水利水电工程钻孔抽水试验规程（试行）.doc

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1、水利水电工程钻孔抽水试验规程（试行）DLJ 203-81 SLJ 1-81水利水电工程钻孔抽水试验规程（试行）DLJ203-81 SLJ 1-81第一章 总则 第二章 基本规定与要求 第三章 设备 第四章 现场工作 第五章 资料整理 附录 附录一 渗透系数计算公式表 附录二 影响半径计算公式表 附录三 观测记录格式表 水利水电工程钻孔抽水试验规程说明 中华人民共和国 关于颁发试行水利水电工程钻孔抽水试验规程、水利水电工程岩石试验规程和水利水电钻探规程的通知（81）电水字第9号（81）水规字第15号 为加强技术管理，提高地勘工作质量，于一九七五年组织长江流域规划办公室进行了抽水试验规程的修订，一

2、九七六年组织水利电力部第四工程局勘测设计研究院、长江流域规划办公室科学研究院、黄河水利委员会科学研究所、云南省电力局设计院科研所进行了岩石试验规程的修订，一九七八年组织东北、成都、西北勘测设计院进行了钻探规程的修订。在修订过程中进行了深入调查研究，比较试验和征求意见。现批准水利水电工程钻孔抽水试验规程 DLJ2O381 SLJ181、水利水电工程岩石试验规程DLJ20481 SLJ281、水利水电钻探规程 DLJ20581 SLJ381颁发试行。它们与一九七八年颁发试行的地质测绘规程、压水试验规程、天然建筑材料勘探规程、施工地质规程、地质勘察资料内业整理规程和即将颁发的电法勘探规程、地震勘探规

3、程、测井规程均属于水利水电工程地质勘察规范的一套规程范围之内。请你们加强经验总结和科学研究工作，在试行过程中，如发现有不妥和需要补充之处，请函告电力工业部水力发电建设总局和水利部规划设计管理局。1981年2月19日第一章 总 则 第 1 条 水利水电工程钻孔抽水试验的主要任务是测定含水层的渗透系数，为计算基坑涌水量和坝（闸）基、库区、渠道渗漏量提供依据。 第 2 条 抽水试验前，应根据试验地段的地质和水文地质条件做好设计，其内容主要包括：试验目的；抽水孔和观测孔的布置；造孔要求和钻孔结构；抽水设备的规格及数量；试验设备的安装和试验的技术要求；计算公式的初步选择和对成果图件的要求等。 第 3 条

4、 本规程适用于水利水电工程地质勘察中进行的单孔和多孔抽水试验。第二章 基 本 规 定 与 要 求第一节 单孔试验与多孔试验 第 4 条 为了解含水层的渗透性能及其变化规律，应进行单孔抽水试验，但在初步设计二期及以后阶段的重要建筑物地段或水文地质条件复杂的地段，为比较准确地测定含水层的渗透系数，还应进行一定数量的多孔抽水试验。 第 5 条 多孔抽水试验一般布置12条观测线。一条观测线时，应垂直地下水流向布置；两条观测线时，应分别垂直地下水流向和平行地下水流向布置。 对岩性变化大的松散地层和基岩地区，宜布置两条观测线，一条沿岩性变化大的方向或透水性强的方向布置，另一条与前一条垂直。 第 6 条 每

5、条观测线上的观测孔一般不少于3个，水文地质条件复杂或有特殊要求时，可视需要适当增加。第 7 条 观测孔至抽水孔距离 当抽水孔为完整孔时，第一个观测孔宜控制在23m，第二个观测孔宜为含水层厚度的11.5倍，第三个观测孔宜为含水层厚度的23倍；抽水孔为非完整孔时，应根据所选计算公式的要求确定。第二节 抽水试验孔类型与结构 第 8 条 抽水试验孔分完整孔和非完整孔两种，主要根据含水层厚度、透水性强弱以及岩性在铅直方向上的变化情况进行选择。 1均质含水层厚度小于15m时，宜采用完整孔；大于15m时，宜采用非完整孔。2非均质层状含水层，单层厚度大于 6m时，可采用非完整孔进行分段抽水，过滤器置于单层的中

