T/CHES 142-2024 水利水电工程钻孔高压压水试验规程

ICS19.020

N76

团体标准

T/CHES142—2024

水利水电工程钻孔高压压水

试验规程

Codeofhigh-pressurewaterinjectiontestinboreholefor

waterandhydropowerprojects

2024-12-31发布2025-01-31实施

中国水利学会发布

前言

本规程按照《工程建设标准编写规定》(建标〔2008〕182号)的规定起草。

本规程共8章、5个附录，主要技术内容有：总则、术语和符号、基本规定、试验设

备、试验准备、现场试验、资料整理与报告。

请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别专利的责任。

本标准由中国水利学会归口。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国水利学会(地

址：北京市西城区白广路二条16号，邮编100053),以便今后修订时参考。

本标准主编单位：长江水利委员会长江科学院

本标准参编单位：长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)

长江岩土工程有限公司

广东省水利电力勘测设计研究院有限公司

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

本标准主要起草人：董志宏、韩晓玉、丁秀丽、刘元坤、尹健民、周云、王汇明、

邓争荣、王殿春、周黎明、刘皓、黄书岭、周春华、付平、艾凯、吴国荣、冯鲲鹏、张

新辉、王斌、罗笙、陈长生、常威、卜中国、张雨霆、钱源、张琦、付晖、周朝、叶健。

本标准主要审查人：马毓淦

I

目次

1总则........................................................................................................................................1

2术语和符号............................................................................................................................2

2.1术语................................................................................................................................2

2.2符号................................................................................................................................3

3基本规定................................................................................................................................5

4试验设备................................................................................................................................7

4.1止水栓塞........................................................................................................................7

4.2供水设备........................................................................................................................7

4.3压力管路........................................................................................................................7

4.4量测设备........................................................................................................................7

5试验准备...............................................................................................................................9

6现场试验............................................................................................................................10

6.1试段隔离.......................................................................................................................10

6.2水位观测.......................................................................................................................10

6.3试验压力和流量观测...................................................................................................10

7资料整理与报告................................................................................................................12

7.1资料整理.......................................................................................................................12

7.2结果分析.......................................................................................................................12

7.3报告提纲.......................................................................................................................13

附录A试验压力确定方法....................................................................................................14

附录B试验记录及成果提交格式........................................................................................16

附录C岩体渗透系数计算....................................................................................................21

本规程用词说明......................................................................................................................22

引用标准名录........................................................................................................................23

条文说明................................................................................................................................26

Ⅲ

Contents

1GeneralProvisions...................................................................................................................1

2TermsandSymbols...................................................................................................................2

2.1Terms...................................................................................................................................2

2.2Symbols...............................................................................................................................3

3BasicRequirements...............................................................................................................5

4TestingEquipment...................................................................................................................7

4.1Packer.................................................................................................................................7

4.2WaterSupplyEquipment..................................................................................................7

4.3PressurePiping...............................................................................................................7

4.4MeasurementEquipment..................................................................................................7

5TestPreparation...................................................................................................................9

6SiteTest.................................................................................................................................10

6.1SeparationofTestSections.......................................................................................10

6.2WaterLevelorPressureObservation...................................................................10

6.3ObservationofPressureandFlow.............................................................................10

7TestDataCompilation..........................................................................................................12

7.1DataCompilation...........................................................................................................12

7.2ResultAnalysis..............................................................................................................12

7.3ReportContent...............................................................................................................13

AppendixATestPressureDeterminationMethod...........................................................14

AppendixBRecordFormatofWaterPressureTestinBorehole.....................................16

AppendixCCalculationofRockMassPermeability.......................................................21

ExplanationofWordinginThisCode...................................................................................22

ListofQuotedStandards.......................................................................................................23

ExplanationofProvisions......................................................................................................26

IV

1总则

1.0.1为规范水利水电工程钻孔高压压水试验的内容、方法和技术要求，保证试验工作

质量和成果质量，制定本规程。

1.0.2本规程适用于水利水电工程地质勘察中压力大于1MPa的钻孔高压压水试验。

1.0.3水利水电工程钻孔高压压水试验除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准

的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1钻孔高压压水试验high-pressurewaterinjectiontestinborehole

用栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段，并向该孔段施加大于1MPa压力进行压水，

根据一定时间内压入水量和施加压力大小的关系，确定岩体在高水头下的渗透特征、渗

透稳定性及其结构面张开压力的一种原位渗透试验。

2.1.2试验长度lengthoftestsection

压水试验时水可以进入岩体的孔段长度。

2.1.3试验压力testingpressure

施加在试段内的实际平均压力。

2.1.4试验水头testinghydranlichead

试验压力对应的水柱高度。

2.1.5管路压力损失pressurelossofpipe

水流经工作管路因流体摩阻而损失的压力值。

2.1.6栓塞packer

将钻孔隔离出单独封闭孔段的试验设备。

2.1.7栓塞承压能力Pressurebearingcapacityofpacker

在孔径相匹配且孔壁完整条件下栓塞能够承受的最大压力。

2.1.8栓塞自缩压力Selfshrinkingpressureofpacker

无外水压条件下，栓塞膨胀后能够克服水柱压力自行收缩到初始状态对应的最高水

柱压力。

2.1.9双管法Doublepipemethod

采用两条管路分别连接栓塞和试验孔段进行试验的设备组建方法。

2.1.10单管法Singlepipemethod

2

采用单一管路、通过切换阀进行水路操作和试验的设备组建方法。

2.1.11工作管Workingpipe

连通孔口和试验段、试验过程中高压水流经的管路。

2.1.12透水率permeabilityrate

表达试验段岩体透水性的指标。

2.1.13吕荣(Lu)Lugeon

透水率的单位，定义为在单位压力(MPa)下每米试验段每分钟压入的水量。

2.1.14临界压力criticalpressure

岩体在临界劈裂或结构面张开时所需要的最小压力。

2.2符号

d——工作管内径；

g——重力加速度；

H——试验水头；

k——岩体渗透系数；

1——试段长度；

1p——工作管长度；

P——试验压力；

Pe——临界压力；

Ph——地面安设压力表、压力传感器至试段中心的水柱压力；

Pm——最高试验压力；

Pp——地面安设压力表、压力传感器显示压力；

P'p——安设在试段上的压力传感器显示压力；

P₅——管路压力损失；

P₂—地面安设压力表、压力传感器安装水平面至压力计算零线的水柱压力；

Q——压入流量；

q——透水率；

ro——钻孔半径；

v—管内流速；

3

Z——孔深；

λ——摩阻系数。

4

3基本规定

3.0.1钻孔高压压水试验宜分段进行，试段长度宜为5m,同一试段不宜跨越透水性相差

悬殊的两种岩层。

3.0.2钻孔高压压水试验应进行升降压循环试验，可根据下列情况采用不同方法进行：

1完整岩体宜选用快速法。

2较完整岩体宜选用中速法。

3其他类型岩体宜选用慢速法。

4加载卸载频繁岩体宜选用多循环法。

3.0.3最高试验压力应根据下列情况确定：

1最高试验压力宜为建筑物工作水头的1.2倍。

2地面钻孔的上部试验宜降低最高试验压力。

3平洞内试验宜调高最高试验压力。

4低压深埋隧洞工程可按照外水压力确定最高试验压力。

5基岩面以下较浅部位可进行少量试验确定最大试验压力，并应以不引起岩体变

形抬动和岩体破裂为准。

3.0.4压力阶段和级差应按下列规定执行：

1压力阶段宜取5级～10级。

2级差宜采用0.5MPa或1.0MPa。

3.0.5升压阶段的稳定流量均低于3L/min时，可不再进行降压阶段的压水试验。

3.0.6试验压力确定应按本规程附录A的规定进行。

3.0.7压力计算零线宜采用工作管内的水头观测结果，其位置确定应符合下列要求：

1当地下水位在试段以下时，压力计算零线应为通过试段中点的水平线。

2当地下水位在试段以内时，压力计算零线应为通过地下水位以上试段中点的水

平线。

3当地下水位在试段以上时，压力计算零线应为地下水位线。

5

3.0.8管路压力损失的确定应采用下列方法：

1当工作管内径不一致时，管路压力损失宜根据实测资料确定。实测方法应符合

《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003附录A的规定。

2当工作管内径一致且内壁粗糙度变化不大时，管路压力损失可按下式计算：

(3.0.8)

