Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды из скважин

Обновлено: 07.07.2024

Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды их скважин

Это издание охраняется авторским правом. Доступ к нему может быть предоставлен в помещении библиотек — участников НЭБ, имеющих электронный читальный зал НЭБ (ЭЧЗ).

В связи с тем что сейчас посещение читальных залов библиотек ограничено, документ доступен онлайн. Для чтения необходима авторизация через «Госуслуги».

Для получения доступа нажмите кнопку «Читать (ЕСИА)».

Если вы являетесь правообладателем этого документа, сообщите нам об этом. Заполните форму.

Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды из скважин

Методы полевых испытаний проницаемости

Soils. Field methods for determining permeability

Дата введения 2015-07-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве" (ОАО "ПНИИИС")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на изыскания в строительстве и устанавливает требования к методам полевых испытаний грунтов с целью определения параметров, используемых для гидрогеологических расчетов.

2 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 безнапорный поток подземных вод: Поток подземных вод, ограниченный сверху свободной поверхностью, напор в каждой точке которой равен высотной отметке точки над плоскостью сравнения.

2.2 водоносный пласт (горизонт): Слой или слоистая толща проницаемых пород, в которых развит гидравлически единый поток подземных вод.

2.3 геофильтрационные параметры: Параметры пласта (горизонта), в котором происходит фильтрация воды, используемые в гидрогеологических расчетах.

2.4 гравитационная емкость (безразмерный параметр): Параметр, определяющий изменение объема воды в элементе безнапорного пласта единичной площади в плане, отнесенное к изменению уровня свободной поверхности.

2.5 зона аэрации: Толща неводонасыщенного грунта, расположенная над свободной поверхностью потока подземных вод и капиллярной каймой.

2.6 коэффициент перетока , сут: Параметр, определяемый как отношение коэффициента фильтрации слабопроницаемого слоя, разделяющего водоносные пласты, к его мощности.

2.7 коэффициент фильтрации , м/сут: Параметр, характеризующий проницаемость грунтов в отношении фильтрации воды при полном насыщении, численно равный скорости фильтрации при единичном градиенте напора.

2.8 кустовой опыт: Опытная откачка (опытный налив) из центральной скважины при наличии наблюдательных скважин, расположенных на разном удалении от нее.

2.9 нагнетание: Нагнетание воды в скважину под давлением с целью поинтервальной оценки изменчивости поглощения воды.

2.10 напор , м: Характеристика уровня потенциальной энергии в точке потока, равная высоте положения уровня воды в пьезометре относительно плоскости сравнения.

2.11 напорный поток подземных вод: Поток подземных вод, имеющий сверху непроницаемую границу (водоупорный слой), напор на которой превышает ее высотную отметку.

2.12 одиночный опыт: Опытная откачка из скважины или опытный налив в скважину без устройства наблюдательных скважин.

2.13 опытная откачка: Отбор воды из шурфа, колодца или скважины, оборудованной фильтром или имеющей открытые стенки, сопровождаемый наблюдениями за уровнями воды и дебитом с целью определения геофильтрационных параметров.

2.14 опытный налив: Подача воды в шурф, колодец или скважину, оборудованную фильтром или имеющую открытые стенки, сопровождаемый наблюдениями за уровнями воды и дебитом с целью изучения геофильтрационных параметров.

2.15 проводимость , м/сут: Параметр, характеризующий способность водоносного пласта (слоя, горизонта) пропускать фильтрационный поток.

2.16 проницаемость: Свойство грунта пропускать жидкость под действием перепада гидростатического напора.

2.17 субнапорный поток подземных вод: Поток подземных вод, приуроченный к толще двухслойного строения с хорошо проницаемым нижним слоем и слабопроницаемым верхним слоем, в котором залегает свободная поверхность.

2.18 удельное водопоглощение , л/мин/м: Косвенная характеристика проницаемости, определяемая по результатам нагнетаний как отношение расхода закачиваемой воды к повышению напора и к длине опытного интервала ствола скважины.

2.19 упругая емкость * (безразмерный параметр): Параметр, определяющий отношение изменения воды в элементе пласта единичной площади в плане к изменению напора в процессе компрессионного сжатия или разуплотнения, обусловленного естественным или техногенным изменением давления.

2.20 фильтрация воды: Движение воды в поровом или трещинном пространстве грунта.

3 Общие положения

3.1 Коэффициент фильтрации водонасыщенных грунтов следует определять методом опытной откачки (опытного налива) в условиях однородного строения водоносного горизонта.

3.2 При испытаниях методом опытной откачки (опытного налива) водоносного горизонта неоднородного строения следует определять его проводимость .