6、部，其长度不大于单层厚度的13，但不小于2m；单层厚度为36m时，可视具体情况选择孔型及确定措施；单层厚度小于3m时，不宜分段抽水。第三章 设 备第一节 过 滤 器 第 20 条 抽水试验常用的有管架过滤器、包网过滤器、缠丝过滤器和砾石过滤器等，一般根据孔壁稳定情况和颗粒级配选用。 1在半坚硬不稳定岩层、构造破碎带、裂隙密集带和含砂量很少的卵砾石层中，宜采用管架过滤器。 2在砂砾石和中粗砂层中，宜采用包网或缠丝过滤器。 3在细砂层和粉细砂层中，宜采用砾石过滤器。 第 21 条 包网、缠丝和砾石过滤器骨架的孔隙率不宜小于30。为了保证水流畅通，过滤管上应设垫筋，而后包网、缠丝。 第 22 条 滤

7、网孔眼大小和缠丝间距参照下列原则确定： 1砂砾石含水层的，应等于或略大于砂粒成分（砾石除外）的d60d70。 2中粗砂含水层的，应等于或略大于中粗砂的d60d70。 3细砂含水层的，如果必须使用包网过滤器，其孔眼直径应略大于细砂的粒径。第 23 条 砾石过滤器的砾石直径应相当于含水层组成材料的d50d60的410倍。填入厚度不应小于50mm。第二节 水 泵 第 24 条 抽水试验用的水泵应根据地下水位深度、过滤器直径和可能最大涌水量选择。当过滤器直径影响抽水量增大时，可以选用大于进水管口径的水泵，但不得大于二级。地下水位较浅时，应选用离心式水泵；较深时，可选用深井泵或空压机。当基岩中涌水量较小

8、时，可选用拉杆式水泵。第三节 测 试 工 具 第 25 条 观测水位一般使用电测水位计。地下水位较浅时，可采用浮标水位计；有条件的，应采用自记水位计。 第 26 条 涌水量的测试用具应根据水量大小选定。涌水量小于2Ls时，采用量桶；230Ls时，采用三角堰；大于 30Ls时，采用矩形堰。 使用孔板流量计时，孔板选择应使水柱高度控制在0.21.0m之间。 第 27 条 测量气温，采用普通温度计；测量水温，采用缓变温度计。第四章 现 场 工 作第一节 钻 探 第 28 条 抽水孔和观测孔的孔位应由地质、钻探、测量人员共同在现场确定。施工完毕后应测量各孔（管）口高程。孔内所有测深和过滤器的安装等，均

9、应从一个固定基点算起。 第 29 条 多孔抽水试验应先打抽水孔，后打观测孔。 第 30 条 抽水孔和观测孔在正常情况下均不应采用泥浆钻进，注意保持孔壁铅直，取好岩心，详细记录钻进情况，并做好简易水文地质观测。 第 31 条 抽水试验段的孔径，松散层中，不小于168mm；基岩中，不小于108mm。过滤器直径不小于108mm。采用砾石过滤器时，试验段孔径根据实际情况确定。观测孔的观测管内径不应小于25mm。第二节 设 备 安 装 第 32 条 下过滤器前，应用清水将孔内泥质冲洗干净（包括观测孔）。过滤器安装应严格按照设计书的要求进行，详细记录过滤器各部分的规格、长度（其中沉淀管长度不应小于2m）和

10、实际下入深度，并及时绘制安装结构图。 第 33 条 抽水孔的测压管应固定在过滤器上，一同下入孔内。过滤器与孔壁之间要分批投入冲洗干净的砾石以保护孔壁，砾石粒径应略大于网眼直径。起拔套管时，应防止带起过滤器和测压管。 第 34 条 砾石过滤器的砾石必须冲洗干净，分批填入，每次填入的高度不宜大于0.8m，套管靴内保留的高度不宜小于0.2m，填充的最终高度应高出过滤器工作部分的顶端0.51.0m。 第 35 条 空压机抽水时，沉没比控制在 0.4O.6较为适宜，但风管在动水位以下的深度不宜小于10m。 第 36 条 潜水含水层抽水时，应将抽出的水排至影响范围以外。第 37 条 量水堰应放置在稳固的基

