摘要：钻孔压水、注水试验是测试岩土层渗透系数的原位测试方法，在水利工程勘察中应用广泛。

关键词：压水试验;注水试验;压力计算零线; 试段选择

1 采用观测水位确定压力计算零线对压水试验结果的影响

压水试验试段钻进结束后，除少数揭露承压水且承压水位标高高于孔口标高的，钻孔内的水位变为规律一般为：自孔口标高逐渐向稳定水位标高降落，变幅逐渐减弱，直至达到稳定水位或钻孔内无水。

钻孔内水位要达到稳定或者无水，时间较长，通常需要1-3天，甚至更久。《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003规定，工作管内水位观测每隔5min进行一次，当水位下降速度连续2次均小于5cm/min时，观测即可结束，用最后的观测结果确定压力计算零线。也就是说，压水试验是以观测水位而非稳定水位来确定压力计算零线。

压水试验试段与地下水位的关系有三种情况，即地下水位在试段以下、地下水位在试段以上、地下水位在试段之间。针对这三种情况分别予以讨论。

压水试验透水率的计算公式为q=Q/LP，式中q为试段的透水率（Lu），L为试段长度（m），Q为计算流量（L/min），P为试验压力（MPa）。其中试验压力P由三部分组成，P=Pp+Pz-Ps，Pp为压力计指示压力（MPa），Pz为压力计中点至压力计算零线的水柱压力（MPa），Ps为管路压力损失（MPa）。以观测水位还是稳定水位确定压力计算零线影响的是压力计中点至压力计算零线的水柱压力Pz，进而影响试验压力P和透水率q。

当地下水位在试段以下，以通过试段1/2处的水位线作为压力计算零线。这种情况下，压力计中点至压力计算零线的水柱压力Pz与水位无关，Pz（观测）= Pz（稳定），P（观测）= P（稳定），进而推出q（观测）= q（稳定），试验结果是一致的。

当地下水位在试段以上，以地下水位线作为压力计算零线。前已论述，一般情况下，稳定水位埋深要大于观测水位，设稳定水位比观测水位埋深大ΔH（m），Pz（观测）= Pz（稳定）-ΔH/100，因ΔH为正值，故Pz（观测） q（稳定），试验结果是偏于大的。

当地下水位在试段之间，以通过地下水位以上试段1/2处的水平线作为压力计算零线。设稳定水位比观测水位埋深大ΔH（m），Pz（观测）= Pz（稳定）-ΔH/200，因ΔH为正值，故Pz（观测） q（稳定），试验结果是偏于大的。

同理，当观测水位在试段以上、稳定水位在试段之间或之下的情况，以及观测水位在试验之间、稳定水位在试段之下的情况，均有Pz（观测） q（稳定），试验结果是偏于大的。

通过计算分别验证上述结论。某钻孔进行15-20m深度的压水试验，计算流量Q为100L/min，压力计指示压力Pz为1.0MPa，压力计中点高出地面0.40m，管路压力损失Ps为0.05MPa。第一种情况，当水位在试段之下时，q（观测）= q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+17.5）/100-0.05））=17.71Lu;第二种情况，当水位在试段之上时，设观测水位埋深5.0m，稳定水位埋深10.0m，q（观测）=100/（5×（1.0+（0.4+5）/100-0.05））=19.92Lu，q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+10）/100-0.05））=18.98Lu，q（观测）> q（稳定）;第三种情况，当水位在试段之间时，设观测水位埋深17.0m，稳定水位埋深19.0m，q（观测）=100/（5×（1.0+（0.4+16）/100-0.05））=17.95Lu，q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+17）/100-0.05））=17.79Lu，q（观测）> q（稳定）;第四种情况，当观测水位在试段之上、稳定水位在试段之间时，设观测水位埋深10.0m，稳定水位埋深17.0m，q（观测）=100/（5×（1.0+（0.4+10）/100-0.05））=18.98Lu，q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+16）/100-0.05））=17.95Lu，q（观测）> q（稳定）;第五种情况，当观测水位在试段之上、稳定水位在试段之下时，设观测水位埋深10.0m， q（观测）=100/（5×（1.0+（0.4+10）/100-0.05））=18.98Lu，q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+17.5）/100-0.05））=17.71Lu，q（观测）> q（稳定）;第六种情况，当观测水位在试段之间、稳定水位在试段之下时，设观测水位埋深17.0m， q（观测）=100/（5×（1.0+（0.4+16）/100-0.05））=17.95Lu，q（稳定）=100/（5×（1.0+（0.4+17.5）/100-0.05））=17.71Lu，q（观测）> q（稳定）。计算结果证明，除水位在试段之上时q（观测）= q（稳定），其他情况下均有q（观测）> q（稳定）。

理论及计算结果均表明，以观测水位确定压力计算零线计算透水率相比以稳定水位确定压力计算零线计算透水率，其结果是一致或者偏大（即偏于保守）的，这对工程是无影响或者有利的。

2 钻孔常水头注水试验试段选择

《水利水电工程注水试验规程》SL345-2007中，钻孔常水头注水试验确定渗透系数分两种情况，当地下水位位于试段以上，渗透系数K=16.67Q/AH;当地下水位位于试段以下，且50

注水试验规程是这样规定的：在进行注水试验前，应进行地下水位观测，水位观测间隔为5min，当连续2次观测数据变幅小于10cm时，水位观测即可结束，用最后一次观测值作为地下水位计算值;试段止水可采用栓塞或套管黏土等止水方法，应保证止水可靠。规程规定的钻孔常水头注水试验工序的先后顺序是先观测水位、后进行试段止水，因此在进行试段止水时，是知道地下水位在试段之上或在试段之下的，当地下水位在试段之间时，要调整试验试段，以满足岩土体渗透系数计算的限定条件，否则，只进行现场试验而无法取得渗透性参数，试验的意义不大。

举个例子说明这个问题。某钻孔拟进行5.0-10.0m深度的常水头注水试验，当地下水位介埋深于5.0m到10.0m之间时，需对试段进行调整，比如地下水位埋深在7.0m，可以7.0m处止水进行7.0-10.0m的注水试验，也可以继续钻进，如钻进到12.0m，进行7.0-12.0m的注水试验，这两种对试段的调整，都满足地下水位在试段之上，可以求得岩土体的渗透系数。

同时也应该注意到，一个场地地下水位的埋深或高程是相对稳定或有一定规律的，注水试验开始前应充分了解场地地下水位的特征和规律，合理确定试验试段，尽量避免地下水位在拟进行试验的试段之间情况的出现，提高试验效率。

3 结束语

压水试验以观测水位确定压力计算零线相比以稳定水位确定压力计算零线计算出的透水率，对工程是无影响或者有利的;通过合理选择试段长度和试验压力，计算出的透水率偏差不大，可以满足工程需要。