Примечание - Коэффициенты фильтрации слоев неоднородного водоносного горизонта рекомендуется определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из несовершенной скважины с ярусным расположением наблюдательных скважин.

3.3 Коэффициент фильтрации неводонасыщенных грунтов зоны аэрации следует определять методом налива в шурф.

3.4 Упругую емкость * и гравитационную емкость пласта следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) как параметры, связанные с параметрами проницаемости, методикой обработки опытных данных и прогнозными расчетами.

3.5 Коэффициент перетока следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из скважины как параметр, характеризующий проницаемость разделяющего слоя между водоносными пластами.

Примечание - В субнапорных пластах следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из скважины коэффициент перетока , который характеризует в этом случае вертикальный водообмен верхнего слабопроницаемого слоя под свободной поверхностью.

3.6 Выбор метода полевых испытаний следует осуществлять руководствуясь таблицей 1.

Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды из скважин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы полевых испытаний проницаемости

Soils. Methods of field permeability tests

Дата введения 1979-07-01

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 18 сентября 1978 года N 181 срок введения установлен с 01.07.79

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 1986 г.

Настоящий стандарт распространяется на грунты и устанавливает методы полевых испытаний проницаемости при исследовании их для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты в мерзлом состоянии.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Проницаемость следует определять как свойство грунта пропускать жидкость или газ под действием перепада давления или напора.

1.2. Проницаемость надлежит характеризовать коэффициентом проницаемости по формуле

где - коэффициент проницаемости, дарси (1 дарси=1,02·10 см);

- объемный расход жидкости, см/с;

- коэффициент динамической вязкости, сП (1 сП =1,02·10 кгс·с/см);

- отрезок пути фильтрации, на котором происходит изменение давления , см;

- перепад давления, кгс/см;

- площадь поперечного сечения, см.

Переход от коэффициента проницаемости к коэффициенту водопроницаемости (фильтрации - приложение 1) следует осуществлять по формуле

где - коэффициент водопроницаемости (фильтрации), см/с или м/сут;

- коэффициент размерности при в см/с 1, при в м/сут 864;

- удельный вес воды, кгс/см.

1.3. Методы полевых испытаний проницаемости грунтов следует принимать в соответствии с табл.1.

Гидрогеологические условия залегания грунтов

Методы полевых испытаний

Условия преимущественного применения

Выше уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона неполного водонасыщения)

Налив воды в шурфы

Нагнетание воды в скважины

Скальные трещиноватые грунты

Нагнетание воздуха в скважины

Скальные трещиноватые, песчаные и глинистые грунты

Допускаемые к применению

Налив воды в скважины

Большая мощность зоны аэрации

Измерение параметров трещиноватости

Скальные трещиноватые массивы

Ниже уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона насыщения)

Откачка воды из скважины

Нагнетание воды в скважины

Скальные трещиноватые грунты

Измерение расхода воды в скважине (расходометрия)

Допускаемые к применению

Налив воды в скважины

Полупроницаемые грунты ( менее 1 м/сут)

Откачка воды из шурфов

В водонасыщенных полупроницаемых грунтах или при высоком уровне грунтовых вод

При наличии стационарной сети режимных скважин

При определении действительной скорости движения подземных вод

1.4. При проведении полевых испытаний для определения проницаемости грунтов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо учитывать литологическое строение пласта (однородная) и набор пласта, форму и размеры пласта в плане, режим поверхностных и подземных вод (уровенный, химический и температурный), режим проведения испытаний (установившийся, неустановившийся и квазиустановившийся) при постоянном дебите () или при постоянном понижении уровня воды в опытной скважине (), конструкции скважин и размещение водоприемной части скважин в пласте.

1.5. При проведении испытаний в зоне неполного водонасыщения необходимо учитывать литологическое строение и мощность этой зоны (расстояние от земной поверхности до уровня грунтовых вод), величину капиллярного вакуума (давления), характер распределения влажности грунта по вертикали, наличие ходов землероев, особенности структуры грунта и рельефа земной поверхности, конструкции инфильтрометров.

1.6. Методы полевых испытаний проницаемости грунтов следует выполнять в общем комплексе инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий.

1.7. Термины и определения приведены в приложении 1.

1.8. Регистрацию получаемых в процессе полевых испытаний данных и их обработку надлежит вести в специальных журналах (приложение 5).

2. МЕТОД ОТКАЧКИ ВОДЫ ИЗ СКВАЖИН

2.1. Условия проведения испытания

2.1.1. Определение проницаемости методом откачки воды из скважин необходимо производить по технологической схеме испытаний:

кустовой - в сложных гидрогеологических условиях и для ответственных объектов;

одиночной - в простых гидрогеологических условиях и преимущественно на ранних стадиях исследований.

