专利名称：现场高压渗透试验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种现场高压渗透试验系统。适用于水利水电。
背景技术：
随着我国经济建设的腾飞，大型抽水蓄能电站不断发展，促成高压、大口径岔管和水工隧道的大量兴建。而这种大PD值的水工隧道，尤其是岔管，从经济和施工等几方面来看，均希望采用技术先进的钢筋混凝土结构的。作为该种水工建造物的建筑条件是其所在围岩必须具有足够高的防止水力劈裂和长期高压水作用下的低渗水能力。而回答这两方面问题的最好办法是通过合适的现场试验。
而之前，国内未曾有过这种试验，国际上也无完全可套用的方法。为此，需要摸索出能解决这一技术关键的试验工艺和技术。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一套完整的现场高压渗透试验系统，获取水工建筑物所在围岩在高压水作用下的透水性、水力坡降以及临界压力等数据，为建筑技术先进、施工方便和造价较低的钢筋混凝土岔管的方案决策提供可靠的依据。
本实用新型所采用的技术方案是现场高压渗透试验系统，其特征是系统包括一级水池、二级蓄水池，二者之间由低压输水管连通，二级蓄水池通过高压泵进水管经一组高压水泵和单向阀与高压泵出水管连接，二级蓄水池与高压泵出水管之间还接有回水管，高压泵出水管的另一头通过接头分别与大流量进水阀及大流量计和小流量进水阀及小流量计连接，两流量计的出口经压力表汇入进孔软管，进孔软管的端部为高压水管，高压水管上装有油压封隔器，油压封隔器同时与油压表和高压油泵相连接；孔隙压力计埋设在接受试验的岩体中。
所述高压水泵为多台并联运行的活塞式高压水泵。
所述油压封隔器中间为通试验用的高压水管，四周为可充油的胶囊。
所述孔隙压力计一孔中埋设多只。
孔隙压力计埋设在岩体钻出孔的砂段中，砂段的两端由水泥砂浆封隔，水泥砂浆中掺有适量的特密斯(TMS)外加剂。
本实用新型的有益效果是本发明提供了获取现场岩体在高压水作用下的水力力学特性的方法和手段，为决策可否建筑技术先进、施工方便、造价较底的钢筋混凝土岔管和高压水工隧道等提供依据。丰富和发展现场试验技术，对水工建筑的建设有较大的促进作用，同时又具有明显的经济效益。
图1是本实用新型测试设备的系统布置图。
图2是本实用新型孔隙压力计的埋设示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，在现场典型区域，按一定要求施钻试验孔，通过适当设备隔出试验段，同时布置好现场高压渗透试验系统，包括一级水池1、二级蓄水池3，二者之间由低压输水管2连通，二级蓄水池通过高压泵进水管4经一组高压水泵5和单向阀6与高压泵出水管7连接，二级蓄水池3与高压泵出水管7之间还接有回水管8，高压泵出水管的另一头通过接头分别与大流量进水阀9及大流量计11和小流量进水阀10及小流量计12连接，两流量计的出口经压力表13汇入进孔软管14，进孔软管的端部为高压水管16，高压水管上装有油压封隔器15，油压封隔器同时与油压表17和高压油泵18相连接。
本实用新型根据高压岔管或隧道的运行压力，选用多台活塞式高压水泵5，采用并联运行方式，往试验孔段施加满足相应压力要求的压力水。
由于试验是在一定口径的孔中分段进行的，为此，必须将试验段分隔起来。本例采用油压封隔器15，中间为通试验用高压水管16，四周为可充油的胶囊，该胶囊充油后与孔壁紧密接触，一方面可止水，防止压力水通过封隔器与试验孔之间的接触面渗透，另一方面通过向孔壁施加一定的压力，可产生摩擦力，预防封隔器在试验时因压力水的外推而向孔口移动。
