高压压水试验在某抽水蓄能电站工程中的应用

抽水蓄能电站工程地下厂房、岔管等部位具有高水头压力,常规压水试验结果不能反映实际水头压力作用下岩体的渗透特性。为了确定岩体在高压水头作用下渗透特性,在某抽水蓄能电站高压岔管部位进行了高压压水试验,通过研究压力—流量曲线、透水率—RQD关系,获得岩体临界压力,为设计在岔管衬砌支护选型提供依据。

深部巷道底板岩体渗透性高压压水试验研究

岩体渗透性是反映岩体水力学特征的重要参数,为探究深部岩体的渗透性,采用钻孔高压压水试验手段,对东滩煤矿深部巷道底板四段岩体进行了现场原位压水试验,获得了大量实测数据。试验和数据分析结果表明:岩体在压水过程中经历了"隔水–导渗–稳渗"的过程,随着压水的进行,岩体的渗透性不断增强。东滩煤矿深部底板的厚层泥岩具有低阻弱渗的特点,厚层砂岩和互层具有高阻弱渗的特点,四段岩体原始状态下渗透性均较差。注水压力与流量关系曲线具有很好的指数关系,除厚层砂岩外,厚层泥岩和互层的注水压力–流量关系具有明显的分段性。岩体等效裂隙宽度随着注水压力的增大具有较好的指数关系且具有明显的分段性,即可分为突变点前的稳定阶段和突变点后的突增阶段。可通过裂隙宽度变化量?b是否大于0来判断岩体内是否发生明显渗流。研究结果有助于加强对深部岩体在水压作用渗透性变化的认识,为深部煤层的安全开采提供重要的参考依据。

高压压水试验在深钻孔中的应用

常规压水试验一般按三级压力、五个阶段进行。三级压力一般分别为0.3,0.6,1MPa。但对于水库大坝、深埋地下工程等水头很高的工程而言,常规压水试验结果不能反映实际水头压力作用下岩体的渗透特性。试验在某花岗岩地区500m深孔中进行,因此选定压力阶段为2,4,6MPa。试验段长度取为6.5m,钻孔中共取21个典型区段进行高压压水试验,试验结果表明,高压压水试验能很好地反映岩体透水性的变化规律。该地区属低渗透岩体,因此在该地下工程灌浆处理裂隙岩体时最小灌浆压力值应不小于5MPa。

基于高压压水试验的岩体透水率变化研究

在水利水电等地下工程的常规压水试验中,一般以1Lu(吕荣值)作为防渗灌浆结束的标准。近年来,随着科学技术水平的不断提高,我国的高水头抽水蓄能电站得到了迅速发展,也进行了相应的高压压水试验。对于高水头的水电工程,现场高压压水试验结果和常规压水试验结果对比发现,对于同一试验段,高压压水试验计算的岩体透水率反而比常规压水试验计算的透水率小,由此计算的岩体渗透系数也偏小,但在高压水作用下岩体渗透性会不同程度地增加。如果岩体透水率还用《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)中的公式计算,则由于压力的增加计算的Lu变小,防渗的标准会相应提高。针对规范中岩体透水率的适用性问题,提出了基于高压压水试验的"高压单位吸水量"的概念,即在直径75mm、试段长度约5m的孔内高压压水试验中,围岩在设计水头(≥2MPa)作用下,单位长度上的压入流量,用DK表示,单位为L·min-1·m-1。基于这一概念,应用数值模型计算了岩体试段的压入量,通过与某抽水蓄能电站高压压水试验的实际岩体试段的压入量进行的对比,获得了最大压力为4MPa时,岩体注浆结束标准为2DK(0.5Lu)。因此,对于不同的高水头水电工程,隧洞注浆结束标准(高压单位吸水量)要根据设计水头进行调整,而不能以常水头那样始终以1Lu作为防渗结束标准。

钻孔高压压水试验的数值模拟

为了从理论上进一步讨论高压水作用下岩体的渗透特性,建立考虑紊流、层流、扩张、劈裂、冲蚀和淤堵现象的应力场与渗流场耦合的连续介质模型和应力场耦合Oda渗透张量模型,并编制相应的有限元计算程序WS3D。采用该程序对惠州抽水蓄能电站的钻孔压水试验进行数值模拟,得到压力水头P与水流量Q的关系曲线(P-Q曲线)与高压压水资料吻合较好。同时,根据数值模拟中的现象和结果进行分析可知,在高压压水试验中,层流、紊流、扩张、劈裂、冲蚀、淤堵现象中的一种或几种现象共同作用决定P-Q曲线的类型。