11、础上，保持水平，试验前，应准确测定起始读数。第三节 洗孔、试验抽水和观测静止水位 第 38 条 正式试验前，抽水孔和观测孔均需反复清洗，要求达到水清砂净无沉淀。因特殊情况采用泥浆钻进的孔，应用活塞洗孔或空压机洗孔，并适当延长洗孔时间。 第 39 条 试验抽水可与洗孔同时进行。在松散层中的降深宜逐渐增大，达到最大降深后的延续时间不应少于2h。 第 40 条 通过试验抽水检查水泵、动力、测试工具的运转情况和工作效果，并实测可能达到的最大降深，发现问题应及时解决。 试验抽水过程中应观测、记录水位和流量。第 41 条 试验抽水后应测量孔深，沉淀太多时，应予清除。静止水位每1020min观测一次，两小时

12、内变幅不大于1cm，且无连续上升或下降时，即可视为稳定。第四节 抽 水 试 验 第 42 条 试验过程中，吸水龙头或风管在各次降深中均应放在同一深度。用水泵抽水时，吸水龙头在承压含水层中，宜放在含水层顶板处；在潜水含水层中，宜放在最大降深动水位以下O.51.0m处。 第 43 条 试验过程中必须定时观测动水位和涌水量，开始观测时，每隔 510min观测一次，出现稳定趋势后，可改为20min观测一次，直至结束。 第 44 条 多孔抽水试验的观测孔和抽水孔的动水位应同时观测。 第 45 条 为校核静止水位，在抽水影响范围以外应设置天然水位观测点，定时进行观测。 与抽水孔可能有水力联系的坑孔和地表水

13、体，试验过程中均应观测其水位变化。 天然水位变化幅度较大，降深校正有困难时，可暂停试验工作。 第 46 条 对水温和气温，抽水前观测一次，抽水时每次降深观测一次。 第 47 条 分析用的水样宜在抽水前和抽水将要结束时各取一次。 第 48 条 试验过程中，应详细记载所发生的有关情况，随时检查各种观测记录，并现场绘制QS或Qh2曲线和St与Qt曲线。当QS曲线反常时，应分析原因，必要时重做。 注：Q为涌水量；S为降深；t为观测时间；h2 =H2-h20，H为静止水位至含水层底的水柱高度； h0为动水位至含水层底的水柱高度。 第 49 条 抽水结束后应立即观测恢复水位，观测时间为1、2、3、5、7、

14、10、15、20、30、40、60、80、100min，以后每隔 3O60min观测一次，直至稳定。 第 50 条 试验结束后应测量孔深和复测各孔（管）口高程。必要时取沉淀样品进行颗粒分析。规定是粗略的，用钻孔中揭露的含水层（带）代替含水层的厚度，这仅适用于含水层（带）倾角较小的情况，倾角较大时，应视具体条件，根据势的迭加原理自行推导公式计算。 八、抽水孔的测压管 严格的数学解虽然证明了抽水孔内水位符合裘布衣公式，但“严格解”的内边界条件都存在问题，例如将孔内水位以下的任一点的势都视为常数，自由渗出段（所谓水跃段）上任一点的势等于自由水面线与抽水孔壁交点的纵坐标值（坐标系纵轴是孔中心线，横轴是

15、含水层底板线）等都不符合实际情况。此外“严格解”也没有考虑抽水孔内及其附近产生紊流的影响。因此实际上，抽水孔内降深和裘布衣公式降深不一致，前者大，后者小。规程中再次强调应在抽水孔过滤器外壁设置测压管就是从上述考虑出发的。 关于测压管和观测孔过滤器的安装深度和长度的问题，无论是承压完整孔或潜水完整孔，理论和实践均证明了，在距抽水孔的一定范围内都存在着三维流场。三维流场内不同深度水头值不同，尤其是在抽水孔附近更为突出。抽水孔附近不同深度的水头变化与抽水孔内吸水龙头深度的关系也极为密切。 对于承压完整孔，当吸水龙头位于含水层顶板以上时，在过滤器壁上的ZMO.6处和在含水层内的ZM0.5处（M为承压含

16、水层厚度；Z为自含水层底板起算的坐标值）的降深（水头）符合裘布衣公式条件。 对于潜水完整孔，由于潜水存在一个自由水面，而这个自由水面又是含水层的边界之一，因此地下水向潜水孔运动中，不仅水头不断发生变化，而且还在不断地改变着过水断面，情况远较承压完整孔复杂。所以至今对于潜水完整孔的三维流场的分析，还没有一个在实际工作中能够运用的表达式。根据部分专门试验资料表明，当吸水龙头位于含水层上部时，过滤器壁上不同深度水头值变化不很大；当吸水龙头位于含水层中部时，吸水龙头上、下部的水头差值则很大，经分析比较，上部的水头（降深）较符合裘布衣公式。潜水蓄水层中三维流场的水头分布和承压水孔的情形相反，中、上部的水

