CN206440589U - 一种围岩初始渗透系数测试结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种围岩初始渗透系数测试结构，包括测试洞以及布置在测试洞两侧的压水孔和监测孔，所述测试洞下部设置测试区，所述测试区的顶部高度不小于一倍测试洞的洞径，所述压水孔上部连接高压水泵，所述监测孔内布置水流测试传感器，所述水流测试传感器与数据采集装置连接。本实用新型有效规避了损伤区对围岩渗透系数测试的影响，更加准确地反映围岩真实的物理力学状态，并且所采用设备与原有的水压试验设备基本一直，操作流程简单，便于工地推广应用。

Description

一种围岩初始渗透系数测试结构

技术领域

本实用新型涉及地下工程领域，尤其涉及围岩初始渗透系数测试技术。

背景技术

精确的地质参数对于地下工程的建设至关重要，尤其是对于水电、核废料存储等对环境有重要影响的工程，地质参数准确与否直接关系到公共安全。原始围岩的物理力学特性主要受自身结构、裂隙状态以及外界环境的影响。但是由于地下工程通常处于地应力作用下，工程开挖后，应力受到扰动，进行二次调整，在开挖的地下工程附近产生应力集中区和应力松弛区。围岩受应力调整的影响，将在围岩内部产生损伤，损伤的存在将直接影响围岩的物理力学特性，并且在损伤区内围岩进行的测试并不能真实代表原始围岩的物理力学特性。

围岩的渗透系数是代表围岩渗透性强弱的一个定量指标，其数值的正确测定对于评价围岩完整性具有重要意义，影响渗透系数测定的因素众多，例如岩体结构、裂隙网络、水压等，要建立渗透系数的精确理论公式比较困难，通常采用试验的方法，包括实验室测定方法、现场测试方法以及数值模拟方法，其中现场测试方法尺度更大、更能反映现场围岩的实际结构特征，测试获得的渗透系数也更加具有代表性。

虽然渗透系数测试在工程现场已经被普遍应用，但是随着地下工程埋深的不断增加，围岩在应力调整过程中不可避免地将遭受损伤，在地下工程周边的围岩中形成开挖损伤区，损伤区内的围岩渗透系数与围岩初始渗透系数存在显著差别，在损伤区内进行的渗透系数测试并不能代表围岩的真实渗透性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种围岩初始渗透系数测试结构，该测试结构能够直接测试未损伤区内围岩的渗透性，规避损伤区存在对围岩渗透性的影响。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种围岩初始渗透系数测试结构，包括测试洞以及布置在测试洞两侧的压水孔和监测孔，所述测试洞下部设置测试区，所述测试区的顶部高度不小于一倍测试洞的洞径，所述压水孔上部连接高压水泵，所述监测孔内布置水流测试传感器，所述水流测试传感器与数据采集装置连接。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述压水孔和监测孔在测试区顶部以上的区域布置密封套筒。

所述测试区的深度为0.5-1m。

所述压水孔和监测孔的深度超过1倍测试洞洞径，压水孔和监测孔的钻孔直径为150~180mm。

密封套筒的直径为100~130mm，密封套筒长度超过1倍测试洞洞径，并预留0.5~1m钻孔深度作为测试区域。

水流测试传感器的埋置深度位于测试区的中部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种围岩初始渗透系数的测试结构，有效规避了损伤区对围岩渗透系数测试的影响，更加准确地反映围岩真实的物理力学状态，并且所采用设备与原有的水压试验设备基本一直，操作流程简单，便于工地推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图。

具体实施方式

参照附图。

本实用新型的测试结构包括沿测试洞7的底板向下开挖的两个钻孔，一个是压水孔1用于压水试验，一个是监测孔2用于监测数据采集。在两个钻孔中，均需从测试洞底板3至测试区顶部4布置密封套筒5，避免水流进入非测试区域内，影响最终的测试结果。在监测孔2中布置水流测试传感器6，并与数据采集仪8连接，在测试孔7中进行压水试验，即，压水孔1的上部连接高压水泵9，其间设置流量表10和应力计11，通过高压水泵向压水孔1中注水，从而对测试区12进行压水试验，测试区12上方至测试洞7底板之间为洞周围岩开挖损伤区。

具体实施方案如下：

（1）将压水孔和监测孔钻到指定深度，此深度要超过1倍测试洞洞径，1.5~2.0倍洞径为宜，压水孔和监测孔的钻孔直径为150~180mm，以方便安装传感器和套筒。

（2）在钻孔中布置密封套筒，套筒直径为100~130mm，套筒长度要超过1倍测试洞洞径，避免受到损伤区对水压测试的影响，并预留出0.5~1m钻孔深度作为测试区域。

（3）将水流测试传感器埋置于测试孔中，埋置深度位于测试区域的中部，并与数据采集仪连接。

（4）在测试孔中进行压水试验，压水压力控制在0.1~0.5MPa，利用连接的流量表和应力计获得水流的初始流量和压力。

（5）利用水流测试传感器测试水流穿过测试区后的流量和压力，根据两个钻孔中水流压力和流量的对比，便可以计算获得测试区域的渗透系数。由于此处的测试区域避开了洞周的开挖损伤区，因此此时测得的渗透系数，便为围岩的初始渗透系数。

Claims (6)

1.一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：包括测试洞以及布置在测试洞两侧的压水孔和监测孔，所述测试洞下部设置测试区，所述测试区的顶部高度不小于一倍测试洞的洞径，所述压水孔上部连接水泵，所述监测孔内布置水流测试传感器，所述水流测试传感器与数据采集装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：所述压水孔和监测孔在测试区顶部以上的区域布置密封套筒。

3.根据权利要求1所述的一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：所述测试区的深度为0.5-1m。

4.根据权利要求1所述的一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：所述压水孔和监测孔的深度超过1倍测试洞洞径，压水孔和监测孔的钻孔直径为150~180mm。

5.根据权利要求2所述的一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：密封套筒的直径为100~130mm，密封套筒长度超过1倍测试洞洞径，并预留0.5~1m钻孔深度作为测试区域。

6.根据权利要求1所述的一种围岩初始渗透系数测试结构，其特征在于：水流测试传感器的埋置深度位于测试区的中部。