裂隙岩体高压压水试验水．岩耦合过程数值模拟

为了解高压水渗流作用对裂隙岩体应力和变形的影响,结合黑麋峰抽水蓄能电站岩体高压压水试验的渗压及变形测试成果,采用多孔连续介质全耦合理论,研究了试验区岩体测点在压水孔加压和卸压过程中的孔隙压力和位移变化过程。通过对测点位移和渗压随时间变化过程的计算值和实测值对比研究,验证了所采用的水-岩耦合数值模型的合理性。研究表明:在压水孔内的水压力和岩体孔隙压力的共同作用下,岩体内的应力大幅度增加;压水过程中,岩体因渗流作用产生了较大的位移,停止压水后的一段时间内,由于岩体中还存在一定的孔隙水压力和水压力梯度,从而导致岩体内仍存在部分变形值,且该部分变形值并非是压水孔卸载后岩体内的塑性残余变形;高压水渗流作用下的岩体耦合效应对工程应力和围岩变形有重大影响,考虑水-岩耦合效应的岩体稳定性评价结果对工程设计更具指导意义。

溪洛渡水电站坝基岩体钻孔常规压水与高压压水试验成果比较

为了确定岩体在不同压力作用下渗透特性的变化规律,溪洛渡水电站坝基岩体专门作了钻孔常规压水与高压压水的对比试验,通过对试验成果的比较,获得了从常规压水到高压压水过程中岩体透水率Lu值和P-Q曲线的变化规律。

高压压水试验在某抽水蓄能电站中的应用

简述了高压压水试验方法及其在某抽水蓄能电站中的应用结果,并结合该孔中的水压致裂法地应力试验测试结果进行了分析,高压压水试验的成果与该孔水压致裂法地应力测试结果得到了相互验证。

钢筋混凝土高压岔管区断层岩体高压压水试验方法

针对黑麋峰抽水蓄能电站高压岔管区断层带空间几何特性,研究了陡倾角断层岩体高压压水试验方法。通过对高压压水试验成果进行分析,得到了断层岩体渗透稳定的渗控设计参数,了解了钢筋混凝土高压岔管区断层岩体的渗透稳定性,并验证了高压压水试验方法的正确性。

高压压水试验在呼和浩特抽水蓄能电站中的应用

对于水库大坝、深埋地下工程等水头很高的工程,常规压水试验结果不能反映实际水头压力作用下岩体的渗透特性。为了确定岩体在不同压力作用下渗透特性的变化规律,在呼和浩特抽水蓄能电站高压岔管区专门做了3个钻孔高压压水试验。通过研究压力-流量关系曲线和岩体透水率Lu值了解岩体渗透特性。现场高压压水试验按三级压力、五个阶段进行。三级压力分别为1,3,5MPa,试验段长度取为5m,3个钻孔共取35个典型区段进行高压压水试验。试验结果表明,试验区属微透水-弱透水岩体,高压压水试验能很好地反映岩体透水性的变化规律。

基于钻孔高压压水试验非线性流模拟计算错动带渗透参数

高坝大库建设过程中,往往需要确定工程区附近岩土体在高水头作用下的渗透参数,钻孔高压压水试验是其中最常用的方法之一。与其他试验相比,高压压水试验具有很高的水头和渗流速度,很容易出现非线性渗流,这种情况下达西流公式不再适用,因此,亟需一种基于钻孔高压压水试验确定非线性参数的求解方法。本文建立了钻孔高压压水试验的非线性流数学模型,采用有限差分的方法,得到了阶梯水头变化情况下非线性流数学模型的数值解,并验证了该数值解的准确性。在此基础上讨论了非线性参数对水头和流速的影响,结合白鹤滩水电站玄武岩错动带现场高压压水试验,进一步验证了该方法的可靠性。结果表明,当非线性参数k和径向距离r保持不变时,非线性参数β越大则试验过程中的水头h和流速v都越小;当非线性参数β和径向距离r保持不变时,非线性参数k越大则试验过程中的水头h越小、流速v越大;且较大的β和k均会使得高压压水试验能更快地趋于稳定状态。如果仍按照达西流公式进行计算,将会高估透水介质中的水头,进而高估玄武岩错动带结构面抵抗渗透破坏的能力,最终对工程稳定性产生不利影响。在白鹤滩水电站进行的钻孔高压压水试验过程中地下水发生了非线性运动,求得C2错动带的非线性参数β=1.62 min·m-1,k=9.60×10^(-3)m·min^(-1),该方法对于现场确定错动带非线性参数有较好的适用性。

