DB32∕T 1647-2010 钻孔震荡式渗透试验规程

ICS93.080.20P66备案号：29089-2010江苏省地方标准DB32DB32/T1647-2010代替钻孔震荡式渗透试验规程StandardMethodofSlugTestinBorehole2010-09-10发布2010-12-10实施江苏省质量技术监督局发布DB32/T1647-2010目次前言………………………………………………………………………………………………Ⅱ1范围……………………………………………………………………………………………12术语和定义、符号……………………………………………………………………………13基本规定………………………………………………………………………………………44试验设备………………………………………………………………………………………55现场试验工作…………………………………………………………………………………66试验资料编制…………………………………………………………………………………7附录A（规范性附录）震荡式渗透试验的基本原理理…………………………………………8附录B（规范性附录）试验记录表格…………………………………………………………12附录C（规范性附录）参数计算………………………………………………………………14ⅠDB32/T1647-2010前言随着江苏省交通建设的快速发展，为在悬索桥大型锚碇基础的施工过程中需要快速获得经济、精度高的水文地质参数特制定本规范。本规程按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》编制。本规程附录A、B、C为规范性附录。本规程起草单位：河海大学地球科学与工程学院、江苏省长江公路大桥建设指挥部、本规程主要起草人：周志芳钟建驰吉林杨建冯兆祥王锦国赵燕容阮静黄勇蒋波王仲夏傅志敏陈静曾新翔ⅡDB32/T1647-2010钻孔震荡式渗透试验规程1范围本规程规定钻孔震荡式渗透试验规程的术语和定义、符号、基本规定、试验设备、现场试验工作试验资料整编制。本规程适用于交通工程地质勘察中进行的单孔震荡式渗透试验。其它行业工程地质勘察可参照执行。2术语和定义、符号2.1术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2.1.1承压含水层confinedaquifer被限制在上下相对隔水层之间且静止水头高于隔水顶板的含水层。2.1.2潜水含水层unconfinedaquifer第一个稳定隔水层之上且具有自由水面的含水层。2.1.3隔水层confiningbed限制一个或多个含水层的相对隔水的水文地质单元。2.1.4振荡器slugequipment使得水头产生瞬时变化的固体器件。2.1.5过阻尼反应overdampedwellresponse井中水位瞬时变化后以近似指数的方式恢复到初始静止水位的过程。2.1.6欠阻尼反应underdampedwellresponse井中水位瞬时变化后在静止水位附近振荡的现象。2.1.7临界阻尼反应criticallydampedwellresponse井中水位瞬时变化后引起的介于欠阻尼到过阻尼的水头变化过程。2.1.8贮水系数storagecoefficient单位水平面积、厚度为含水层厚度的柱体内在压力水头变化一个单位时所吸收或释放的水量。对于一个确定的含水层，贮水系数取决于含水层的贮水率及其厚度。2.1.9导水系数transmissivity含水层在单位水力梯度作用下单位时间流过整个厚度含水层的水量（单宽流量）。2.1.10渗透系数permeabilitycoefficient表征含水层透水能力的参数，指当水力坡度为1时地下水在介质中的渗透速度。1DB32/T1647-20102.1.11斜拉桥cablestayedbridge将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。