2.1.2. Местоположение пунктов испытаний, количество откачек и технология их проведения (количество и расположение наблюдательных скважин, продолжительность откачек) следует определять проектом производства работ в зависимости от целевого назначения испытаний с учетом инженерно-геологических и гидрогеологических условий (см. п.1.4).

2.1.3. При кустовой схеме испытания количество и расположение наблюдательных скважин и глубину заложения фильтров надлежит принимать в зависимости от изменения в пространстве фильтрационных свойств пласта и принятой расчетной схемы.

Расстояния между центральной и наблюдательными скважинами следует устанавливать на основе предварительных расчетов с условием, чтобы разность величин понижений уровня воды в соседних наблюдательных скважинах и величина понижения уровня на конец откачки в дальней наблюдательной скважине превышала абсолютную величину возможной ошибки измерения уровня не менее чем в десять раз.

2.1.4. Продолжительность испытаний по кустовой схеме необходимо определять на основе предварительных расчетов с условием, что при выбранной длительности откачки воды должны быть получены представительные зависимости изменения понижения уровня воды во времени и по площади, а наблюдательные скважины должны быть расположены в зоне квазистационарного режима.

2.1.5. Продолжительность испытаний должна быть при кустовой схеме - не менее 3 суток (с обязательным проведением откачки воды в условиях квазистационарного режима не менее суток), при одиночной схеме - не менее 0,5 суток.

2.2. Аппаратура

2.2.1. В комплекте оборудования для проведения испытаний должны быть:

устройство для измерения расхода воды;

устройство для измерения уровня воды в скважинах;

трубы, лотки или другие устройства для отвода откачиваемой воды.

2.2.2. Измерительные устройства и приборы должны обеспечить:

измерение расхода воды с погрешностью не более 5%;

измерение уровня воды (напора) на глубинах до 10 м с точностью до 1 см, на больших глубинах с погрешностью - 0,1%.

2.2.3. Конструкция и материал фильтра должны обеспечить необходимую прочность и коррозионную стойкость в течение всего периода испытания.

2.2.4. Внутренний диаметр труб верхней части колонны фильтров должен обеспечивать возможность установки водоподъемного оборудования необходимой производительности и замер динамического уровня воды при проведении испытания.

2.2.5. Внутренний диаметр фильтров наблюдательных скважин должен обеспечивать спуск датчика устройства для замера уровня, а также возможность чистки фильтров и прокачки воды.

2.2.6. Скважность водоприемной поверхности фильтров, устанавливаемых в центральных скважинах, должна обеспечивать (при принятой их длине) получение ожидаемого расхода воды, а в наблюдательных скважинах должна быть не менее 5%.

2.2.7. Размеры проходных отверстий фильтров следует принимать в зависимости от гранулометрического состава грунта водоносного пласта.

Размеры проходных отверстий сетчатых фильтров следует определять также и из условия обеспечения пропуска не более 70-80% высушенных частиц грунта водоносного пласта (по весу).

В песчаных и гравийных грунтах, в которых содержание фракций размером до 0,5 мм не превышает 10% (по весу), следует применять фильтры без гравийной обсыпки, в остальных рыхлых грунтах - устанавливать фильтры с гравийной обсыпкой не менее 50 мм.

2.2.8. Для установления гидравлических параметров фильтра при испытаниях песчаных и гравийных грунтов фильтр испытываемой скважины следует оснащать прифильтровым пьезометром с отстойником. Длина перфорированной части пьезометра должна быть равна рабочей длине фильтра (при длине фильтра до 5 м); при большей длине фильтра длина перфорированной части пьезометра должна быть равной 5 м и размещена против средней части фильтра.

2.3. Подготовка к испытанию

2.3.1. Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

очистка скважин от шлама;

замеры уровня воды в скважинах;

установка фильтров или тампонов и замер глубины их установки;

повторная чистка скважин после установки фильтров (при необходимости);

установка водомерной рейки в близрасположенном водоеме при наличии гидравлической связи испытываемого горизонта с водоемом (рекой);

Откачка воды из скважины

для определения коэффициентов фильтрации пород является обязательным видом работ при проведении инженерно-геологических изысканий, специализированных гидрогеологических, а также при поисках и оценке запасов подземных вод.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Обработка откачки из неограниченного изотропного напорного пласта на программе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 2. Обработка восстановления уровня в неограниченном изотропном напорном пласте.
Подробнее