17、头值比较接近（计算比较较符合裘布衣公式），下部的水头值显著的低于中、上部的，其相差数值和地下水的流向密切相关。鉴于上述情况，无论是过滤器壁上的测压管或观测孔的过滤器，只要深入到动水位以下适当深度就可以了。但是考虑到自然界真正均质的含水层是很少的，且根据室内外的试验证明，综合管（与抽水孔过滤器等深等齐的观测管）的水头和含水层中、上部的水头基本相当的事实，所以规程中仍规定测压管和观测孔过滤器长度和深度应与抽水孔过滤器相当。 九、降深次数抽水孔测压管的降深值是计算渗透系数的基本数据之一。近年来不少单位研究的结果表明，单孔抽水试验在抽水孔或测压管中测得的降深经常是包含两部分内容。一是符合二维平面流、层

18、流条件的有效降深（裘布衣降深），另一是三维流场和紊流单一或共同作用所引起的附加降深。计算参数的公式中的降深应是有效降深。实测降深是否包含附加降深，可以通过绘制QS曲线或Q（H2 一h02）曲线判断，绘制这种曲线和消除附加降深的方法要求至少进行三次降深。 十、降深值 对于单孔抽水无论是在理论上或是试验资料的对比中，都说明降深值越小越符合现用公式的假定条件。但是在实际试验中，存在一个测试精度的问题，目前采用的电测水位计，实际精度为1cm，对于1m的降深值相对误差是2，规程中规定单孔抽水最小降深值不宜小于0.5m，从精度上讲，即保证对于最小降深值其相对误差不大于4。 对于多孔抽水，因为计算参数是以观

19、测孔的降深差值为依据的，所以最小降深以最远观测孔来控制。0.1m的数字，是从现实设备条件出发考虑的最低要求。 关于最大降深值的限制，对承压水而言，限制其最大降深不宜降低到含水层顶板以下，目的是尽可能地不使参数计算复杂化；对于潜水，裘布衣在推导潜水公式时，曾将沿流程的水头损失简化为沿流程水平投影的水头损失作为水头梯度来考虑的。这就是说，在潜水孔的计算公式中存在着以正切代替正弦的前提条件，这个前提条件，在抽水降深不太大的情况下是容易得到满足的。 十一、降低顺序 松散层的降低顺序一直有两种相反的意见，“从小到大”和“从大到小”。规程中规定松散层的抽水宜从小到大进行，理由有三： 1试抽最终应该达到可能

20、的最大降深，但不应一开泵就使流量达到最大，而应逐渐增加，最后达到最大降深。只要遵守这样的原则，试抽时是不会产生大量涌砂的。 2一项专门试验证明降低顺序从小到大，符合降落漏斗的发展趋势，能缩短到达相对稳定的时间，降低次数越多越明显。例如，抽水孔一次7.29LS，一次14.90LS的两次抽水，从小到大进行，距离5m远的观测孔经过6h即达相对稳定。另一次抽水孔，一次14.93Ls；一次6.73Ls的两次抽水从大到小进行，同样距离5m远的观测孔经过7h的观测还只能说是趋于稳定，漏斗还在不断的缩小。 3抽水从小到大进行，最后一次是大降深，有利于恢复水位观测资料的利用。 十二、动水位稳定标准 关于动水位的

21、稳定标准以往是采用相对误差的概念确定的，这样的规定在降深较大时绝对误差很大，如降深3m，按3要求，则允许有0.09m的误差。实际上允许误差的大小与降深的大小并无直接联系，决定误差大小的主要是测试工具和水位的波动状况。考虑到电测水位计的精确度和抽水孔与观测孔水位波动状况的区别，以及不同抽水设备对动水位波动的影响，规定一般抽水孔波动值不大于3cm，观测孔不大于1cm；空压机抽水孔，波动值不大于10cm，既能保证精度而实际也是可行的。 十三、稳定延续时间 规定稳定延续时间，主要是为了保证抽水孔涌水量和降深能够达到相对的稳定，因为常用的渗透系数计算公式，都是以稳定理论为基础推导出来的。据对100多个单

