ZQS-38型胶囊压水试验器在水利工程勘察中的应用.pdf

水利科研
东北水利水电
2011年第3期
[文编号]1002-0624(2011)03-0054-02
zQS-38型胶囊压水试验器
在水利工程勘察中的应用
王剑,邓德龙
(辽宁省水利水电勘测设计研究院,辽宁沈阳110006
〔續要]随着绳索取钻探技术在水利工程地质勘察中的广泛应用,合理通择相匹配压水试
验霽,确保压水试验数据的准确性,同时又保证操作过程的可行性及安全性,将促进绳索取芯
技术在水利行业的应用和发展。
[关键词]绳肃取芯;zQS-38胶飨压水试验器;水利工程;应用
[中图分类号]TV221
[文献标识码]B
0引言
研制ZQS-38型胶囊压水试验器的基本设想是压
随着水利工程建设的迅速发展,如何提高大中水试验操作实现试验器总承通过75绳索钻杆内
型水利工程地质勘察工作的钴探质量,保证勘察工
侧从孔口下至孔底的压水试验段,上栓塞总承卡
期的要求,尤其是大型隐蔽工程的深孔钻进效率和在钻头上部,下栓塞下至试验段下部。压水试验器
质景更为重要,是勘察单位在市场经济条件下保持总承由上、下双栓塞组成,包括进水管、进气管和
持续发展的关键。辽宁省水利水电勘测设计研究院
花管等。试验器的结构特点是胶囊长度90mm、外
1997年承担了大伙房水库输水(I)期工程的勘测イ38mm,小于钻杆内经和钻头内经,试验器可从
设计工作,在2001年可研阶段的勘察中首次采用
钻杆内侧下至试验段,而不是直接从钻孔内下至
绳索取芯钻探工艺完成了两个地应力测试孔,孔深
孔底试验段。
分别为360m和400m,并进行了地应力测试和压
2)ZSQ-38型胶囊压水试验器的优点:
水试验工作。在压水试验过程中采用450钴杆为进
①操作安全:首先解决了原先试验器、钻杆、
水管、g10高压软管为进气管与胶囊压水试验器连进气管因孔壁掉块或岩层破碎等原因易卡在孔内
接。由于进水管和进气管与孔璧间院小,在第二个的危险性,避免了不必要的经济损失,提高了操作
钻孔进行试验时选成卡孔事故,孔内损失了压水试
的安全性。
验器一套、50钻杆180m、10高压管210m,直接
②测试深度:其次解决了测试深度问题,测试
经济损失近20元。在后续的几年中,又果用该深度可随结孔深度进行,不受钻孔深度限制再次
方法进行了多次压水试验工作,虽未造成经济损是结构简单、操作简便,数据准确、效率高
失,但在测试过程中逐淅发现该方法操作复杂,测
③胶囊封堵:试验器采用胶衰封堵,与采用机
试效率低。为解决此问题,根据绳索取芯钴探工法
械胶球封堵相比,封堵效果好。胶囊封堵段长不宜
的特点,经过反复研究与检测,并与昆明苏龙商发生绕塞渗漏现象。
有限公司合作,于2010年研制出了2QS-38型胶
④自动记录:压水数据采用自动记录仪观测,
赛式绳奏取芯压水试验器。该试验器经过大型输水数准确可。
工程地质勘察中的应用;并通过多次改进和工程实
3)压水试验设备组成:压水设备由发电机、微
践,满足了绳索取芯钻探工法的深度测试要求和压型高压空气压缩机、卷扬机、水泵、自动记录仪、
水试验规范的要求。
压力计、流量计、压水试验器、电源稳压器等设备
组成
1ZSQ-38型胶囊压水试验器结构简介
4)压水试设备的技术参数
1)zQS-38型压水试验器结构的基本设想
①胶囊外径38mm、内经25.4mm、长度900
?54?