Пример 3. Обработка групповой откачки с переменным расходом из неограниченного изотропного напорного пласта на программе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 4. Пример обработки групповой откачки с переменным расходом в алмазоносном районе Архангельской области. Рассматривается водоносный пласт с перетеканием.
Подробнее

Пример 5. Обработка групповой откачки с постоянным расходом с асинхронном началом работы опытных скважин.
Подробнее

Пример 6. Обработка откачки с переменным расходом с использованием способа биссектрисы.
Подробнее

Пример 7. Обработка откачки в безнапорном профильно-анизотропном пласте.
Подробнее

Пример 8. Обработка откачки в водоносном комплексе с перетеканием.
Подробнее

Пример 9. Обработка экспресс-опробований.
Подробнее

Пример 10. Автоматическое формирование отчетов по результатам обработки опфтно-фильтрационного опробования.
Подробнее

Пример 11. Блок сохранения истории обработки опытно-фильтрационных опробований в программном комплексе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 12. Экспресс расчеты для планирования опытного опробования.
Подробнее

Настоящий стандарт распространяется на грунты и устанавливает методы полевых испытаний проницаемости при исследовании их для строительства.

Стандарт не распространяется на грунты в мерзлом состоянии.

1. Общие положения

1.1. Проницаемость следует определять как свойство грунта пропускать жидкость или газ под действием перепада давления или напора.

1.2. Проницаемость надлежит характеризовать коэффициентом проницаемости по формуле

где

коэффициент проницаемости, дарси (1 дарси =1.02·10 см );

объемный расход жидкости, см /с;

коэффициент динамической вязкости, сП (1 сП = 1,02·10 кгс·с/см );

отрезок пути фильтрации, на котором происходит изменение давления , см;

перепад давления, кгс/см ;

площадь поперечного сечения, см .

Переход от коэффициента проницаемости к коэффициенту водопроницаемости (фильтрации - приложение 1) следует осуществлять по формуле

где

коэффициент водопроницаемости (фильтрации), см/с или м/сут;

коэффициент размерности при в см/с =1, при в м/сут =864;

удельный вес воды, кгс/см .

При испытаниях проницаемости методом откачки воды вместо коэффициента водопроницаемости допускается определять коэффициент водопроводимости ( где - средняя мощность водоносного пласта, м).

1.3. Методы полевых испытаний проницаемости грунтов следует принимать в соответствии с табл. 1.

Гидрогеологические условия залегания грунтов

Методы полевых испытаний

Условия преимущественного применения

Выше уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона неполного водонасыщения)

Налив воды в шурфы

Нагнетание воды в скважины

Скальные трещиноватые грунты

Нагнетание воздуха в скважины

Скальные трещиноватые, песчаные и глинистые грунты

Допускаемые к применению

Налив воды в скважины

Большая мощность зоны аэрации

Измерение параметров трещиноватости

Скальные трещиноватые массивы

Ниже уровня грунтовых вод или кровли напорного пласта (зона насыщения)

Откачка воды из скважины

Нагнетание воды в скважины

Скальные трещиноватые грунты

Измерение расхода воды в скважине (расходометрия)

Допускаемые к применению

Налив воды в скважины

Полупроницаемые грунты ( менее 1 м/сут)

Откачка воды из шурфов

В водонасыщенных полупроницаемых грунтах или при высоком уровне грунтовых вод

При наличии стационарной сети режимных скважин

При определении действительной скорости движения подземных вод

1.4. При проведении полевых испытаний для определения проницаемости грунтов, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо учитывать литологическое строение пласта (однородная) и набор пласта, форму и размеры пласта в плане, режим поверхностных и подземных вод (уровенный, химический и температурный), режим проведения испытаний (установившийся, неустановившийся и квазиустановившийся) при постоянном дебите ( ) или при постоянном понижении уровня воды в опытной скважине ( ), конструкции скважин и размещение водоприемной части скважин в пласте.

1.5. При проведении испытаний в зоне неполного водонасыщения необходимо учитывать литологическое строение и мощность этой зоны (расстояние от земной поверхности до уровня грунтовых вод), величину капиллярного вакуума (давления), характер распределения влажности грунта по вертикали, наличие ходов землероев, особенности структуры грунта и рельефа земной поверхности, конструкции инфильтрометров.

1.6. Методы полевых испытаний проницаемости грунтов следует выполнять в общем комплексе инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий.

1.7. Термины и определения приведены в приложении 1.

1.8. Регистрацию получаемых в процессе полевых испытаний данных и их обработку надлежит вести в специальных журналах (приложение 5).

2. Метод откачки воды из скважин

2.1. Условия проведения испытания

2.1.1. Определение проницаемости методом откачки воды из скважин необходимо производить по технологической схеме испытаний:

кустовой - в сложных гидрогеологических условиях и для ответственных объектов;

одиночной - в простых гидрогеологических условиях и преимущественно на ранних стадиях исследований.

