（5.3.2）计算试验土层的渗透系数：k=AHQ67.17(5.3.2)式中k――试验土层的渗透系数(cm/s)；Ｑ――注入流量(L/min)；Ｈ――试验水头(cm)；Ａ――形状系数（cm），