为测定试验过程中岩体中的渗水压力，必须在岩体中埋设孔隙压力计19。为减少造孔工作量，往往在一孔中埋设多只，这就提出了如何埋设方可防止由于同孔中多只孔压计窜孔问题。经过反复试验，孔隙压力计19埋设在岩体钻出孔的砂段21中，砂段的两端为水泥砂浆20，砂浆中掺适量的适量的特密斯(TMS)外加剂，这样就较好地解决了这问题。各试验孔中的孔隙压力计19用频率计22串联。
系统按一定要求由高压水泵对试验段进行循环加压，同时经布置好的测试仪表测量试验孔段的水压力、渗水量、岩体中的孔隙水压力、被动孔出水量及其所带固体颗粒情况等数据的第一手资料。通过分析所得资料，对岩体的渗透性、临界水力坡降和初始地应力等作出评价，为高压岔管和隧道的方案决策提供依据。
加压方式可根据不同目的，分为实施快、中、慢三种加荷方式，即每级荷载的维持时间分别为5分钟、2小时和6～8小时。试验表明，中慢速的试验结果基本相同；根据试验所得压力和渗水量之间关系曲线，将岩体在高压水作用下的渗透性划分为两种，一为对应于岩体完整性好的且试验前无过水通道的，该种岩体的渗水情况是，存在一临界压力，水压力小于该临界压力时，渗水量很小，而一旦压力超过该临界值，渗水量急剧增大，我们认为，该临界压力与初始地应力相当。另一种为岩体中存在过水通道的，渗水量随压力的增长无明显的突变。
权利要求1.一种现场高压渗透试验系统，其特征在于系统包括一级水池(1)、二级蓄水池(3)，二者之间由低压输水管(2)连通，二级蓄水池通过高压泵进水管(4)经一组高压水泵(5)和单向阀(6)与高压泵出水管(7)连接，二级蓄水池(3)与高压泵出水管(7)之间还接有回水管(8)，高压泵出水管的另一头通过接头分别与大流量进水阀(9)及大流量计(11)和小流量进水阀(10)及小流量计(12)连接，两流量计的出口经压力表(13)汇入进孔软管(14)，进孔软管的端部为高压水管(16)，高压水管上装有油压封隔器(15)，油压封隔器同时与油压表(17)和高压油泵(18)相连接；孔隙压力计(19)埋设在接受试验的岩体中。
2.根据权利要求1所述的现场高压渗透试验系统，其特征在于所述高压水泵(5)为多台并联运行的活塞式高压水泵。
3.根据权利要求1或2所述的现场高压渗透试验系统，其特征在于所述油压封隔器(15)中间为通试验用的高压水管(16)，四周为可充油的胶囊。
4.根据权利要求1或2所述的现场高压渗透试验系统，其特征在于所述孔隙压力计(19)一孔中埋设多只。
5.根据权利要求3所述的现场高压渗透试验系统，其特征在于所述孔隙压力计(19)一孔中埋设多只。
6.根据权利要求4所述的现场高压渗透试验系统，其特征在于孔隙压力计(19)埋设在岩体钻出孔的砂段(21)中，砂段的两端由水泥砂浆(20)封隔，水泥砂浆中掺有适量的特密斯(TMS)外加剂。
专利摘要本实用新型涉及一种现场高压渗透试验系统，所要解决的技术问题是提供一套完整的现场高压渗透试验系统，获取水工建筑物所在围岩在高压水作用下的透水性、水力坡降以及临界压力等数据。解决该问题的技术方案是包括一、二级蓄水池，由低压输水管连通，二级蓄水池通过高压泵进水管经一组高压水泵和单向阀与高压泵出水管连接，二级蓄水池与高压泵出水管之间还接有回水管，高压泵出水管的另一头通过接头分别与大流量进水阀及大流量计和小流量进水阀及小流量计连接，两流量计的出口经压力表汇入进孔软管，进孔软管的端部为高压水管，高压水管上装有油压封隔器，封隔器同时与油压表和高压油泵相连接；孔隙压力计埋设在岩体中。本实用新型可用于水利水电。
文档编号G01N33/24GK2754086SQ200420090829
公开日2006年1月25日 申请日期2004年10月1日 优先权日2004年10月1日
发明者刘世明, 张义林, 陈鼎, 肖贡元, 文洪, 张克钊 申请人:国家电力公司华东勘测设计研究院