摘要：壓水實驗在大壩勘察工作中，是一個非常重要的滲透實驗。本文從現場實際操作出發，對實驗儀器的維護保養以及具體的實驗步驟進行了一些經驗性的歸納和總結。
　　關鍵詞：壓水實驗，實驗操作。
　　
　　
　　在大壩勘察中，滲透實驗是一項重要的實驗。而在滲透實驗中，壓水實驗又是一個主要的測定巖石地層滲透性的實驗手段。隨著科技的進步，計算機和電子數據采集儀器的運用，使實驗更加準確可靠，實驗向著自動化，智能化的方向發展。然而，在應用這自動化的實驗儀器當中，針對這些自動化的實驗儀器的維護和保養，以及一些常規操作中存在的問題，仍然不能忽視。
　　華北有色工程勘察院長年在亞洲及非洲多個地區和國家進行水壩的地質勘察工作，積累了不少經驗。本文在這些經驗的基礎上，就實驗中存在的一些問題進行了經驗總結。
　　一、實驗儀器的維護保養
　　1、計算機
　　實驗用計算機是筆記本電腦，注意保護計算機操作系統，避免由于計算機損壞而丟失實驗數據，建議盡量少的安裝其他軟件。
　　除了安裝壓水用程序和打印機程序外，建議不安裝其他程序。保證計算機的運行速度和防止計算機病毒入侵。
　　2、數據采集儀器
　　由于實驗是在野外惡劣條件下進行，所以應該非常注意采集儀的工作環境對實驗的影響。同時，應該注意對儀器的保護。
　　注意避免高溫照射，儀器工作環境一般在50°C以下。
　　注意防水，防雨，防潮。避免磕碰。
　　3、傳感器
　　壓水實驗儀器的壓力傳感，是靠油壓活塞實現的。管路里的水壓，作用于傳壓活塞里的栓塞，栓塞再通過液壓油傳遞到壓力表和壓力傳感器。這樣就實現了水壓的顯示和記錄。在這個過程中，液壓油起到傳感壓力和潤滑活塞的作用。
　　在使用過程中，由于活塞和栓塞之間存在縫隙，栓塞又和水流直接接觸。所以經過一段時間的使用后。液壓油會有一定量的消耗和流失。再者，如果裝入液壓油的量不合適，室外溫度的晝夜變化會引起液壓活塞各部件的熱脹冷縮，也會造成液壓油一定的流失。因此需要及時更換維護。一般，一個星期更換一次為易。
　　4、管路
　　管路包括橡膠連接管路和流量記錄儀器的管路。
　　應該保證管路連接處的密封完好，不能出現漏水、漏壓的情況。
　　避免橡膠管路由于彎曲折壓，損失壓力和出現渦流情況。
　　5、止漿栓塞裝置
　　包括外部橡膠膨脹止水部分和內部通水管路。
　　外部橡膠膨脹止水裝置，一般承受1—2MPa壓力，是實驗中一個非常重要的部件，它的止水效果直接影響著實驗數據。如果止水效果不好，水會從止漿塞流走，造成測量的流量錯誤，甚至孔口返水，實驗失敗。所以對橡膠部分應該注意保護。在現場放置時，避免高溫直射。避免重壓。
　　6、壓力泵
　　在國際實驗標準中，壓水實驗都是要求在不同的恒定壓力下測定實驗段的單位時間內的流量。因此實驗用壓力泵必須能夠供給實驗需要的恒定壓力。在實驗中，應該選擇合適功率的恒壓水泵。不能使用脈沖或往復式水泵。同時，應該保證供給水泵的電壓穩定。建議水泵的電源不能同其他大功率用電設備共用。或在實驗中，避免開關其他用電設備。
　　二、實驗操作中的常規問題經驗總結
　　1、實驗段的選取
　　在滲透實驗中，壓水實驗常與注水實驗結合完成。
　　在滲透性大的地層，如卵礫石層、砂層和裂隙比較發育的巖石透水層等，用壓水實驗方法時，壓力達不到，或者流量太大，超出儀器量程，就必須用定水頭注水實驗完成。
　　在滲透性小的地層，如：黏土、粉土層。壓水實驗無法封閉實驗段，因此必須使用降水頭的滲透實驗方法。
　　在滲透性不大的完整巖石層中。壓水實驗可以封閉實驗段，而且能夠對實驗施加恒定的壓力，測定其流量。因此用壓水實驗。
　　實驗中，止漿栓塞必須在完整巖石段上，保證其能夠完全止水。
　　根據國際通用標準，壓水實驗的實驗段長度一般為5m左右，但不能大于10m，小于1m。而且在水壩勘察孔中，一般需要測定全孔的滲透數據，不能有空白地段。空白實驗段應該用注水實驗補足。
