一种斜孔压水实验装置的制作方法

1.本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种斜孔压水实验装置。


背景技术：

2.近年来，随着我国经济建设的快速发展和工程技术的不断提高，隧道、地下油库、蓄能电站及人防工程等地下空间工程得到大规模的开发与利用，尤其是高深度承压洞室的应用愈加广泛。在地下工程中，洞室围岩往往需要承受很高的内水压力与气动压力，文献
3.中压气储能电站洞室内压可达到10mpa，浙东沿海某海岛地下水封洞库工程的水封压力达到了0.125mpa。高渗透压力在满足工程运行需要的同时，也对地下洞室岩体渗透稳定性造成了巨大威胁。锦屏一级水电站中孔充压水封压力达到0.456mpa时导致水封破裂释压；广州抽水蓄能电站由于水力梯度过大导致构造劈裂渗水，渗水量达到了32l/s。
3.斜孔钻探作为一种新型勘察技术，探明范围较广，能够对特殊、复杂地段及重点部位，如断层、破碎带、溶洞等不良地质体进行有效的识别。高压压水试验是揭示岩层渗透能力的重要手段，目前多以常规直孔高压压水试验为主，进行斜孔高压压水试验可以有效探明岩体渗透特性的同时，减少钻探作业工作量。根据《水利水电工程钻孔压水试验规程sl 31-2003》，计算紊流状态下，透水性较小的岩体渗透系数采用的是层流公式，只能近似的得出渗透系数。实际工程中，随着压力的升高，钻孔周围的水流状态会转变为非线性流，甚至诱发水力劈裂，即压入流量显著增长。若继续沿用线性流公式计算，会导致岩土渗透参数计算结果偏小。因此，开展斜孔高压压水试验的应用以及岩体在高渗透压力作用下的渗透特性研究对于地下空间工程设计及安全生产具有重要的指导性意义。
4.但是目前缺乏结构简单可靠的实验装置，需要对此进行研究和改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种斜孔压水实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斜孔压水实验装置，包括开设在岩层内的斜向孔，所述岩层上方设置有蓄水池和压力泵，所述压力泵的进水端通过管道连接在所述蓄水池内，所述压力泵的出水端通过管道连接有水气转换装置，所述水气转换装置通过管道连接有氮气瓶，所述水气转换装置连接有花管，所述花管端部连接有气管，所述斜向孔内插接有两个止水塞，所述花管穿设在其中一个止水塞内，所述气管位于两个所述止水塞之间，所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有压力表。
7.优选的，所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有流量计。
8.优选的，所述花管与所述气管之间通过密封法兰连接固定。
9.优选的，所述止水塞为丁基胶塞。
10.优选的，所述丁基胶塞的外部固定有一层膨胀橡胶圈。
11.优选的，所述斜向孔的斜度为30-45
°
。
12.优选的，所述压力泵进水端连接的管道端部固定有配重球。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本斜孔压水实验装置能够达到斜孔压水测试，且结构简单、可靠；当应用本斜孔压水实验装置时，可通过压力泵从蓄水池内抽入水，再通过氮气瓶和水气转换装置实现水气混合，将经过水气转换装置混合的水气送入两个止水塞之间，从而进行测试，并利用压力表进行监测，本发明开展了斜孔高压压水试验的应用以及岩体在高渗透压力作用下的渗透特性研究，对于地下空间工程设计及安全生产具有重要的指导性意义，通过本发明的实验方法，计算岩土渗透参数的结果更加精确。
附图说明
15.图1为本发明的实验装置结构图；
16.附图标记：1、蓄水池；2、压力泵；3、流量计；4、压力表；5、止水塞；6、花管；7、气管；8、氮气瓶；9、水气转换装置。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1
19.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种斜孔压水实验装置，包括开设在岩层内的斜向孔，所述岩层上方设置有蓄水池1和压力泵2，所述压力泵2的进水端通过管道连接在所述蓄水池1内，所述压力泵2的出水端通过管道连接有水气转换装置9，所述水气转换装置9通过管道连接有氮气瓶8，所述水气转换装置9连接有花管6，所述花管6端部连接有气管7，所述斜向孔内插接有两个止水塞5，所述花管6穿设在其中一个止水塞5内，所述气管7位于两个所述止水塞5之间，所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有压力表4。
20.参考图1，本斜孔压水实验装置能够达到斜孔压水测试，且结构简单、可靠；当应用本斜孔压水实验装置时，可通过压力泵2从蓄水池1内抽入水，再通过氮气瓶8和水气转换装置9实现水气混合，将经过水气转换装置9混合的水气送入两个止水塞5之间，从而进行测试，并利用压力表4进行监测，本发明开展了斜孔高压压水试验的应用以及岩体在高渗透压力作用下的渗透特性研究，对于地下空间工程设计及安全生产具有重要的指导性意义，通过本发明的实验方法，计算岩土渗透参数的结果更加精确
21.参考图1，其中所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有流量计3，利用流量计3能够对管道输送水的流量进行实时监测；其中所述花管6与所述气管7之间通过密封法兰连接固定，利用密封法兰能够方便花管6与气管7的对接与密封。
22.参考图1，其中所述止水塞5为丁基胶塞，当止水塞5采用丁基胶塞时，其具有使用寿命长的优点；其中所述丁基胶塞的外部固定有一层膨胀橡胶圈，膨胀橡胶圈是。
23.参考图1，其中所述斜向孔的斜度为30-45
°
，当斜向孔的斜度采用30-45
°
时，其具
有良好的测试效果；其中优选的，所述压力泵2进水端连接的管道端部固定有配重球，利用配重球能够将蓄水池1内的水全部吸取掉。
24.以上实施方式示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种斜孔压水实验装置，包括开设在岩层内的斜向孔，其特征在于：所述岩层上方设置有蓄水池(1)和压力泵(2)，所述压力泵(2)的进水端通过管道连接在所述蓄水池(1)内，所述压力泵(2)的出水端通过管道连接有水气转换装置(9)，所述水气转换装置(9)通过管道连接有氮气瓶(8)，所述水气转换装置(9)连接有花管(6)，所述花管(6)端部连接有气管(7)，所述斜向孔内插接有两个止水塞(5)，所述花管(6)穿设在其中一个止水塞(5)内，所述气管(7)位于两个所述止水塞(5)之间。2.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有流量计(3)。3.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述压水泵和所述水气转换器之间连接的管路上安装有压力表(4)。4.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述花管(6)与所述气管(7)之间通过密封法兰连接固定。5.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述止水塞(5)为丁基胶塞。6.根据权利要求5所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述丁基胶塞的外部固定有一层膨胀橡胶圈。7.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述斜向孔的斜度为30-45
°
。8.根据权利要求1所述的一种斜孔压水实验装置，其特征在于：所述压力泵(2)进水端连接的管道端部固定有配重球。

技术总结
本发明公开了一种斜孔压水实验装置，其技术方案要点是：包括开设在岩层内的斜向孔，所述岩层上方设置有蓄水池和压力泵，所述压力泵的进水端通过管道连接在所述蓄水池内，所述压力泵的出水端通过管道连接有水气转换装置，所述水气转换装置通过管道连接有氮气瓶，所述水气转换装置连接有花管，所述花管端部连接有气管，所述斜向孔内插接有两个止水塞，所述花管穿设在其中一个止水塞内，所述气管位于两个所述止水塞之间；本斜孔压水实验装置能够达到斜孔压水测试，且结构简单、可靠。可靠。可靠。


技术研发人员：李文鹏 谢勋 曾继礼 丁立新 漆伦
受保护的技术使用者：浙江化工工程地质勘察院有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/8/30