2.1.2. Местоположение пунктов испытаний, количество откачек и технология их проведения (количество и расположение наблюдательных скважин, продолжительность откачек) следует определять проектом производства работ в зависимости от целевого назначения испытаний с учетом инженерно-геологических и гидрогеологических условий (см. п. 1.4).

2.1.3. При кустовой схеме испытания количество и расположение наблюдательных скважин и глубину заложения фильтров надлежит принимать в зависимости от изменения в пространстве фильтрационных свойств пласта и принятой расчетной схемы.

Расстояния между центральной и наблюдательными скважинами следует устанавливать на основе предварительных расчетов с условием, чтобы разность величин понижений уровня воды в соседних наблюдательных скважинах и величина понижения уровня на конец откачки в дальней наблюдательной скважине превышала абсолютную величину возможной ошибки измерения уровня не менее чем в десять раз.

2.1.4. Продолжительность испытаний по кустовой схеме необходимо определять на основе предварительных расчетов с условием, что при выбранной длительности откачки воды должны быть получены представительные зависимости изменения понижения уровня воды во времени и по площади, а наблюдательные скважины должны быть расположены в зоне квазистационарного режима.

2.1.5. Продолжительность испытаний должна быть при кустовой схеме - не менее 3 суток (с обязательным проведением откачки воды в условиях квазистационарного режима не менее суток), при одиночной схеме - не менее 0,5 суток.

2.2.1. В комплекте оборудования для проведения испытаний должны быть:

устройство для измерения расхода воды;

устройство для измерения уровня воды в скважинах;

трубы, лотки или другие устройства для отвода откачиваемой воды.

2.2.2. Измерительные устройства и приборы должны обеспечить:

измерение расхода воды с погрешностью не более 5%;

измерение уровня воды (напора) на глубинах до 10 м с точностью до 1 см, на больших глубинах с погрешностью - 0,1%.

2.2.3. Конструкция и материал фильтра должны обеспечить необходимую прочность и коррозионную стойкость в течение всего периода испытания.

2.2.4. Внутренний диаметр труб верхней части колонны фильтров должен обеспечивать возможность установки водоподъемного оборудования необходимой производительности и замер динамического уровня воды при проведении испытания.

2.2.5. Внутренний диаметр фильтров наблюдательных скважин должен обеспечивать спуск датчика устройства для замера уровня, а также возможность чистки фильтров и прокачки воды.

2.2.6. Скважность водоприемной поверхности фильтров, устанавливаемых в центральных скважинах, должна обеспечивать (при принятой их длине) получение ожидаемого расхода воды, а в наблюдательных скважинах должна быть не менее 5%.

2.2.7. Размеры проходных отверстий фильтров следует принимать в зависимости от гранулометрического состава грунта водоносного пласта.

Размеры проходных отверстий сетчатых фильтров следует определять также и из условия обеспечения пропуска не более 70-80% высушенных частиц грунта водоносного пласта (по весу).

В песчаных и гравийных грунтах, в которых содержание фракций размером до 0,5 мм не превышает 10% (по весу), следует применять фильтры без гравийной обсыпки, в остальных рыхлых грунтах - устанавливать фильтры с гравийной обсыпкой не менее 50 мм.

2.2.8. Для установления гидравлических параметров фильтра при испытаниях песчаных и гравийных грунтов фильтр испытываемой скважины следует оснащать прифильтровым пьезометром с отстойником. Длина перфорированной части пьезометра должна быть равна рабочей длине фильтра (при длине фильтра до 5м); при большей длине фильтра длина перфорированной части пьезометра должна быть равной 5м и размещена против средней части фильтра.

2.3. Подготовка к испытанию

2.3.1. Подготовку к испытанию необходимо проводить в следующем порядке:

очистка скважин от шлама;

замеры уровня воды в скважинах;

установка фильтров или тампонов и замер глубины их установки;

повторная чистка скважин после установки фильтров (при необходимости);

установка водомерной рейки в близрасположенном водоеме при наличии гидравлической связи испытываемого горизонта с водоемом (рекой);

закрепление и нивелирование нулевых (замерных) точек;

проверка, установка и подготовка измерительной аппаратуры;

замеры уровня воды в скважинах;

монтаж оборудования водоподъемника и устройства для отвода откачиваемой воды;

наблюдения после прокачки за восстановлением уровня воды до статического.