22、孔抽水试验资料分析，不同补给条件和不同颗粒组成的含水层，抽水达到稳定所需的时间是不一样的。从对178个单孔2O4段的抽水资料统计得知：纯砂层（中细砂、中粗砂、细砂、中砂和粗砂等）达到稳定所需时间为56min；砂卵石层为2h7min；含泥砂砾石层为3h42min；基岩为2h47min。为此，将稳定延续时间作了适当的缩短，但为了保证能达到真正的相对稳定，指出了对那些透水性弱的含水层抽水，稳定延续时间要作适当的延长。 十四、骨架孔隙率，滤网孔径和缠丝间距 大部分单位的经验证明，为了避免在抽水时形成孔内外过大的水位差值（水跃值），在保证过滤器强度的前提下，应使管架孔隙率尽可能的大一点。据调查，有部分单

23、位管架孔隙率达到43，起拔时也没有发生断开的现象。故规程中适当地提高了对骨架孔隙率的要求。 关于滤网孔径和缠丝间距的规定，均较以往的规定提高了一些。试验证明，增大滤网孔径和缠丝间距能够明显地减小过滤器的阻力，并且也没有出现抽水孔内大量涌砂的现象。例如鸭河口试验场地的试验，过滤网为16目时，孔眼约为1.6mm，此数值相当于含水层颗粒成分的d70，试验进行300余小时，开始几小时孔内沉淀达到2.3m，以后一直没有增加，这说明过滤网选择的比较适当。 十五、多孔抽水造孔顺序问题 多孔抽水，尤其是布置两排观测孔时，为防止因含水层情况与设计出入较大而不得不改变试验方案或试验地点的情况发生，应先打抽水孔。同

24、时也只有在抽水孔的结构确定之后，才能最终确定观测孔的结构。 十六、泥浆钻进 对于抽水孔或观测孔大多数单位都是采用打套管清水循环钻进。河北某水利工程曾使用泥浆造孔，据泥浆在含水层中扩散形成泥柱的实际观测资料，说明泥浆钻进会对抽水试验成果产生严重影响。但是有些地区如东北和西北，提出了实际工作中存在的问题，有些地方松散层卵砾石比较大，不可能打套管，不使用泥浆，则难以造孔。规程本着既考虑质量要求，又考虑实际存在问题的精神，将以往规程中规定的严禁泥浆循环钻进改为不应采用泥浆循环钻进，为某些特殊地区留了一定的余地。 十七、抽水孔口径 试验研究资料表明，吸水管与过滤器的环状间隙的大小，对沿过滤器的流量分布有

25、明显的影响，从而沿过滤器的水头分布也显著不同，间隙越小，这种影响越突出。鸭河口试验，过滤器的直径为146mm，采用108mm吸水管时，吸水龙头上、下测压管降深值相差一倍左右；当采用89mm或73mm时，吸水龙头上、下测压管的降深值比较接近。考虑上述影响和目前水利水电勘测设备条件，规程中对于抽水孔口径提出了最低要求。值得提出的是，规程中要求的下限108mm，是对于那些含水层厚度不太大，渗透系数也不太大的条件提出的，当含水层厚度大于10m，渗透系数在100m24h以上时，应尽可能地选用较大的过滤器，例如 146mm、168mm等。 十八、洗孔和试验抽水 对清水钻进的抽水孔，一般不单独进行洗孔。试验

26、抽水既检查水泵、动力等运转是否正常，确定可能达到的最大降深，同时也起到洗孔的作用，所以规程中对试验抽水提出了延续时间的要求。 对泥浆循环的抽水孔，建议了洗孔方法，这当中包含了要单独洗孔的要求。关于洗孔质量鉴定，目前尚没有一个切实可行的方案，条文中提出的“水清砂净无沉淀”的要求，这需要地质人员在现场根据实际情况掌握。 十九、观测静止水位和校核静止水位抽水试验过程中主要要取得两个基本数据，一是流量，可以通过量桶或堰箱直接测量获得；一是降深，它需要通过所量测的动水位和天然静止水位相减得来。因此，静止水位是否准确，直接影响抽水试验成果质量。规程中静止水位的稳定标准，对于松散层比较容易满足，可以采用每 10min观测一次的标准；对于基岩，有的地区可能不易达到，则可以采用20min观测一次的标准。长江委信息研究中心馆藏 29