2.1.12悬索桥suspensionbridge以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。2.1.13锚碇anchorage主缆索的锚固系统。包括锚块、鞍部及其它附属构造的锚体和基础的总称。2.1.14沉井基础opencaissonfoundation上下敞口带刃脚的空心井筒状结构下沉到设计标高处，以井筒作为结构外壳而建筑成的基础。2.1.15地下连续墙undergroundcontinuouswall利用专用的挖槽设备，沿着深基础或地下构筑物周边开挖一定大小的沟槽，在槽内设置钢筋笼，采用导管法浇筑混凝土，筑成一道连续的地下钢筋混凝土墙，这种具有防渗、挡土、基础支护以及承压功能的地下墙体，也称现浇钢筋混凝土地下连续墙。2.1.16施工排水constructiondrainage基础施工前人工降低地下水位的一种方法。2.1.17完整孔completelypenetratingwell进水段长度贯穿整个含水层厚度的抽水孔。2.1.18非完整孔partiallypenetratingwell进水段长度仅为含水层厚度一部分的抽水孔。2.1.19钻孔结构boreholestructure构成钻孔柱状剖面技术要素的总称，主要包括孔身结构、套管、过滤管、测压管、滤料规格及止水位置等。2.1.20过滤器screenassembly设置于抽水孔或观测孔的试验含水层部位，起护壁、滤水和挡砂作用的反滤装置。2.1.21抽水试验pumpingtest利用井（孔）抽取地下水，以了解井（孔）涌水量及水位随时间的变化规律而确定含水层水文地质参数的试验方法。2.1.22振荡试验slugtest微水试验是通过瞬间井孔内微小水量的增加（或减少）而引起井孔水位随时间的变化规律确定含水层水文地质参数的一种简易方法。2DB32/T1647-20102.1.23钻孔振荡式渗透试验slugtestinborehole钻孔振荡式渗透试验是基于单井水流振荡方程确定含水层参数的方法，是微水试验的一种。基本原理见附录A。2.2符号及其量纲T－导水系数「12TL」；S－贮水系数「nd」；L－含水层上水柱高度「L」；eL－有效水柱长度，等于222brrLscc「L」；cL－井套管中水柱长度「L」；sL－花管中水柱长度「L」；g－重力加速度「2LT」；h－含水层水头「L」；0h－初始水头「L」；sh－花管水头「L」；cr－井套管半径「L」；sr－花管半径「L」；t－时间，注水或取水瞬时为起始时间「T」；t－无量纲时间「nd」；tˆ－无量纲时间「nd」；w－水位变化量「L」；0w－初始水位变化量（最大变化量）「L」；－无量纲贮水系数「nd」；－无量纲惯性参量「nd」；－无量纲衰减系数「nd」；－无量纲频率系数「nd」；－无量纲阻尼系数「nd」；3DB32/T1647-2010f－表面因子「L」；－无量纲表面因子「nd」；v―花管中的水流速度「1LT」；b－含水层厚度「L」；p－水压力「21MTL」；－水密度「ML3」；10D，50D－填砾过滤器滤料中，过筛砾料质量百分数为10%、50%的滤料颗粒的最大粒径「L」；20d，50d－含水层砂、土样颗粒分析试验中，过筛土粒质量百分数为20%-50%的颗粒的最大粒径「L」；3基本规定3.1基本要求3.1.1钻孔振荡式渗透试验前，应明确试验地段的地质结构和水文地质条件。3.1.2明确建筑物类型（悬索桥或斜拉桥等）和建筑物基础形式（沉井基础或地下连续墙基础等）。3.1.3明确试验目的、试段选择和要求。3.1.4明确井孔水头变化激发方式。水头变化激发方式有：气压式、注水（抽水）式和振荡器式三种。3.1.5设计好钻孔结构、试验仪器探头的安放位置。3.1.6明确现场试验技术与记录要求。3.1.7明确对试验成果、图件和报告的编制要求等。3.2试验孔的选择和布置3.2.1试验孔可以是勘探孔，也可以是专门的试验孔。3.2.2试验孔可以是基岩裸孔，也可以是设置有过滤器的松散地层钻孔或在保证试验段不塌孔的情况下无过滤器的松散地层钻孔。