2.3.2. Бурение скважин следует выполнять ударно-канатным или вращательным (колонковым, роторным) способами. При бурении скважин на участках строительства жилых, общественных, промышленных, гидротехнических и мелиоративных сооружений применение глинистых растворов запрещается. Промывку забоя скважин следует производить только чистой водой.

На участках строительства водозабора подземных вод бурение скважин в рыхлых или неустойчивых скальных грунтах, содержащих напорную воду, допускается с применением глинистых растворов и последующей (перед испытанием) тщательной их разглинизацией.

2.3.3. Если не обеспечивается устойчивость стенок ствола скважин, надлежит устанавливать фильтры.

2.3.4. При спуске тампона, фильтра, затрубного пьезометра в скважину должна быть обеспечена герметичность соединений труб.

2.3.5. Башмак колонны обсадных труб должен быть расположен не выше 1 м над верхом фильтра.

2.3.7. Скважина должна быть обеспечена надежной изоляцией от поверхностных вод и атмосферных осадков.

2.3.8. Прокачку скважин следует вести не менее 2 ч до полного осветления откачиваемой воды с последующим наблюдением за восстановлением уровня воды до статического. Прокачку скважин в рыхлых грунтах следует проводить с постепенным увеличением расхода воды.

2.3.9. Перед началом испытания следует заполнить журнал откачки воды (приложения 5.1 и 5.2).

2.4. Проведение испытания

2.4.1. При проведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:

откачку воды с фиксацией начала работ в журнале испытаний;

замеры расхода и уровня воды в центральной скважине;

замеры уровней воды в наблюдательных скважинах и в реке (водоеме) по водомерной рейке;

контроль за работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний;

фиксация в журнале испытаний изменений природной обстановки, влияющих на режим уровня подземных вод (дождь, паводок, таяние снега, изменение атмосферного давления, температуры и т.д.);

наблюдения за восстановлением уровня воды в скважинах и при необходимости нивелирование нулевых точек;

замер глубины центральной скважины.

2.4.2. Испытание необходимо проводить при одной постоянной величине расхода или понижения уровня воды.

2.4.3. При откачке следует осуществлять непрерывный отвод откачиваемой воды на расстояние, исключающее возможность ее влияния на уровень (напор) воды в скважинах в период откачки и последующего восстановления его.

2.4.4. Откачку необходимо проводить непрерывно; непродолжительные перерывы по техническим причинам не должны превышать суммарно 10-15% от продолжительности испытания и не должны приводить к искажению графика (общего вида) изменения уровня воды во времени.

2.4.5. Частота измерения расхода и динамических уровней воды в процессе испытания должна быть определена проектом производства работ в зависимости от целевого назначения и продолжительности откачек воды; она должна быть достаточной для построения временных графиков прослеживания понижения (повышения при восстановлении) уровня воды. Измерения расхода воды необходимо проводить в те же сроки, что и замер уровней.

2.4.6. Наблюдение за уровнем воды (при производстве дискретных замеров) в скважинах куста надлежит производить в одной и той же последовательности с тем, чтобы промежутки времени между замерами в одних и тех же скважинах были по возможности равными.

2.4.7. Откачки воды из скважин, расположенных на прибрежных участках, с водоносного горизонта, гидравлически связанного с поверхностными водотоками и водоемами, а также из скважин, расположенных вблизи крупных карстовых родников со значительными колебаниями их расхода во времени, в период паводков проводить не допускается.

2.4.8. После окончания откачки следует проводить наблюдения за восстановлением уровней воды в скважинах; при этом частота наблюдений должна обеспечивать получение представительных графиков прослеживания.

2.4.9. Ликвидацию скважин, предусмотренную проектом производства работ, надлежит производить после полевой обработки результатов испытания и проверки всех полученных данных.

2.4.10. Для контроля откачки воды и текущей интерпретации ее результатов надлежит строить графики:

изменения величин понижений уровней воды во времени в центральной и наблюдательных скважинах и ; изменения величин расхода воды во времени в центральной скважине

;

площадного и комбинированного прослеживания по данным кустовых откачек (при необходимости), где расстояние между центральной и наблюдательными скважинами.

3. Метод налива воды в шурфы

3.1. Условия проведения испытания

3.1.1. Местоположение пунктов опробования, количество наливов воды в шурфы и методика их проведения должны быть определены проектом производства работ с учетом условий, указанных в п. 1.5, с последующим уточнением их по данным полевых испытаний и лабораторных исследований грунтов.

3.1.2. В составе испытаний должно быть: исследование скважинами или шурфами толщи грунта, геологическая документация ее и отбор проб грунта из каждого выделенного слоя, но не реже чем через 0,5 м.

