稳定流单孔抽水试验的要点分析

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时间:2018-12-08

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1、稳定流单孔抽水试验的要点分析摘要:单井抽水试验是指在一个井内抽水,无观测孔的稳定流抽水试验。其基本原理是利用水泵或空气压缩机等设备,把流向垂直井内地下水汲取到井外,使井内水位下降,而井壁外含水层中地下水在降落漏斗范围内,由于水头差作用连续不断地流入井内,逐渐在井壁周围形成一个以井轴为中心的由小到大稳定的降落漏斗,取得水位降深与出水量均达到相对稳定过程段的观测资料,求得水文地质参数。该方法比较简便,成本费用较低。在岩土工程勘察中,为查明建筑场地地层渗透性和富水性,测定有关水文地质参数,为建筑设计提供水文地质资料,往往采用该种方法。下面就试验相关要点一一分析探讨

2、。1抽水试验方法和要求1.1抽水试验方法钻孔适宜直径D20.01M(M为含水层厚度,或者利用适宜半径的工程地质钻孔),抽水孔深度的确定,与试验的目的有关,一般要求钻孔深度达试验含水层以下3〜5m。若以试验长度与含水层厚度两者关系而言,有完整孔与非完整孔两种情况,潜水井或承压井都可能是完整井或非完整井,完整井为揭穿整个含水层并在整个含水层厚度上都能进水的井,一般情况下,揭穿含水层厚度达80%以上,且在该厚度上都能进水的井可视为完整井;非完整井为未揭穿含水层或虽揭穿含水层,但仅在部分厚度上能进水的井。岩土工程勘察单井抽水试验采用的多是完整井,且为获得较为准确、合

3、理的渗透系数K,以进行小流量、小降深的抽水试验为宜。1.2技术要求(1)抽水试验落程及顺序。首先进行试抽,当前后两次试抽单位涌水量相差不超过10%时,方可转入正式抽水。为了解抽水量与落程之间的关系,以利正确选择计算有关参数的公式,一般要求作三次降深抽水,每次降深的差值以>5为宜,除砂、砾石层由小到大进行抽水(以免孔壁坍塌或因抽降过猛而造成过滤器堵塞),其它一般由大到小降深进行抽水试验,为了取得Q-S关系曲线的正常变化轨迹,三次落程的间距应尽量均匀分配:Sl=Smax,则S2=2/3Smax,S3=l/3Smax其中SI、S2、S3分别为第1、2、3次落程值。

4、(2)抽水试验稳定延续时间和稳定标准。稳定延续时间指某一降深下,相应的流量和动水位趋于稳定的延续时间。岩土工程勘察抽水试验稳定延续时间一般为8〜24h。稳定标准:抽水过程中,水位和涌水量历时曲线不能有逐渐增大或逐渐减小的趋势。在稳定阶段,水位误差值不得超过水位降低值的1%,当降深大于5m时,稳定水位幅度不得超过3〜5cni(压风机抽水波动大,但亦不允许超过10〜15cm),流量误差不超过平均稳定流量的3%,当井流量很小时,可适当放宽,水位、流量误差按下式计算:(1)抽水试验的观测。在正式抽水前,应进行静止水位观测,抽水过程中必须是动水位与出水量同时观测,观测

5、时间可按2、5、10、15、20及30min的间隔进行,以后每隔30min观测一次;水温、气温一般每2〜4h同时观测一次,水温观测时,温度计浸入水中时间不得少于10〜15mino抽水试验结束或因故中途停抽时,应立即观测恢复水位,一般可按1、2、3、4、6、8、10、15、20、25及30min的时间间隔进行观测,其后每隔30min观测一次。2试验数据分析试验数据分析,需编制有关曲线图表,指导并检查试验情况,确定试验数据的准确性。(1)绘制出水量、动水位与时间关系过程曲线(Q、S-t曲线图1)。抽水开始前,应按设计要求,把图纸的使用比例尺和图式,以及坐标轴代表

6、的项目都安排好,便于抽水开始即可得到实测的Q、S、t值,及时、准确地标在图纸上,并连结相应关系的各点,即绘成Q、S—t曲线图。在正常情况下,开始抽水时的Q、S—t曲线图表现为水位下降快和出水量较大,且不稳定。经一段时间后,水量与水位都渐渐趋向稳定状态,图上呈现出水位、涌水量与时间关系这两条曲线是平行的,见图1。必须指出,在现场绘制Q、t曲线图过程中,如果出现Q、S值不是相应地变化,要及时检查分析和处理。图1Q-t及S—t过程曲线(2)绘制出水量与水位降深关系曲线(Q-f⑸曲线图2)o绘制本图主要用于了解和判别含水层的水力性质和出水能力,推算井的可能最大涌水量

7、与单位涌水量,并检查抽水试验成果正确与否。Q=f(S)曲线图的作法是根据两次或三次落程抽水,选择各次落程在满足稳定延续时间段内同一时刻的Q、S值,以横坐标为Q,纵坐标为S,将选好的各次落程相应的Q、S标点在图上,连接各点及原点绘成圆滑曲线(见图2)。图上直线I表示承压水(即充满于两个隔水层之间的含水层的地下水),实践表明:当水位降深较大,含水层富水性较弱,补给条件也差,则直线工会呈曲线。曲线II表征潜水(即埋藏于地表以下第一个稳定隔水层以上,具有自由水面的重力水),当水位下降较小,而含水层补给量充沛,曲线II会呈曲线。曲线III表示补给量不足,或因洗井不彻底

8、造成在抽水过程中进水不畅,曲线IV表征两种绝然不同的

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