　　在實驗段選取的過程中，鉆桿的長度是調節實驗段位置的關鍵。也是實驗段選取的影響因素。
　　鉆桿的算法：
　　已知下列條件情況下：
　　1）、止槳塞橡膠部分底部到止槳塞頂部距離為L1。
　　2）、鉆桿上端放置位置到鉆孔頂部的距離為L2。
　　3）、鉆桿放置位置到鉆桿頂部的長度為：L3。
　　4）、當前實驗時的孔深為：H。
　　5）、上一實驗時的孔深為：H1
　　6）、根據上一實驗段位置確定的鉆桿長度L。
　　7）、根據鉆桿確定的實驗段上端位置H2
　　計算步驟如下：
　　Ⅰ、計算根據上一實驗孔深H1確定的鉆桿長度L：
　　L=H1+L1±L2+L3
　　Ⅱ、根據現有鉆桿配置鉆桿長度L′，使L′接近L。
　　Ⅲ、用L′推算實驗段上部位置H2。
　　H2=L′+L1±L2+L3
　　Ⅳ、如果H1<H2，則須把鉆桿在上部加高H2－H1的距離。如果H1<H2，則考慮實驗段底部深度H與H2的距離是否符合實驗要求的實驗段長度，如果不符合就需要按照上述方法重新配置鉆桿。如果H4=H2，則實驗段正好為從H1至H。
　　2、水位的確定
　　按照有關實驗標準，壓水實驗用的水位按照如下方法測得：在實驗前，對鉆空抽水，流量達到穩定后。開始進行水位測量。10分鐘和30分鐘測量一次水位。水柱壓力使用第30分鐘測量的結果。
　　在一些地層無變化的地帶，可以用以下一些特殊的方法大致確定水位。
　　高程推算法：H1－H2=h。（H1為所在孔的高程，H2為已知水位，h為所在孔的水位深度。）
　　1）在無水位的深度，按無水位的情況計算實驗用的水柱壓力。
　　2）在水位附近或水位以下，可嚴格
　　上述方法進行水位的測量。
　　此方法還可以適用于一些孔位相隔不遠，且地層無特殊變化而影響水位變化的情況的小區域。使用此方法，需要有一定的勘探經驗。還必須參照測量人員的實際數據綜合考慮。
　　對于水上孔，可以直接測量壓水儀器到水面的距離。得到水柱壓力。
　　三、實驗過程中的操作步驟。
　　實驗中應該嚴格按照以下步驟進行：
　　1) 洗孔。對鉆孔進行清洗。清洗標準，為鉆孔中，有清水反出為標準。
　　2) 測量水位。
　　3) 計算得出止漿栓塞放置位置。
　　4) 按照計算結果下止漿栓塞。
　　5) 給止漿栓塞加壓。
　　6) 打開管路回流閥門。
　　7) 開啟壓力泵。
　　8) 接通傳感器和記錄儀電源
　　9) 打開計算機，開啟測試軟件進行壓力和力量檢測。開始實驗。
　　實驗過程中，應該特別注意以下幾個方面：
　　①時刻注意壓力情況。防止由于以外情況引起的壓力波動。造成實驗數據失真，浪費實驗時間。
　　②注意供水水箱內水量。防止由于供水水量不足，造成實驗中斷，實驗數據失真。
　　③注意止漿栓塞壓力泵的壓力，防止由于止漿塞壓力不足，引起實驗數據失真甚至實驗失敗。
　　④注意孔口情況，查看孔口是否返水。如果孔口返水，則可能是止漿栓塞密封不嚴，或者是止漿塞位置在裂隙帶上，密封不住實驗段。
　　⑤注意周圍地帶或者其他臨近孔位是否返水。如果有此情況，可能是有大裂隙存在。
　　結束實驗。包括實驗成功和失敗后結束實驗。實驗失敗數據，也應該把實驗失敗的數據進行保存。并做好情況說明。
　　10) 保存數據，關閉計算機。斷開傳感器和記錄儀電源。
　　11) 關閉壓力泵。應該在關閉壓力泵之前斷開傳感器和記錄儀電源，防止儀器燒壞。
　　12) 釋放止漿栓塞壓力。釋放止漿塞壓力前，關閉壓力泵。防止止漿塞在沒有膨脹壓力下，水流壓力損壞止漿塞。
　　13) 提出止漿栓塞。在提出止漿塞之前，應該把止漿塞壓力釋放。
　　14) 結束實驗。歸整儀器。整理實驗數據。交到資料室。
　　四、小結
　　本文通過作者在實際的工作經驗出發，就壓水實驗的現場實際操作及儀器的保養維護做了詳細的總結。望能夠給從事類似工作的朋友一些參考。
　　參考文獻：
　　[1].英國標準BS5930,場地勘察實施規范[S].
　　[2].美國標準ASTM,美國材料協會實驗規范[S].