核電廠地質(zhì)勘察壓水試驗(yàn)成果

1、核電廠地質(zhì)勘察壓水試驗(yàn)成果 1、前言 地下水在巖體中的運(yùn)動(dòng)及相關(guān)問題在核電廠地質(zhì)勘察中有著重要的意義和實(shí)際需求。然而，由于巖體介質(zhì)的本身的復(fù)雜性，使得這項(xiàng)問題解決起來非常的困難。隨著勘察技術(shù)的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，逐步發(fā)展了成熟的壓水試驗(yàn)方法來對巖體中的地下水運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行研究。本文就鉆孔常規(guī)壓水試驗(yàn)在核電廠地質(zhì)勘察中的應(yīng)用進(jìn)行分析、探討。 2、常規(guī)壓水試驗(yàn)的基本原理 常規(guī)壓水試驗(yàn)一般按三級壓力五個(gè)階段即，進(jìn)行。其壓力確定為最大試段壓力確定之后其余兩級壓力可按等分原則確定。各階段流量的確定，應(yīng)每隔1min2min進(jìn)行觀測1次，當(dāng)流量無持續(xù)增大趨勢，且每次流量讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%或

2、最大值與最小值之差小于1l/min時(shí)，本階段試驗(yàn)即可結(jié)束，取最終值作為本階段流量值。當(dāng)試驗(yàn)中p1階段與p5階段、p2階段與p4階段的流量值絕對差不大于1l/min或相對差不大于5%時(shí)，可認(rèn)為基本重合。最終繪制p-q曲線。常規(guī)壓水試驗(yàn)也稱“呂榮試驗(yàn)”就是在鉆孔中進(jìn)行的原位滲透試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)是把一定長度（一般為5m8m）的孔段隔離開來作為試驗(yàn)段，然后通過水泵用一定的水頭，向試驗(yàn)段內(nèi)壓水，使之從孔壁的裂隙向周圍的巖體內(nèi)滲透，其滲透水量最終趨向于一個(gè)穩(wěn)定值，即可按下式計(jì)算單位吸水量（）：=q/（sl），式中q為穩(wěn)定的壓入流量（l/min），s為壓力水頭高度(m)，l為試驗(yàn)段的長度（m），單位吸水量是表

3、征巖體透水性大小的指標(biāo)，它是指單位壓力（水頭m）下，單位長度試段在單位時(shí)間內(nèi)的巖體吸水量，其單位為l/（minmm），也可用lu來表示，1lu相當(dāng)于單位吸水量為0.01l/（minmm）。 3、壓水試驗(yàn)分析與應(yīng)用 3.1壓水試驗(yàn)指標(biāo)分析 壓水試驗(yàn)的透水率以p3階段的流量q3來計(jì)算，因?yàn)榇穗A段數(shù)據(jù)最接近“呂榮試驗(yàn)”定義壓力。壓水試驗(yàn)p-q曲線，最能反應(yīng)巖體內(nèi)部節(jié)理裂隙的發(fā)育情況，可以對指標(biāo)做出解釋說明，所以一般壓水試驗(yàn)成果除計(jì)算必配有p-q曲線。p-q曲線分a、b、c、d、e五種類型，類型的劃分是以巖體內(nèi)部裂隙的發(fā)育情況和其在壓水時(shí)的變化狀態(tài)為根據(jù)的，在實(shí)際中表現(xiàn)為巖性、巖體構(gòu)造、裂隙發(fā)育等不同

4、條件的差異性。 3.2壓水試驗(yàn)的應(yīng)用分析 目前，中國的核電廠選址大部分在巖石上，分內(nèi)陸和沿海，內(nèi)陸主要為沉積巖的砂巖，沿海主要為巖漿巖的花崗巖。對于這兩大不同成因的巖石壓水試驗(yàn)也有較大的差異。 3.2.1沉積巖大部分屬軟巖，為非脆性巖體，其主要發(fā)育層理，層理之間粘結(jié)較緊密，張開度小，一般沒有充填物。沉積巖在壓水試驗(yàn)時(shí)，在水壓力作用下層理張開度較小，流量q較小，透水率值較低，一般為微透水（1.0）或極微透水（0.1），因其具有一定的塑性變形，一般試驗(yàn)中隨著壓力的增大流量逐漸增加，p-q曲線凸向p軸，且壓力上升階段流量略小于壓力下降階段，p-q曲線上多表現(xiàn)為擴(kuò)張型(c類)或表現(xiàn)為紊流型(b類)。

5、3.2.2巖漿巖大部分屬硬巖，為脆性巖體，塊狀構(gòu)造，其主要發(fā)育節(jié)理，節(jié)理發(fā)育不規(guī)則，張開度較大，一般有泥質(zhì)礦物充填物。巖漿巖在壓水試驗(yàn)時(shí)，由于節(jié)理發(fā)育的復(fù)雜性表現(xiàn)出多變的壓水試驗(yàn)特性，總結(jié)出主要有三種情況。 1.巖體節(jié)理張開度較一般，充填程度較高，在壓力上升階段，p1到p2階段節(jié)理張開充填物被沖蝕，流量顯著增大，至p2到p3階段由于巖體變形量較小，流量變化也較?。辉趬毫ο陆惦A段，巖體隨著壓力下降變形回彈，流量逐漸降低，略小于壓力上升階段。最終在p-q曲線上表現(xiàn)為沖填型（e類）。p3壓力下流量q較低，透水率值較低，一般為弱透水（101.0）。 2.巖體節(jié)理張開度較大，充填程度較高，在壓水試驗(yàn)全過

6、程中充填物一直處于被沖蝕的狀態(tài)，流量隨著水壓力加大而顯著增加，但幾個(gè)階段的流量變化率接近，壓力下降階段流量略大于壓力上升階段，在p-q曲線上多表現(xiàn)為沖蝕型（d類）和擴(kuò)張型（c類）。流量q較大，透水率值較大，一般為中到強(qiáng)透水（10）。 3.巖體主要發(fā)育微裂隙，張開度小，沒有充填物，結(jié)合較緊密，壓水試驗(yàn)過程巖體處于彈性狀態(tài)，隨著壓力水頭的增大流量增加，但增加量較小，總體流量也較小。透水率值較低，一般為微透水（1.0）或極微透水（0.1），在p-q曲線上多表現(xiàn)為（a）類型。 4、工程實(shí)例 4.1沉積巖區(qū) 以四川某核電項(xiàng)目初步可行性研究階段廠址巖土工程勘察為實(shí)例分析。地層巖性及構(gòu)造：砂巖，巨厚層狀構(gòu)造。層理較發(fā)育，巖體節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，少數(shù)裂隙充填有粘土等。下面以具有代表性的兩段壓水試驗(yàn)成果為例分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及p-q曲線圖見下： 4.2巖漿巖區(qū) 以福建沿海某核電項(xiàng)目詳細(xì)勘察階段廠址巖土工程勘察為實(shí)例分析。地層巖性及構(gòu)造：黑云母花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要為構(gòu)造節(jié)理和微裂隙。構(gòu)造節(jié)理張開度較大，節(jié)理面充填粘土礦物，節(jié)理傾角較陡，節(jié)理長度一般大于5m，節(jié)理貫通性好；微裂隙結(jié)合較緊密，裂隙傾角復(fù)雜多變、無規(guī)律性，長度一般都很小幾厘米到幾十厘米，貫通性差。下面以下面以具有代表性的四段壓水試驗(yàn)成果為例分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及