裂隙岩体高压压水试验研究

裂隙岩体渗透特性往往由于裂隙发育的随机性而难以准确描述,现场高压压水试验通过研究压力P—流量Q关系曲线来了解裂隙岩体宏观渗透特性。某抽水蓄能电站高压岔管部位岩体存在较大规模的断层及影响带,为配合工程处理设计,采用现场高压压水试验对断层(含影响带)、断层周围岩体的透水性及渗透变形特性进行评价,现场试验的结果表明裂隙的张开扩展是裂隙岩体渗透变形的主要形式,也是P—Q曲线类型非线性的主要原因。为对试验过程和成果进一步量化,采用等效连续介质模型和三维有限元数值模拟技术对试验进行模拟。对比分析成果可见,P—Q曲线基本吻合,采用现场试验与数值计算相结合的方法可以较好地对裂隙岩体的宏观渗透性进行分析评价。

浅谈高压压水试验工程意义

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房为深埋约300 m的洞室群,压力管道内水压力水头为470 m,均为钢筋混凝土衬砌,为此,在引水岔管进行高压压水试验意义重大。

高压压水试验在蒲石河抽水蓄能电站中的应用

为了确定岩体在不同压力作用下渗透特性的变化规律,蒲石河抽水蓄能电站高压岔管部位岩体专门作了钻孔高压压水试验。本文通过对试验成果的比较,得出了高压压水过程中岩体透水率值和P～Q曲线的变化规律。

隧洞岔管高压压水试验及成果分析

荒沟抽水蓄能电站地下厂房为埋深约300m的地下洞室群,压力管道最大工作水头为700m左右,均为钢筋混凝土衬砌。因此,在引水岔管采用合理的试验方法,进行高压压水试验,从而测定高压岔管部位围岩在高水头下的渗透特性、渗透稳定性及临界压力。

高压压水试验施工工艺研究与应用

简述了高压压水试验方法及其在某抽水蓄能电站中的应用结果,并结合试验测试成果进行分析水头压力下岩体的透水率和渗透性,高压压水试验的成果与该孔水压致裂法地应力测试结果得到了相互验证。

抽水蓄能电站高压压水试验成果分析

结合某抽水蓄能电站高压压水试验资料,分析在高压水作用下岩体的透水率、临界压力等特性。

高压压水试验在压力隧洞设计中的应用

通过介绍高压压水试验原理和方法,分析了其在压力隧洞衬砌设计方案中运用的可行性,并给出了具体的工程设计实例和理论分析。实践成果表明,该方法能够成功解决压力隧洞衬砌设计类型问题,具有较高的实际运用价值。

荒沟抽水蓄能电站输水隧洞的高压压水试验

为了解荒沟抽水蓄能电站输水隧洞在高压水头作用下的渗透特性及其在高压渗透状态下岩体张开、拉裂的临界压力等,以ZK181钻孔第七段第一、第二循环试验为例,进行试验结果分析,为设计部门提供依据。

二瓦槽水电站气垫式调压室高压压水试验及围岩抗渗性评价

对二瓦槽水电站气垫式调压室进行了高压压水试验。试验成果显示：测段岩体在5MPa高水压压力作用下透水率绝大部分在O．26～0．98Lu之间，小于1．0Lu；裂隙岩体水力劈裂压力值在10．5～12．0MPa之间，对高水头压力具有较好的承载性。试验结果表明：围岩整体抗渗性能较好，但对于局部出现的软弱结构面需进行灌浆处理。试验结果可为气垫式调压室设计和建设提供依据。