В результате лабораторных исследований должны быть определены: объемный вес, пористость, влажность, полная влагоемкость и гранулометрический состав (для песков) грунта.

3.1.3. Испытание методом налива воды в шурфы следует выполнять в однородных по литологическому составу и плотности сложения грунтах.

3.1.4. Испытание надлежит проводить при постоянном напоре воды по технологическим схемам:

установившегося движения воды до стабилизации расхода воды при условии, что глубина промачивания в период проведения испытаний не должна достигать капиллярной каймы грунтовых вод или границы слоя грунта с иной водопроницаемостью;

неустановившегося движения воды - без необходимости стабилизации расхода воды и ограничения глубины промачивания.

Проведение испытания по схеме неустановившегося движения воды допускается при свободном понижении уровня и постоянном расходе воды.

3.1.5. В составе воды, применяемой для испытаний, не должно быть механических и органических примесей.

3.2.1. В комплекте оборудования для проведения испытания должны быть:

инфильтрометр одно- или двухкольцевой;

питающая система для подачи воды в инфильтрометр;

инструмент для подготовки зумпфа с горизонтальным дном.

3.2.2. Однокольцевой инфильтрометр должен иметь диаметр не менее 35 см; двухкольцевой - диаметр внешнего кольца не менее 45-50 см при отношении его к диаметру внутреннего кольца 2:1.

3.2.3. Питающая система должна обеспечить непрерывную подачу воды в инфильтрометр.

3.3. Подготовка к испытанию

3.3.1. Подготовку к испытанию необходимо проводитьв следующем порядке:

устройство в шурфе зумпфа глубиной не менее 20 см с разравниванием дна и удалением кольматирующего материала;

установка инфильтрометра с вдавливанием его на глубину не более 2,5 см;

устройство подушки на дне зумпфа из песка, мелкого гравия или другого хорошо проницаемого материала слоем 1-2 см;

установка питающих и резервных емкостей с водой;

проверка непосредственно перед началом испытаний работы системы питания;

подготовка оборудования для бурения скважины и средств для отбора проб грунта на влажность.

3.3.2. Зазор между кольцом инфильтрометра и стенками зумпфа следует заполнить грунтом, вынутым в процессе проходки зумпфа, слоями по 2-5см с трамбовкой их до плотности, близкой к плотности грунта в естественном сложении.

3.3.3. При использовании двухкольцевого инфильтрометра кольца должны быть установлены концентрически, а уровни воды в них одинаковыми.

3.3.5.* Перед началом испытаний следует заполнить журнал испытания (приложение 5.3).

* Нумерация соответствует оригиналу.

3.4. Проведение испытания

3.4.1. При проведении испытания надлежит выполнить следующие основные операции:

заполнение инфильтрометра водой слоем не менее 10 см с фиксацией начала испытаний в журнале;

непрерывная подача воды для поддержания заданного уровня или расхода;

замер уровня и расхода поступающей в инфильтрометр воды;

контроль за работой измерительной аппаратуры и ведение журнала испытаний с фиксацией изменений природной обстановки;

бурение скважин (после окончания налива) для отбора проб грунта на влажность и определения глубины промачивания.

3.4.2. Измерение расхода воды следует производить через 10 мин в течение первого часа, через 20 мин - в течение второго часа, через 30 мин - в течение третьего часа и далее - через 60 мин до окончания испытания.

3.4.3. Погрешность измерения расхода должна быть не более 5% фактического расхода воды.

Величина колебаний уровня воды в инфильтрометре при проведении налива с постоянным напором должна быть не более:

для полупроницаемых грунтов - 2 мм;

для хорошо проницаемых - 5-10 мм.

При проведении налива с постоянным расходом воды или свободным понижением уровня воды после налива погрешность измерений уровня должна быть не более 3-5 мм.

3.4.4. Расход воды следует считать установившимся, если в течение последних 6 ч не наблюдаются уменьшения и отклонения измеренных за этот период значений более 10% от средней величины.

3.4.5. Для определения глубины промачивания допускается использовать радиометрические способы.

3.4.6. Для своевременного контроля за ходом налива и интерпретации его результатов в процессе испытаний следует строить графики:

при проведении налива с постоянным напором

и ,

где

текущая скорость ( - расход) впитывания воды;

суммарный (с начала испытания до момента замера) объем впитывающейся воды;

величины и следует принимать на один и тот же момент времени;

при проведении налива с постоянным расходом или налива со свободным понижением уровня

,

где

высота слоя воды в инфильтрометре;

скорость подъема или понижения уровня воды в инфильтрометре.

3.4.7. При отклонении графика от линейного (нарушение однородности смоченной толщи грунта) испытание следует прекратить.