3.2.3对于垂直方向透水性变化比较大的含水层，可以分段进行试验，以确定含水层在垂向上渗透性的变化。3.2.4每个试段的长度不宜小于0.5m。3.3试验孔的类型和结构3.3.1试验可以是完整孔，也可以是非完整孔。对于非完整孔，试验段应与过滤器设置的位置相对应。3.3.2垂向上，试验孔的结构可以是变井径的。3.4过滤器类型和结构3.4.1试验孔中过滤器的作用是起到防止塌孔的作用，过滤器的结构根据不同含水层的性质和孔壁稳定情况选用合适的过滤器结构，见表3.4.1。表3.4.1过滤器结构含水层性质试验孔过滤器结构软岩、断层破碎带、裂隙密集发育带、岩溶发育带含水层骨架过滤器4DB32/T1647-2010续表3.4.1含水层性质试验孔过滤器结构卵石、砾石、粗砂、中砂含水层包网或缠丝过滤器细砂或粉细砂含水层填砾过滤器3.4.2试验孔过滤器的骨架管孔隙率应大于30%。3.4.3包网过滤器、缠丝过滤器的网眼和缝隙尺寸宜按表3.4.3确定。表3.4.3包网过滤器、缠丝过滤器的网眼、缝隙尺寸过滤器类型网眼及缝隙尺寸mm颗粒均匀的含水层颗粒不均匀的含水层包网过滤器（1.5-2.0）50d（2.0-2.5）50d缠丝过滤器（1.25-1.5）50d（1.5-2.0）50d注：含水层为细砂时取小值，含水层为粗砂取大值。3.4.4填砾过滤器的骨架管缠丝的缝隙尺寸和网眼可采用10D。3.4.5填砾过滤器的滤料规格，宜按下列规定确定：a)砂土类含水层土粒的不均匀系数小于10时，滤料规格宜按式(3.4.5-1)计算：505086Dd）（………………………………………………(3.4.5-1）b)碎石土类含水层土粒的20d小于2mm时，滤料规格宜按式（3.4.5-2）计算：205086Dd）（……………………………………….（3.4.5-2）c)碎石土类含水层土粒的20d大于或等于2mm时，滤料规格可直接确定为10mm～20mm。d)滤料的不均匀系数宜小于或等于5。3.4.6填砾过滤器的滤料厚度应大于或等于50mm。3.4.7过滤器上端与套管接触部位应用粘土或其它材料封口，防止过滤器与上部套管的间隙影响试段的测试效果。3.5振荡式渗透试验的降深和延续时间3.5.1振荡式渗透试验水位振荡幅度宜控制在（0.5～2.0）m，最小不得小于0.2m。3.5.2振荡式渗透试验最大水位变化不得超过（0.1～0.2）倍静止水柱高度。3.5.3测量精度应控制在最大水位变化量的1％以内。3.5.4振荡式渗透试验充气过程中不应将水位降到井孔试验段过滤器上端以下。3.5.5用振荡器或抽（注）水等方式激发振荡时，整个激发过程应控制在5s以内。4试验设备4.1试验测试系统试验测试系统分为：水头激发系统、传感器系统和数据采集系统。4.2水头激发系统5DB32/T1647-20104.2.1气压式水头激发设备包括空气压缩机和孔口密闭转换接头。4.2.2注水（抽水）式水头激发需配备一定功率的水泵一台。4.2.3振荡器水头激发需配备的振荡器直径必须小于井孔直径。4.3传感器系统4.3.1传感器系统由一个船用压力传感器、温度采集模块，数据处理传输模块集成而成。4.3.2压力传感器主要技术指标为：被测介质：汽油、轻柴油、无杂质海水、淡水。工作电源：24VDC（经安全栅供电）；量程范围：0～10m水柱（0～100KPa）；介质温度：-10℃～60℃；测试频率：1、2、5、10Hz；水位测试精度：5‰。4.3.3测温范围为（-55～+l25）℃，在（-l0～+85）℃时，精度为0.5℃；4.4数据采集系统4.4.1压力传感器和温度传感器接受到的信号传输至有液晶屏（LCD）显示的主机并被记录。4.4.2从液晶屏可以直接读出信号，或者存贮在USB存贮设备中。4.4.3存贮器数据可以存贮至与之相连接的计算机设备。5现场试验工作5.1钻探5.1.1试验孔的孔位，应由地质、钻探、测量人员按钻孔振荡试验设计书要求共同在现场确定。5.1.2松散含水层钻孔应采用跟管钻进，基岩含