式中：

λ——摩阻系数，取2×10⁻⁴MPa/m～4×10⁻MPa/m;

1p——工作管长度，m;

d——工作管内径，m;

v——管内流速，m/s;

g——重力加速度，取9.8m/s²。

3.0.9试验人员应经过专门培训，并应持证上岗。

3.0.10安全生产和环境保护应符合下列规定：

1试验设备在工作状态下，不得进行拆卸和检修；出现异常时，应停机检查。

2用于试验的管路、仪表、阀门、胶管、连接件的耐压强度，均应大于最高试验

压力值的1.5倍。

3用于膨胀栓塞的气体应选择对人无危害和不可燃的气体。

4压水试验过程中产生的油污和垃圾应及时清理，从孔内返出的污水应按环境保

护要求进行处理。

6

4试验设备

4.1止水栓塞

4.1.1止水栓塞应符合下列规定：

1承压能力应大于1.5倍最高试验压力。

2栓塞长度不应小于8倍钻孔孔径。

4.1.2液压栓塞在钻孔水位至孔口的水柱压力大于栓塞自缩压力时，应配置卸压装置。

4.1.3绳索取心钻杆为工作管时可选用不起钻压水试验装置。

4.2供水设备

4.2.1试验用的水泵应符合下列要求：

1水泵出水应保证压力稳定，流量均匀，工作安全可靠。

2额定工作压力宜大于最高试验压力的1.5倍。

3在最高试验压力下，水泵的总输出流量应大于100L/min;当单台水泵不能满足

试验供水要求时，可用多台水泵并联供水。

4.2.2试验进水管路宜设置稳压罐(筒)。

4.2.3供水调节阀门宜采用高压球阀。

4.3压力管路

4.3.1钻孔高压压水试验应根据现场情况选用双管法或单管法。

4.3.2工作管宜采用钻进所用钻杆。另配工作管应等内径且不小于20mm,内壁光滑。

4.3.4双管法试验时压力管路应符合下列要求：

1止水栓塞对应压力管路宜采用高压软管。

2通水截面大的管路应作为工作管。

3高压软管应可靠固定在工作管上。

4.3.5单管法试验时应符合下列要求：

1工作管底部应安装管路切换阀。

2切换阀最小通水截面积宜大于177mm²。

4.4量测设备

4.4.1量测设备宜具备实时显示、全过程数据采集和存储功能。

7

4.4.2量测设备应定期检定或校准，现场试验前应校验。

4.4.3压力表和压力传感器应符合下列要求：

1压力表卸压后指针应回零，量测范围应控制在极限压力值的1/3～3/4,精度应

优于2.5级。

2压力传感器压力范围应大于试验压力，精度应优于0.5%F·S。

4.4.4高压水表和流量计额定工作压力应大于1.5倍最高试验压力，量程不应小于所匹

配水泵额定流量的120%,精度应优于0.5L/min,且宜具备下列功能：

1信号电子化，可输出数字信号。

2具有双向测量能力。

4.4.5数显及数据记录设备宜具备下列功能：

1数据实时显示。

2采集频率范围在0.1Hz～10Hz之间。

3具有2个或2个以上的压力传感通道，1个或1个以上的流量传感通道。

4模/数转换位数不小于8位。

5原始数据可转化为电子表格文档。

4.4.6水位计应灵敏可靠，可测量钻孔和工作管内部水位，且不应受孔(管)壁附着水

或孔(管)内滴水的影响。

4.4.7量测设备应专门保管。

8

5试验准备

5.0.1现场试验前应对现场试验条件进行确认，主要内容应包括下列事项：

1试验钻孔壁稳定、总体完整。

2钻孔已冲洗达标。

3现场备有充足清水。

4钻机及附属设备状况良好，试验设备与钻杆连接可靠。

5.0.2试段孔深应依据试验任务、钻孔岩心或孔内电视资料确定，栓塞应置于孔壁完整

部位。

5.0.3试段的试验方法、最高试验压力和压力阶段级差应分别确定。

5.0.4现场试验前应组装试验设备并进行试运行，其中主要查验事项和技术要求应符合

下列规定：

1止水栓塞性能符合试验要求，状况良好，备有易损件。

2供水设备和量测设备性能参数符合试验要求，运行状况良好。

3所有试验管路已进行密封处理，无堵塞和渗漏情况。

9

6现场试验

6.1试段隔离

6.1.1栓塞应安置在预定孔深。

6.1.2当栓塞隔离无效时，应采取移动栓塞、起塞检查、更换栓塞或灌制混凝土塞位等

措施。混凝土塞位灌制方法应符合《水电工程钻孔压水试验规程》NB/T35113-2018附录

B的规定。

6.1.3液压式止水栓塞宜在孔口施加3MPa～5MPa压力，气压式止水栓塞应试验确定可靠

胀塞压力。胀塞压力应小于岩体破裂压力，试验期间宜保持不变。

6.2水位观测

6.2.1试段隔离前应观测钻孔水位，试段隔离后宜观测工作管内和钻孔水位。

6.2.2水位观测应每隔5min进行一次。当水位平均变化速度连续两次均小于5cm/min

时，观测工作可结束，应用最后的观测结果确定压力计算零线。

6.2.3水位观测过程中发现承压水时，宜进行承压水头观测和涌水量观测，观测工作结

束标准宜符合本规程第6.2.2条的规定。

6.2.4承压水头远高于孔口时，应将工作管路密闭后进行压力观测，观测应每隔5min

进行一次，宜以压力平均增加小于0.5kPa/min为观测结束标准。

6.3试验压力和流量观测

6.3.1试验前工作管应充分排气，当试验压力达到预定值并保持稳定后应进行流量观测。

6.3.2高压压水试验流量观测的压力阶段结束时间应符合表6.3.2的规定，在采用流量

读数法时还应遵循“流量无持续增大趋势，且连续5次读数中最大值与最小值之差小于

最后一次读数的10%,或最大值与最小值之差小于1L/min。”作为结束依据。

表6.3.2压力阶段结束规定

流量读数法曲线观测法

试验

观测每级压力稳定阶段流量

方法结束依据

间隔维持时间流量认定认定

最后一次流量曲线平直无变最后1min

快速法1min不小于5min

读数化持续5min均值

10

流量曲线平直无变最后3min

中速法3min不小于30min

化持续30min均值

最后

流量曲线平直无变

慢速法10min不小于120min10min均

化持续120min

值

6.3.3试验压力调整到下阶段的压力值后，应重新进行流量观测，并应符合本规程第

6.3.2条的规定。

6.3.4在降压试验阶段，若出现水由岩体向孔内回流的现象，应保持压力，应继续进行

压水直至符合本规程第6.3.2条的压力阶段结束规定。

6.3.5在试验过程中，应记录或全程采集试验数据，及时分析异常情况，保证试验结果

的准确性、完整性。

11

7资料整理与报告

7.1资料整理

7.1.1试验资料整理应包括校核原始记录，绘制压力流量时间曲线(P-Q-t曲线)、稳定

阶段压力流量(PQ曲线)和压力试段透水率曲线(Pq曲线)。试验表格和曲线绘制格

式应符合本规程附录B的要求。

7.1.2设有观测孔、观测平洞时，应绘制试验压力与观测孔、观测平洞出水量关系曲线。

7.2结果分析

7.2.1高压压水P-Q曲线可划分A型(层流型)、B型(紊流型)、C型(扩张型)、D

型(冲蚀型)和E型(充填型)