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mm(含接头)、净长700mm。
记录系统配备电源稳压器,保证各设备和仪器正
胶囊的膨胀性能:压力1Mp,可膨胀至65mm;常工作。
压力1.5MPa,可膨胀至75mm;压力2MPa以上,
3)试验前检查自动记录仪、压力计、流量计工
可膨胀至80mm以上;胶囊最大膨胀压力5MPa。作是否正常,并检査胶囊是否老化或有裂痕。
②vF-0.1/200B高压微型空气压缩机排气压
4)试验前对各种压力表进行校正,以保证试
力20MPa3排气量0.1m/min。
验数据的准确性。
③PX-388型水泵压力3MPa,流量45L/
5)压水实验时,随时检查空压机的工作压力
min;YL-1601)型水泵压力3.5MPa3流量65-120是否正常,如发现异常及时补充压力,保证胶囊膨
/ mino
胀效果。
④FEG-G]3000型自动记录仪压力适用范围
6)压水试验结束后,应将试验器、流量计、压
0-9.9MPa,计量精度0.5%;流量范围0~99.9L/min。カ计、等擦试干净,妥善保管。
⑤卷扬机提升能力2T以上
4工程实践取得的成果
2压水试验操作要点
2010年辽宁省水利水电勘测设计研究院承担
)准备工作。施工人员及设备进场后,首先进辽宁大型输水工程地质勘察,该工程项目建议书
行设备安装和调试,检查管路密封情况和胶囊膨阶段勘察工作量大、工期异常紧迫。其中钴探工作
胀范围是否符合足要求,特别是防止进水、进气管量为18000m,钻孔145个,多数孔深在100~260
路在测试过程中发生微小渗漏影响测试效果。其m,有30个钻孔孔深超过300m。为按期完成任
次检查各种设备的安全运行情况,确保在操作的务,提高外业生产效率,采用绳索取芯方法钻进了
安全性,杜绝设备及人员安全事故的发生
30个深孔地质取芯钻探,最深孔360m,平均孔深
2)孔内安装工作。钻孔到测试深度后,按要求300m。为提高绳索取芯的钻孔的压水试验效率和
钻杆提升7m,然后用卷扬机将压水试验器下至孔质量,本次采用ZQS-38型胶囊压水试验器进行
底,使挡圈卡在钻头上部。并按深度计算试验器在了压水试验工作,通过实践证明胶囊式压水试验
孔内的位置,确保试验器下到试验段的准确位置。
器基本上满足了劫察要求;效率高、数据准确、操
3)胶囊膨胀操作。孔内安装结束后,首先通过作安全可靠,取得了试验的成功。同时采用该方法
高压空气压缩机对胶囊充气,使空气压力缓慢递对部分浅孔进行了多次压水试验,取得了较好的
增至2~3MPa的稳定压力,观察压力是否稳定,保效果。该压水试验器的应用,为按期完成该项目的
证胶囊在孔内达到膨胀范围并起到止水作用。如勘察任务起到了关键的作用。
果发生泄压现象,应重新检查管路和试验器总承5结语
的密封情况。
4)压水试验操作。确定胶达到膨胀范后,
1)ZQS-38型胶囊压水试验器研制和实践的
启动水泵并通过进水管向孔内注水,同时观察孔成功,证明了该试验器是绳索取芯钻探理想的配
套压水试验设备;基本解决了胶囊压水试验器在
口有无涌水现象。如无涌水现象发生,则可按压水
试验规范要求正常进行压水试验;并通过记录仪
绳索钻探中的应用
2)通过工程实践,试验器根据实际施工情况还
记录试验数据。
5)压水试验结束后,将压水试验器从孔内提需不断地进行改进和完善,使之得到更好的应用
3)乙QS-38型胶藥压水试验器在绳索取芯钻
出,如果发生孔内卡住现象可用提升钻杆的方法
探和水利钻探及基础处理施工中有广泛的应用前
将试验器提出孔内,减少经济损失。
景,并广泛的服务于水利行业。
3试验操作注意事项
[参考文