Определение гидрогеологических параметров по данным откачек из скважин при неустановившемся режиме фильтрации

Для определения гидрогеологических параметров в условиях неустановившейся фильтрации подземных вод к скважине ис­пользуются решения, на основе которых по наблюдаемым в про­цессе откачек изменениям уровней и расходов потока опреде­ляются значения искомых параметров. Учитывая незначительную продолжительность опытных откачек, обычно условия притока воды к опытным скважинам отвечают схеме неограниченного в плане пласта, а в качестве основных расчетных зависимостей рассматриваются уравнения применительно к грунтовым и напорным водам, вскрытым совершенной скважиной:


где S — понижение уровня в скважине, м; Не — первоначальный напор в безнапорном водоносном горизонте до начала откачки, м;

Q — расход воды из скважины при откачке, м 3 /сут; k — коэффи­циент фильтрации, м/сут; R — радиус влияния откачки, м; r — ра­диус скважины, м; m — мощность напорного водоносного гори­зонта, м; Ei — интегральная показательная функция; а — коэффициент уровнепроводности безнапорного горизонта, а = —, м 2 /сут;

а* — коэффициент пьезопроводности, м 2 /сут.

При этом для первого периода откачки с ярко выраженным неустановившимся режимом фильтрации (при — r 2 /4at > 0.1) применяются формулы приведенные выше, основанные на использовании экспоненциальной зависимости; для второго периода (при — r 2 /4at< 0 , 1 ) характеризуемого квазиустановившимся видом фильтрации, используются уравнения, основанные на логарифми­ческой зависимости:


Основными параметрами, которые определяются при обработке результатов откачки на основе теории неустановившейся филь­трации, являются коэффициенты фильтрации k, водопроводи- мости Т= km , пьезопроводности a (или уровнепроводности a*), коэффициент водоотдачи μ (или упругой водоотдачи μ*) и др.

Расчеты по формулам квазистационарной фильтрации.

Время, начиная с которого экспоненциальная зависимость может быть заменена логарифмической (при точности определения понижения до 5%), определяется критерием:


На использовании логарифмической зависимости основаны как графоаналитические, так и аналитические приемы и методы определения гидрогеологических параметров.

Ниже приведены только некоторые из них, наиболее распро­страненные в практике гидрогеологических расчетов.

Широко распространены в практике гидрогеологических рас­четов графоаналитические методы определения параметров, осно­ванные на возможности представления исходных уравнений дви­жения воды к скважине в виде уравнения прямой линии.
Исходное уравнение, описывающее неустановившееся дви­жение воды к совершенной артезианской скважине, работающей в неограниченном пласте, может быть представлено в виде сле­дующей формулы:


Приведенная форма записи уравнения представляет собой урав­нение прямой линии в координатах S = lg t . Действительно, принимая в уравнении


получим уравнение прямой линии:


где В — угловой коэффициент; A — величина, отсекаемая прямой на оси абсцисс.

Общий вид графика зависимости понижения уровня воды в скважине при откачке от логарифма времени S = f(lgt)


Таким образом, если опытные данные по любой из скважин нанести на график S =f(lgt), откладывая по оси абсцисс лога­рифмы времени, а по оси ординат — соответствующие значения понижений уровня, то на основе полученного прямолинейного графика можно определить величины А и В и далее по формулам получить значения водопроводимости km и коэффициента пьезо­проводности а. Величина В численно равна угловому коэффици­енту прямой и может быть определена по любым двум точкам, лежащим на прямой S =f(lgt), координаты которых снимаются непосредственно с графика:


Значения коэффициентов водопроводимости и пьезопроводности определяются соответственно по формулам:


Обработка результатов опытных откачек из безнапорных водо­носных горизонтов проводится так же, как и для напорных гори­зонтов. При этом если величина понижения уровня S составляет не более 15—20% от первоначальной мощности водоносного гори­зонта Н, то для безнапорных вод можно с допустимой для практики погрешностью определять расчетные параметры как для напорных вод, пользуясь графиком S = f(lgt)

Если же это условие не соблюдается, то для определения пара­метров необходимо построить график (2H- S) S =f(lgt), который также выражается прямой линией, уравнение которой имеет вид:

Клуб студентов "Технарь". Уникальный сайт с дипломами и курсовыми для технарей.

Размер файла: 2,2 Мбайт
Фаил: (.rar)

Некоторые похожие работы:
К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользваться поиском по базе.

Спеши, предложение ограничено !

Что бы написать комментарий, вам надо войти в аккаунт, либо зарегистрироваться.

Cодержание / Геология. Геодезия. Разраб. полезных ископ. / Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды из скважин

Читайте также: