TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9148:2012

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐÁ CHỨA NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT NƯỚC THÍ NGHIỆM TỪ CÁC LỖ KHOA

TCVN 9148:2012 được chuyển đổi từ QT-TL-B-4-74 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn theo quy định tài khoản 1 điều 69 của Luật tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 9148:2012 do Viện thuỷ điện và năng lượng tái tạo – Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thầm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI – XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐÁ CHỨA NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT NƯỚC THÍ NGHIỆM TỪ CÁC LỖ KHOAN

 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra chiêu thức thí nghiệm hút nước từ những lỗ khoan để xác lập hệ số thấm của đất đá chứa nước có cấu trúc tự nhiên dùng trong kiến thiết xây dựng những khu công trình thủy lợi ( gồm có cả thủy điện ) .

2. Quy định chung

2.1. Thuật ngữ và định nghĩa

2.1.1   Hệ số thấm, K (Permeability coefficient)

Vận tốc thấm ứng với gradien thủy lực bằng đơn vị chức năng, được trình diễn bằng centimet trên giây ( cm / s ) hoặc mét trên giây ( m / s ) .

khi J = 1 thì K = V = Q. / F trong đóQ. là lưu lượng dòng thấm ;F là diện tích quy hoạnh tiết diện ngang của dòng chảy ;V là     vận tốc thấm ;J là gradien cột nước ;

2.1.2  Độ dẫn nước (Water transmissivity) hay hệ số dẫn nước (Water transmissivity coefficient)

Lưu lượng đơn vị chức năng ( trên 1 m chiều dài ) của dòng chảy ngầm khi gradien bằng 1 đơn vị chức năng, có trị số bằng tích số của hệ số thấm ( K ) với chiều dày tầng chứa nước ( m ), được trình diễn bằng mét bình phương trên giây ( mét vuông / s ) hay mét bình phương trên ngày đêm ( mét vuông / ngđ ) .

2.1.3    Hệ số dẫn áp (Piefoconductivity coefficient) a

Tỷ số giữa hệ số dẫn nước T và độ nhả nước ( Water yield ) m của tầng chứa nước Trong tầng chứa nước không áp, hệ số dẫn áp còn được gọi là hệ số dẫn mực nước. Khi đó chiều dày tầng chứa nước ( m ) là chiều dày trung bình của dòng thấm ( m = h tb )

2.1.4  Tầng chứa nước (Aquifer)

Tập hợp những lớp đất đá chứa nước có thành phần nham thạch học – tướng đá và đặc thù địa chất thủy văn giống hệt hay thân mật nhau, tương đối duy trì trong khoảng trống ( chiều dài phân bổ so với chiều dày từ 1000 lần trở lên ) hoàn toàn có thể có thành phần hóa như nhau hay khác nhau. Nước trong một tầng chứa nước hoàn toàn có thể có hoặc không có những tầng cách nước ngăn cách .

2.1.4.1   Tầng chứa nước không áp (Aquifer nonaresion)

Tầng chứa nước có đáy cách nước trải bên dưới và bề mặt thoáng tự do phía trên, áp lực đè nén thủy tĩnh bằng áp lực đè nén khí quyển, bộc lộ đa phần là dung tích nước trọng tải .

2.1.4.2  Tầng chứa nước áp lực (có áp) (Aquifer artesion pressure)

Tầng chứa nước có đất đá cách nước phủ trên và trải dưới, áp lực đè nén thủy tĩnh lớn hơn áp lực đè nén khí quyển ( mặt phẳng áp lực đè nén phân bổ ở vị trí cao hơn nóc tầng chứa nước ), biểu lộ đa phần là dung tích nước đàn hồi .

2.1.5. Động thái chuyển động của dòng thấm (Regime of flow)

2.1.5.1 Động thái ổn định (Regime stability)

Động thái hoạt động ( hay hoạt động ) của dòng thấm khi tổng thể những yếu tố của dòng thấm không đổi khác theo thời hạn ( lưu lượng, phương dòng, vận tốc, tiết diện ngang và góc dốc áp lực đè nén ), có nhịp độ hạ thấp mực nước ( áp lực đè nén ) rất nhỏ gần như bằng không, đường cong hạ thấp không đổi khác theo thời hạn dù thời hạn hút nước lê dài .

2.1.5.2 Động thái không ổn định (Regime nonstability)

Động thái hoạt động của dòng thấm mà lưu lượng, phương, vận tốc và góc dốc của dòng thấm đổi khác theo thời hạn .

2.1.6 Độ hạ thấp mực nước (Lowering of water level)

Hiệu số của giá trị mực nước động với mực nước tĩnh .Mực nước hạ thấp trung bình là giá trị trung bình 8 giờ sau cuối trước khi ngừng hút .

2.2. Các dạng hút nước

2.2.1 Hút thử

Dạng hút nước được thực thi nhằm mục đích nhìn nhận sơ bộ tính chất chứa và thấm nước, độ giàu nước của đất đá chứa nước, chất lượng nước dưới đất, cho ta đặc trưng so sánh những khoảnh khác nhau của tầng chứa nước. Hút thử cũng còn dùng để rửa sạch những hạt sét ra khỏi khe nứt và lỗ hổng của đá cứng .

2.2.2 Hút nước thí nghiệm

Dạng công tác làm việc được thực thi hầu hết ở quá trình dự án Bất Động Sản góp vốn đầu tư và phong cách thiết kế kỹ thuật, nhằm mục đích xử lý hàng loạt trách nhiệm địa chất thủy văn : xác lập những thông số kỹ thuật địa chất thủy văn, điều kiện kèm theo biên của tầng chứa nước ( quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất và nước mặt, giữa những dòng chứa nước ), quan hệ giữa lưu lượng và độ hạ thấp mực nước …

2.2.2.1 Hút nước thí nghiệm đơn

Hút nước không có lỗ khoan quan sát .

2.2.2.2  Hút nước thí nghiệm chùm

Hút nước có lỗ khoan quan sát ( gồm có cả hút nước thí nghiệm có thả chất thông tư ) .

2.2.2.3 Hút nước thí nghiệm nhóm

Hút nước thí nghiệm đồng thời từ hai lỗ khoan hút nước trở lên ( trong miền ảnh hưởng tác động của nhau ) .

2.2.2.4 Hút nước thí nghiệm với 1 bậc lưu lượng (hạ thấp)

Hút nước mà suốt thời hạn thí nghiệm chỉ có một giá trị lưu lượng ( hay mực nước hạ thấp ) .

2.3. Các loại lỗ khoan hút nước

2.3.1 Lỗ khoan hút nước

Lỗ khoan được đặt thiết bị để lấy nước từ dưới lên .

2.3.1.1 Lỗ khoan trung tâm

Lỗ khoan hút nước của chùm thí nghiệm .

2.3.1.2 Lỗ khoan hút nước hoàn chỉnh

Lỗ khoan khoan hết chiều dày tầng chứa nước nghiên cứu và điều tra và ống lọc có cấu trúc hết chiều dày chứa nước, được thực thi ở những tầng chứa nước có chiều dày không lớn ( 10-12 m ) và đặc trưng cho tính thấm nước của toàn tầng .

2.3.1.3 Lỗ khoan hút nước không hoàn chỉnh

Lỗ khoan không khoan hết chiều dày tầng chứa nước hoặc khoan hết nhưng ống lọc chỉ được sắp xếp một phần chiều dày tầng chứa nước .

2.3.2  Lỗ khoan quan sát

Lỗ khoan chỉ dùng để đo mực nước trong quy trình thí nghiệm .

2.3.2.1   Lỗ khoan quan sát hoàn chỉnh

Lỗ khoan được sắp xếp cách lỗ khoan TT trên khoảng cách bằng hay lớn hơn chiều dày tầng chứa nước .

2.3.2.2  Lỗ khoan quan sát không hoàn chỉnh

Lỗ khoan được sắp xếp cách lỗ khoan TT trên khoảng cách nhỏ hơn chiều dày tầng chứa nước. Trong trong thực tiễn những lỗ khoan quan sát sắp xếp cách lỗ khoan TT từ bảy phần mười chiều dày tầng chứa nước trở lên được coi là hoàn hảo, ngược lại là không hoàn hảo .

2.3.3  Lỗ khoan thả chất chỉ thị

Lỗ khoan quan sát của chùm thí nghiệm dùng để nạp chất thông tư .

2.4. Quy định chung

2.4.1. Hút thử và hút thí nghiệm (đơn, chùm, nhóm) cần đảm bảo tính liên tục của thí nghiệm, khống chế lưu lượng (hay mực nước) ổn định ngay từ đầu đợt hút, công suất thí nghiệm phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn cụ thể, đảm bảo giải quyết tốt và hiệu quả mục tiêu nhiệm vụ đặt ra.

2.4.1.1. Việc hút nước thử được tiến hành trước khi hút thí nghiệm là để thu được các đặc trưng gần đúng tính thấm nước của tầng chứa nước. Trong điều kiện khảo sát để xây dựng công trình thủy công, việc hút nước thử thường là thời gian ngắn (từ 30 min đến 1 h) Nếu Q lớn hơn thì hút thử hết công suất máy bơm. Nếu Q nhỏ thì hút thử với mực nước hạ thấp s tối đa theo quy định thí nghiệm hút nước chính thức với độ hạ thấp mực nước lớn nhất. Dựa trên kết quả hút thử tiến hành hiệu chỉnh lại sơ đồ hút nước: Các trị số lưu lượng và độ hạ thấp mực nước, khoảng cách có lỗ khoan quan sát.

2.4.1.2. Thời gian hút nước thí nghiệm trong một lần hạ thấp mực nước khi chỉ cần xác định hệ số thấm của đất đá đồng nhất với nước áp lực và không áp.

Trong quy trình hút thí nghiệm thời hạn ngừng do mất điện, hỏng máy tối đa không được quá 5 % đến 10 % tổng thời hạn thí nghiệm, đồng thời cần bảo vệ trong thời hạn ngắn nhất ( 15 min đến 30 min ) lưu lượng ( mực nước ) lỗ khoan phải đạt được như giá trị trước khi gặp sự cố. Trường hợp mới thực thi được 5 % đến 10 % tổng thời hạn thí nghiệm mà có sự cố thì phải thực thi thí nghiệm lại từ đầu .

2.4.2. Việc lựa chọn vị trí lỗ khoan và khoảnh thí nghiệm phải xuất phát từ mục đích hút nước và độ chi tiết của nghiên cứu, có tính đến đặc điểm địa hình, tránh bố trí ở nơi chiều dày tầng chứa nước thay đổi.

2.4.3. Số lượng và hướng các tia khi hút chùm

2.4.3.1. Khi tầng đá không đồng nhất theo phương nằm ngang và khi chỗ chứa nước nằm xa thì đặt một tia các lỗ khoan quan sát.

Khi cấu trúc của tầng không như nhau theo hướng nằm ngang thì đặt 2 đến 3 tia .Khi gần chỗ chứa nước ( sông, hồ … ) những lỗ khoan quan sát được sắp xếp dọc theo chỗ chứa nước và thẳng góc với nó. Nếu nghiên cứu và điều tra mối quan hệ giữa nước ngầm với nước mặt, nên sắp xếp thêm một lỗ khoan quan sát nằm sát mép sông và một lỗ khoan quan sát ở bờ đối lập, nếu sông có chiều rộng không lớn hơn 50 m đến 70 m .

2.4.3.2. Trong đá cứng, các lỗ khoan quan sát được bố trí theo hướng chủ yếu của các khe nứt và thẳng góc với nó. Điều đó cho phép xác định tính dị hướng của tầng chứa nước theo phương nằm ngang.

2.4.4. Số lượng lỗ khoan quan sát trên mỗi tia

Trong đất đá giống hệt : 1 đến 2 lỗ khoan quan sátKhi tầng chứa nước có cấu trúc không giống hệt hoặc không đẳng hướng thì số lỗ khoan quan sát trên tia hoàn toàn có thể tăng đến 4 và nhiều hơn .

2.4.5. Khoảng cách từ lỗ khoan quan sát đến lỗ khoan trung tâm (hút nước)

Lỗ khoan quan sát gần nhất phải đặt cách lỗ khoan TT khoảng cách từ 0,7 đến 1 lần chiều dày tầng chứa nước .Khi có từ 2 lỗ khoan quan sát trở lên thì khoảng cách sắp xếp lỗ khoan quan sát được xác lập theo công thức :rn = r1.an – 1 ( 2 )trong đó :r1, là khoảng cách từ lỗ khoan TT đến lỗ khoan quan sát thứ nhất, tính bằng mét ( m ) ;n là số thứ tự lỗ khoan quan sát ( n = 2, 3, 4 … ) ;a là hệ số kinh nghiệm tay nghề ; ( a = 1,5 so với tầng chứa nước không áp, a = 2,5 so với tầng chứa nước áp lực đè nén ) .Ngoài những lỗ khoan quan sát thuộc chùm thí nghiệm, nỗ lực quan trắc một lỗ khoan nằm ngoài đới ảnh hưởng tác động của hút nước, nhưng có đặc thù địa chất thủy văn tựa như ( trường hợp này là bắt buộc khi có ảnh hưởng tác động của thủy triều, nước mặt hoặc giao động mực nước ngầm trong trạng thái tự nhiên với biên độ lớn ) .Các lỗ khoan quan sát chỉ được sắp xếp chính thức ( được khoan ) khi có tài liệu hút thử ở những lỗ khoan TT, sắp xếp thẳng góc với hướng dòng chảy, nỗ lực tận dụng những lỗ khoan cũ làm lỗ khoan quan sát .

2.4.6. Hút nước thí nghiệm nhóm đơn các lỗ khoan bố trí cách nhau 5 m đến 10 m. Trường hợp hút thí nghiệm nhóm chùm thì khoảng cách giữa các lỗ khoan hút nước (l) được bố trí như sau: đối với tầng chứa nước không áp (l £ 0,3r1; có áp l £ 0,5r1 (r1 – khoảng cách đến lỗ khoan quan sát gần nhất).

2.4.7. Trị số (độ) hạ thấp mực nước

2.4.7.1. Trị số (độ) hạ thấp mực nước tiêu chuẩn là 3 m (đối với tầng không áp) và 4 m (đối với tầng áp lực), trừ trường hợp tầng không áp có chiều dày nhỏ (4 m đến 5 m) mức nước hạ thấp tối thiểu là 0,2 chiều dày, nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 1 m.

2.4.7.2. Trường hợp hút chùm, hiệu số mực nước hạ thấp các lỗ khoan quan sát liên tiếp và mực nước hạ thấp lỗ khoan quan sát xa nhất tối thiểu phải đạt 0,2 m đến 0,3 m.

2.4.7.3. Khi hút nước ở các lỗ khoan với ống lọc không ngập thì mực nước hạ thấp lớn nhất trong lỗ khoan không được lớn hơn 1/3 phần ống lọc ngập.

2.4.8. Số lần (bậc) hạ thấp mực nước

Để xác lập quan hệ giữa lưu lượng ( Q. ) và độ hạ thấp mực nước ( S ) chỉ cần 2 bậc hạ thấp mực nước ; Khi thật thiết yếu ( đặc biệt quan trọng trong đá nứt nẻ ) số bậc hoàn toàn có thể là 3 nhưng với số lượng lỗ khoan hạn chế. Các trường hợp còn lại chỉ hút với 1 bậc hạ thấp

2.4.9. Phương pháp hút nước chủ yếu là giữ ổn định suốt quá trình thí nghiệm (sai số lưu lượng tối đa không vượt quá 5 %).

Trường hợp xả nước giữ không thay đổi mực nước hạ thấp suốt thời hạn thí nghiệm ( sai số hạ thấp mực nước tối đa là 5 cm đến 10 cm ) .Lưu lượng hút nước không được quá nhỏ hay quá lớn so với độ giàu nước của tầng thí nghiệm .Khi hút nước trong cát trước Đệ tứ, cát kết không cứng chắc, đá nứt nẻ không kart hoá … với độ dẫn nước của tầng thí nghiệm giao động trong khoảng chừng 50 mét vuông / ng đến 500 mét vuông / ng, chọn lưu lượng hút nước là 5 l / s đến 25 l / s .Khi hút nước trong cát bồi Đệ tứ, những trầm tích cát sạn bồi tích – lũ tích, đất đá nứt nẻ – lỗ hổng rải rác có hang kart, với tỷ lệ dẫn nước từ 500 mét vuông / ng đến 1000 mét vuông / ng, chọn lưu lượng hút nước là 25 l / s đến 50 l / s .Khi hút nước trong tầng cuội sỏi lấp đầy cát – sạn, khối nứt nẻ kart, với độ dẫn nước 1000 mét vuông / ng đến 3000 mét vuông / ng, chọn lưu lượng hút nước là 50 l / s đến 150 l / s .Đối với đất đá có độ dẫn nước dưới 50 mét vuông / ng, cần hút nước với lưu lượng lớn nhất hoàn toàn có thể của lỗ khoan. Khi lưu lượng lỗ khoan nhỏ hơn 0,5 l / s chỉ nên hút thử .Trường hợp thiết yếu phải hút với vài bậc hạ thấp thì lưu lượng những bậc sau lấy bằng 1,5 đến 2 lần lưu lượng bậc trước hoặc gia số lưu lượng giữa những bậc lấy bằng trị số lưu lượng bậc tiên phong .

2.4.10. Lưu lượng thực tế được coi là đã ổn định khi trị số lưu lượng trong khoảng 2 h đến 4 h tiến hành hút nước thay đổi không quá 10% so với trị số trung bình. Ngoài ra không quan sát thấy sự giảm lưu lượng một cách hệ thống.

2.4.11. Mực nước thực tế được coi là ổn định khi lưu lượng các lỗ khoan không đổi thì mực nước chỉ thay đổi không quá 1 cm đến 2 cm trong khoảng 2 h đến 4 h. Ngoài ra cần chú ý là mực nước này phải dao động ở xung quanh một cao độ nào đó, mà không lên cao hoặc xuống thấp một cách có quy luật và liên tục.

2.4.12. Khi hút nước cần tổ chức quan trắc mực nước sông, hồ, giếng đào, các lỗ khoan cũ trong phạm vi ảnh hưởng của hút nước, thu thập tài liệu để nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước mặt với nước ngầm và hiệu chỉnh số liệu đo mực nước thực tế trong lỗ khoan.

2.4.13. Trong quá trình hút nước, nếu có xảy ra các hiện tượng đột biến như nhiễm bẩn, nhiễm mặn, nước vẩn đục, bùn cát chảy vào lỗ khoan thì thường xuyên phải theo dõi ghi chép đầy đủ và báo cáo cho chủ nhiệm đề án. Trường hợp xét thấy nguy cơ bị phá hủy hoặc có hại cho sản xuất phải báo cáo kịp thời cho cấp có thẩm quyền xem xét, giải quyết.

2.4.14. Nước hút lên cần tránh không cho chảy trở lại lỗ khoan, ảnh hưởng xấu đến chất lượng tài liệu, đảm bảo độ thoát tự nhiên tốt, không gây ứ ngập.

Đối với tầng chứa nước không áp phải dùng ống dẫn xả nước ra ngoài vùng tác động ảnh hưởng trực tiếp. Đối với tầng chứa nước có áp hoàn toàn có thể dùng mương máng được gia cố tốt .

2.4.15. Thời kỳ tiến hành hút nước

Hút nước thử, thí nghiệm nên thực thi vào mùa khô kiệt nhất ( so với quá trình lập bản đó hoặc nghiên cứu và điều tra tầng chứa nước áp lực đè nén hoàn toàn có thể triển khai vào đầu hoặc cuối mùa mưa nhưng phải có tài liệu dẫn chứng rằng những yếu tố khí tượng, thủy văn ảnh hưởng tác động rất nhỏ đến tài liệu thí nghiệm ) .Khi nghiên cứu và điều tra tháo khô hố móng, hút nước nên triển khai vào mùa mà ảnh hưởng tác động khi tượng thủy văn biểu lộ lớn nhất .

3. Thiết bị và dụng cụ dùng trong thí nghiệm hút nước

3.1. Máy bơm

Là thiết bị được dùng để lấy nước lên khỏi mặt đất khi mực nước ngầm ở chiều sâu nhỏ hơn 5 m đến 7 m, để hút nước dùng những máy bơm trên mặt. Để bảo vệ chiều sâu lớn hơn đôi lúc những máy bơm được đặt trong hố đào .Nếu mực nước động nằm ở chiều sâu lớn hơn chiều cao hút thì dùng máy bơm sâu .Năng suất của máy bơm cần phải lớn hơn lượng hút dự kiến ở độ hạ thấp mực nước lớn nhất ( lưu lượng dự kiến được xác lập sơ bộ bằng hút thử ) .Khi dùng máy nén khí : máy nén khí phải chọn loại có hiệu suất bảo vệ thực thi được trách nhiệm thổi rửa lỗ khoan, hút nước liên tục cho một đợt hạ thấp và đủ năng lực kiểm soát và điều chỉnh những bậc lưu lượng khác nhau .Ống dẫn khí, nâng nước, đo mực nước cần bảo vệ độ bền, chịu áp lực đè nén khí nén và hoạt động giải trí lâu dài hơn liên tục .Bố trí ống dẫn khí và ống nâng nước hoàn toàn có thể song song hay đồng tâm. Ống nâng nước cần bảo vệ nhận được lưu lượng thiết yếu và quan sát địa chất thủy văn thuận tiện. Trong khảo sát, việc sắp xếp đồng tâm là thuận tiện hơn cả vì nó được cho phép triển khai hút nước từ những lỗ khoan đường kính nhỏ .Hệ số ngập k được biểu lộ bằng tỷ số :

                                                                                                   (3)

trong đó :H là độ sâu ngập trong nước của những ống dẫn khí tính từ mực nước động đến buồng trộn, tính bằng mét ( m ) ;h là chiều cao nâng nước từ mực nước động đến lỗ xả nước trị số H và h được xác lập trong Phụ lục A, Hình A. 1 .Trị số nhỏ nhất của k = 1,4 và lớn nhất là k = 3,0 chỉ được cho phép Airlift thao tác trong thời hạn ngắn ( thí dụ khi hút thử ) .Chiều sâu đặt ống dẫn khí được chọn địa thế căn cứ vào chiều sâu mực nước động. Thông thường chiều sâu đặt ống dẫn khí hoàn toàn có thể đổi khác từ 1,4 đến 2,5 lần chiều sâu mực nước động ( so với tầng giàu nước trung bình ) và 4 – 5 lần ( so với tầng giàu nước và rất giàu nước ) .Ống dẫn khí cần đặt cao hơn mút dưới của ống nâng nước tối thiểu 3 m đến 5 m. Chọn đường kính ống dẫn khí địa thế căn cứ vào khối lượng khí, đường kính ống ngập nước ( Bảng A. 1 và A. 2 ). Áp suất khí nén khởi động, thao tác được chọn địa thế căn cứ vào chiều cao cột nước phải đẩy và tổn thất áp lực đè nén .Ống đo mực nước có đường kính càng nhỏ càng tốt, nhưng bảo vệ dụng cụ hoạt động giải trí thông thường. Trong thực tiễn đường kính ống đo có từ f15 mm đến f 27 mm .Ống nâng nước hoàn toàn có thể tận dụng phần ống chống nằm bên trên ống lọc của lỗ khoan nếu thỏa mãn nhu cầu nhu yếu. Trường hợp phải thả ống nâng nước ngập vào ống lọc thì ống nâng nước phải nhỏ hơn ống lọc tối thiểu 2 cấp đường kính .Khi dùng máy bơm ly tâm trục ngang, trục đứng, điện chìm : Dựa vào cấu trúc lỗ khoan để chọn máy bơm thích hợp, chiều sâu đặt máy bơm phải phân phối được nhu yếu thí nghiệm. Riêng máy bơm ly tâm trục ngang phải địa thế căn cứ vào chiều sâu mực nước tĩnh, mực nước động để lựa chọn .Chiều sâu mực nước đo qua khoảng cách giữa đường kính ống chống lỗ khoan và ống nâng nước hoặc ống đo sắp xếp song song với ống dẫn khí. Chiều sâu ống đo đặt sâu hơn ống dưới ống dẫn khí 3 m đến 5 m .

3.2. Dụng cụ đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ nước và không khí

3.2.1. Việc đo chính xác mực nước trong lỗ khoan khi hút nước khi thí nghiệm có ý nghĩa quyết định, bởi vì chiều sâu mực nước (độ hạ thấp, độ dâng mực nước) đều đưa vào các công thức tính toán để xác định hệ số thấm.

Dụng cụ đo mực nước gồm máy đo điện và máy tự ghi. Trong trường hợp nước ngầm nằm nông thì có thể dùng thước thẳng xách tay, ống dội âm hay thước cuộn thủy lực có thước dội âm để đo mực nước,

Không dùng những dụng cụ sau đây để đo mực nước :+ Thước cuộn bằng vải gai không được dệt bằng những sợi nhỏ+ Dây bện+ Dây đồng không có lõi sắt+ Dây sợi dễ bị biến hóa chiều dài do bị ẩm, bị thấm ướt hay bị kéo căng .

3.2.2. Dụng cụ đo lưu lượng

3.2.2.1. Thùng định lượng được dùng khi lưu lượng không lớn hơn 10 l/s. Để đảm bảo việc đo được chính xác, thể tích thùng đo phải để thời gian nước chảy đầy thùng không nhanh hơn 30 s. Thùng đo nên có diện tích đáy bằng một đơn vị đo đường (ví dụ 1 m2; 1 dm2). Trong trường hợp này, chiều cao mực nước chính là trị số thể tích nước.

Khi lưu lượng lớn ( lớn hơn 1 l / s ) nên dùng thùng có dung tích 1 m3 đến 2 m3 có lỗ lắp khóa vòi ở dưới để hoàn toàn có thể tháo hết nước ra mà không cần quay ngược thùng .Thời gian nước chảy đầy thùng đo được bằng đồng hồ đeo tay đếm giây. Khi thời hạn nước chảy đầy thùng lớn hơn 1 min thì được cho phép triển khai đo bằng đồng hồ đeo tay kim giây .

3.2.2.2. Tùy mức độ lớn của lưu lượng nước hút ra mà sử dụng các loại ván đo tam giác, chữ nhật hay hình thang. Chiều cao cột nước tràn qua ván được đo với độ chính xác tới milimet.

3.2.2.3. Lưu lượng kế đo tốc độ chuyển động của nước để từ đó tính ra lưu lượng.

3.2.3. Dụng cụ đo nhiệt độ

3.2.3.1. Nhiệt độ nước được đo bằng nhiệt kế chậm bách phân với thang chia 0,1 °C đến 0,2 °C và có bao kim loại.

3.2.3.2. Nhiệt độ không khí được đo bằng nhiệt kế bách phân bình thường với độ chính xác 0,1 °C.

3.3. Ống lọc

3.3.1. Ống lọc dùng để giữ cho thành lỗ khoan khỏi bị sụp lở, đồng thời đảm bảo một lượng nước đầy đủ, không chứa những hạt đất đá chảy vào lỗ khoan.

Các ống lọc được đặt trong đất vụn rời ( cát, cuội sỏi ) và đá cứng, nửa cứng không không thay đổi, thỏa mãn nhu cầu nhu yếu sau :- Nước lọt qua ống lọc phải ở mức độ gần giống điều kiện kèm theo thấm nước trong cấu trúc tự nhiên của tầng chứa nước .- Ống lọc phải có sức cản hoạt động của nước từ đất đá vào lỗ khoan bé nhất, nghĩa là phải có độ rỗng lớn nhất. Lỗ khoan hút nước ( TT ) phải có độ rỗng không nhỏ hơn 20 %, còn với những lỗ khoan quan sát độ rỗng của ống lọc khoảng chừng 5 % đến 10 % .- Vật liệu làm ống lọc phải bền và có năng lực chống lại công dụng hóa học và điện hóa của nước ngầm .- Sự đùn cát vào lỗ khoan chỉ được xảy ra trong thời kỳ mở màn hút hay khi hút thử lỗ khoan .

3.3.2. Ống lọc gồm ống lắng cát, phần làm việc và ống trên đoạn lọc.

Ống lắng cát là một ống kín, có đầu dưới bịt kín dùng để ngọt ngào những hạt còn ở trong ống lọc .Chiều dài ống lắng cát khi hút nước thí nghiệm thường bằng 1 m đến 2 m .Kích thước phần thao tác của ống lọc phụ thuộc vào vào chiều dày và độ phong phú và đa dạng nước của tầng chứa nước, vào hiệu suất máy bơm, chiều sâu đoạn thí nghiệm và vị trí mực nước ngầm, thường thì biến hóa từ 3 m đến 10 m, còn đường kính của nó từ 100 mm đến 250 mm .Đối với những tầng chứa nước có chiều dày dưới 5 m, chiều dài phần thao tác của ống lọc phải bằng chiều dày của tầng. Đối với những tầng chứa nước dày hơn thì chiều dài thao tác của ống lọc lo ( bằng mét ) được tính theo công thức :

                                                                       (4)

trong đó :Q. là lưu lượng lỗ khoan, tính bằng m3 / h ;a là hệ số kinh nghiệm tay nghề nhờ vào vào thành phần hạt của đất đá chứa nước và hệ số thấm ( Bảng 3 ) .d là đường kính bên ngoài của ống lọc, tính bằng mm .

3.3.3. Dạng ống lọc phổ biến nhất trong hút nước thí nghiệm là ống lọc đục lỗ và ống lọc lưới.

3.3.3.1. Ống lọc đục lỗ là một ống đã đục các lỗ tròn hay chữ nhật (khe). Trong thực tế khảo sát, ống lọc đục lỗ được chế tạo bằng các ống chống hay ống thép không có đầu nối.

Nếu mặt phẳng ống lọc trực tiếp tiếp xúc với đất đá thì độ lớn của lỗ và khe pháp luật tùy theo thành phần hạt của đất đá .

3.3.3.2. Ống lọc lưới là một cái ống đục lỗ hay khe hở có quấn dây đường kính 5 mm và lớn hơn theo hình xoắn ốc hoặc từng dãy dọc, trên đó có phủ lưới. Khung dây dẫn được hàn vào ống để cho lưới khỏi bị ép chặt vào ống và toàn bộ bề mặt của nó làm việc đồng đều. Hai đầu lưới được hàn vào ống, đường nối của lưới cũng được hàn cẩn thận.

3.3.3.3. Ống lọc quấn dây khác với ống lọc lưới ở chỗ trên ống đục lỗ với khung dây dẫn, người ta quấn dây dẫn đường kính 2 mm đến 3 mm theo hình xoắn ốc thay cho lưới.

Thiết kế những loại ống lọc dùng trong hút nước thí nghiệm được trình diễn cụ thể trong những tài liệu, giáo trình địa chất thủy văn .

3.4. Nút bít

3.4.1. Nút bít là dụng cụ để cách ly đoạn thí nghiệm với các phần lỗ khoan không thí nghiệm.

Nút bít bảo vệ cách ly tốt đoạn thí nghiệm, nếu như ở chỗ đặt nó, thành lỗ khoan không có khe nứt và hang hốc lớn. Thông thường phải di dời nút bít vài lần lên trên hay xuống dưới theo lỗ khoan để tìm được vị trí đặt tốt nhất .Thực tế trong khảo sát sử dụng những quả cầu cao su đặc ( quả bo ) hoặc những nút bít khí nén hay thủy lực gồm cột ống chịu lực ở đầu dưới có lắp bình cao su đặc. Ưu việt của loại nút bịt này là những quả bo cao su đặc hay bình cao su đặc có độ dẻo và độ đàn hồi lớn được cho phép cách ly đoạn thành lỗ khoan kém vững chắc và không bằng phẳng, tuy nhiên chúng có độ bền thấp, dễ hỏng .

3.4.2. Sau khi đặt nút bít vào lỗ khoan và nén chúng, phải tiến hành kiểm tra độ bảo đảm việc cách ly bằng cách hút nước trong thời gian ngắn (hút thử) và quan sát sự thay đổi mực nước ở ngoài ống, thả các chất nhuộm màu vào phía ngoài ống và hút nước thời gian ngắn, xiết chặt nút bịt lại…

4. Cách tiến hành

4.1. Công tác chuẩn bị

4.1.1. Để tiến hành hút nước thí nghiệm phải lập đề cương tổ chức thí nghiệm.

Trong đề cương phải xác lập cấu trúc của lỗ khoan thí nghiệm, loại, đường kính và chiều dài ống lọc, độ sâu đặt ống lọc, số lần và trị số hạ thấp mực nước, loại và thương hiệu máy bơm, những giải pháp và tần số đo mực nước, lưu lượng ; giải pháp dẫn nước đã hút ra, hành động hoạt động của dòng thấm khi hút nước ( không thay đổi hay không không thay đổi ). Ngoài ra, khi hút chùm còn phải xác lập được số lượng, cách sắp xếp và cấu trúc của những lỗ khoan quan sát .

4.1.2. Trước khi đưa máy móc, thiết bị vào vị trí cần tổ chức khảo sát hiện trường nhằm kiểm tra đường, nền đảm bảo an toàn cho người và thiết bị máy móc tập kết vào lỗ khoan thí nghiệm; lựa chọn phương án dẫn thoát nước hút lên đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và bảo vệ môi trường.

4.1.3. Làm việc với chính quyền địa phương đảm bảo sự an toàn, an ninh, tài sản cho đơn vị thi công.

4.1.4. Đơn vị được giao nhiệm vụ thi công hút nước phải nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế thi công hút nước.

4.1.5. Kiểm tra đảm bảo máy bơm phải hoạt động được liên tục, ổn định và đạt yêu cầu hút nước. Nếu cần máy dự phòng phải cùng tính năng tương đương.

Dụng cụ đo lưu lượng, mực nước, nhiệt độ, dụng cụ lấy mẫu cần phải đủ và tương thích ( đồng hồ đeo tay đo, thùng đo, ván đo ). Trường hợp dùng ván đo lưu lượng cần có giải pháp bảo vệ dòng chảy không thay đổi như thùng chắn sóng ví dụ điển hình …

4.1.6. Để tránh mưa nắng, ở lỗ khoan phải bố trí nhà lưu động hay lều bạt, trong đó có kê bàn để vẽ các đồ thị và thực hiện các tính toán cần thiết.

4.1.7. Gần mỗi lỗ khoan phải đặt điểm không (là thạch gỗ có đóng đinh hay mép ống). Từ điểm này sẽ tiến hành mọi việc trong lỗ khoan khi khoan và khi đặt ống lọc, cũng như trong quá trình thí nghiệm. Việc đo cao trình các điểm không trong tất cả các lỗ khoan được tiến hành trước khi bắt đầu hút nước.

4.1.8. Trước khi đặt các ống lọc và các nút bít, phải tiến hành đo mực nước trong các lỗ khoan.

4.1.9. Nhân lực trong quá trình hút nước phải bố trí đủ năng lực làm việc liên tục 1 ngày 3 ca, mỗi ca có ít nhất 1 kỹ thuật địa chất thủy văn – địa chất công trình.

Trường hợp có những khu công trình quan sát ( lỗ khoan, giếng, hồ, dòng mặt … ) phải sắp xếp đủ kỹ thuật có trình độ trình độ và kiến thức và kỹ năng bảo vệ tích lũy đúng chuẩn những yếu tố quan trắc và tần số đã định trước .

4.1.10. Lắp đặt thiết bị

Dựa theo phong cách thiết kế hút nước, triển khai đặt thiết bị ( thả ống dẫn nước, cần đo, cần hơi, chiều sâu đặt máy … ) hút thổi rửa .

4.2. Trình tự hút nước

4.2.1. Sau khi lắp đặt thiết bị, hút thổi rửa, tiến hành hút thử toàn bộ các lỗ khoan và sau đó quan trắc sự phục hồi mực nước tới mực nước tĩnh.

Thời gian hút thử ở lỗ khoan thí nghiệm lao lý tại 2.4.1. 1 .Trong đất rời, khi hút thử, hài hòa và hợp lý nhất là cho máy bơm hay ống hút của nó ngập từ từ xuống một vài mức, tới độ sâu ngập dự kiến lớn nhất. Trong đá cứng hay nửa cứng phải triển khai hút thử với độ hạ thấp mực nước lớn nhất và với chính sách thao tác đổi khác của máy bơm ( cho máy bơm ngừng nhiều lần ). Việc hút thử được coi là kết thúc khi việc đùn cát vào lỗ khoan chấm hết, nước hút lên trọn vẹn trong suốt .Khi triển khai hút thử cần phải bảo vệ :- Giữ được mực nước động cố định và thắt chặt và đo lưu lượng lỗ khoan ở mức nước đó ;- Quan trắc sự phục sinh mực nước tĩnh trong lỗ khoan thí nghiệm và cả trong những lỗ khoan quan sát sau khi kết thúc hút thử .

4.2.2. Mẫu nước để phân tích hoá học được lấy bằng dụng cụ lấy mẫu nước sau khi hút thử. Vì thế máy bơm phải được lấy ra khỏi lỗ khoan. Sau khi rút máy bơm và lấy mẫu nước, phải tiến hành kiểm tra chiều sâu của đáy lỗ khoan. Nếu lỗ khoan bị bồi lấp cao hơn ống lắng cát thì phải tiến hành rửa sạch toàn bộ ống lắng.

4.2.3. Chỉ sau khi hoàn toàn xác định được mực nước tĩnh trong tất cả các lỗ khoan nằm trong phạm vi ảnh hưởng của hút nước, mới bắt đầu hút nước thí nghiệm.

Trong thời kỳ mực nước ngầm giao động mạnh do sự đổi khác bất thần của mực nước sông thì không nên triển khai hút nước từ những tầng chứa nước có liên hệ thủy lực với nước mặt .

4.2.4. Trường hợp tiến hành hút nước với 2 – 3 lần hạ thấp mực nước: khi thí nghiệm trong các đất rời, thấm nước yếu và trung bình, để tránh việc nhét trám ống lọc, việc hút nước nên bắt đầu từ độ hạ thấp mực nước nhỏ nhất, sau đó chuyển dần đến các độ hạ thấp lớn hơn.

Khi thí nghiệm trong đá cứng và nửa cứng nứt nẻ và cả những trầm tích cuội – sỏi, nên mở màn hút nước với độ hạ thấp lớn nhất và sau đó chuyển dần sang những độ hạ thấp nhỏ hơn. Với trình tự hạ thấp mực nước hạ thấp mực nước như vậy, lúc khởi đầu thí nghiệm khối lượng đa phần những hạt nhỏ của mùn khoan, sét, cát sẽ được hút ra khỏi những khe nứt và lỗ hổng, tính thấm nước của đất đá sẽ không biến hóa trong quy trình hút nước .

4.2.5. Việc đo mực nước trong lỗ khoan (thí nghiệm và quan sát) trong thời gian hút nước phải tiến hành vào 20 min đầu, cứ 5 min đo 1 lần đến hết giờ đầu cứ 10 min đo 1 lần, từ giờ thứ hai đo 15 min đo 1 lần. Đo lưu lượng nước hút lên để tính Q, tiếp tục đến khi Q ổn định rồi kéo dài 2 h đến 4 h thì dừng thí nghiệm.

Việc quan trắc mực nước trong những lỗ khoan quan sát của chùm thí nghiệm cần phải luôn thực thi theo một trình tự, nỗ lực sao cho khoảng chừng thời hạn giữa những lần đo trong mỗi lỗ khoan phải như nhau .

4.2.6. Việc đo lưu lượng nước hút lên cũng được tiến hành vào các thời gian như khi đo mực nước.

4.2.6.1. Khi xác định lưu lượng bằng thùng định lượng, để tránh sai số đo, thời gian đầy thùng không nhỏ hơn 30 s và phải đo ít nhất 3 lần, sai số 3 lần đo không được lớn hơn 5 %, rồi lấy giá trị trung bình.

4.2.6.2. Khi xác định lưu lượng bằng ván đo, tiến hành đo chiều cao cột nước qua ván với độ chính xác đến milimet. Đo ít nhất 3 lần và lấy giá trị trung bình.

Ván tam giác và ván hình chữ nhật thường được dùng khi lưu lượng lớn đến 10 l / s. Ván hình thang được dùng khi lưu lượng từ 10 l / s trở lên. Lưu lượng nước hút lên ( Q-l / s ) được xác lập theo công thức :

Q = 0,014.h2. (ván tam giác)

Q = 0,018.b.h (ván hình chữ nhật)

Q = 0,0186.b.h. (ván hình thang)

trong đó :h là chiều cao mực nước trước mép ván, tính bằng cm ;b là chiều rộng mép ván dưới, cm .Khi dùng ván đo lưu lượng cần bảo vệ những nhu yếu sau :- Khoảng cách từ ngưỡng ván đến đáy ván không được nhỏ hơn 10 cm đến 20 cm ;- Khoảng cách từ mép ván đến thành ngoài của ván không được nhỏ hơn 10 cm đến 20 cm ;- Dòng chảy trước ván phải tương đối đều đặn, nước chảy qua ván phải chảy tốt ;- Ván không bị ngập dưới nước- Không cho nước thấm qua thành ván và đáy ván- Ván phải đặt nằm ngang, xác lập bằng ống thủy .

4.2.6.3. Khi xác định lưu lượng bằng đồng hồ đo nước, ngoài những lần đo lưu lượng trong những khoảng thời gian xác định, phải ghi tổng lượng nước hút lên khi hạ thấp mực nước. Hợp lý nhất là tiến hành ghi liên tục các lưu lượng và mực nước của các lỗ khoan bằng các dụng cụ tự ghi (tự động).

4.2.7. Việc đo nhiệt độ nước hút lên được đo ở ngay dòng nước thoát ra ở tất cả các lỗ khoan hút nước (cả thời gian: phút, giờ, ngày tháng năm đo) vào các thời gian như khi đo lưu lượng.

Khi thực thi hút nước trong tầng chứa nước có nhiệt độ cao hơn hay thấp hơn 10 °C rất nhiều, để nhìn nhận có đặc thù so sánh tính thấm nước của tầng phải hiệu chỉnh trị số hệ số thấm thu được theo quan hệ :

                                                                       (5)

trong đóK10 là trị số hệ số thấm đã được quy đổi với nhiệt độ 10 °C ;Kt là trị số hệ số thấm xác lập khi hút nước từ tầng chứa nước đã cho có nhiệt độ là t ;t là số hiệu chỉnh tính theo công thứct = 0,70 + 0,03 t

4.2.8. Thời gian kết thúc việc hút chùm ở động thái thấm ổn định được xác định bởi điều kiện hiệu số độ hạ thấp mực nước trong các lỗ khoan quan sát không thay đổi theo thời gian, còn khi hút nước từ lỗ khoan đơn là sự ổn định thực tế của độ hạ thấp mực nước.

4.2.9. Sau khi kết thúc việc hút nước phải tiến hành quan trắc sự phục hồi mực nước trong lỗ khoan trung tâm, trong ống đo áp cạnh ống lọc và cũng như trong tất cả các lỗ khoan quan sát. Việc quan trắc được tiến hành tới khi mực nước thực tế hoàn toàn ổn định.

Việc quan trắc sự phục sinh mực nước trong những lỗ khoan sau khi hút ( cả sau khi hút thử ) được triển khai tùy theo tính thấm nước của đất đá với tần số đủ bảo vệ kiến thiết xây dựng được đồ thị về sự hồi sinh mước nước một cách khá đúng mực ; 3 min đầu 30 s đo 1 lần, từ phút thứ 3 đến 20, cách 1 min đo mực nước một lần ; đến 1 h 5 min đo 1 lần, trong giờ tiếp theo – cách 10 min, sau đó cứ 30 min lại đo cho tới khi mực nước không thay đổi .Việc đo được triển khai như thế nào đó để mực nước dâng lên giữa những lần đo liên tục không vượt quá 5 cm. Khi vận tốc dâng nước đạt nhỏ hơn 1 cm / h thì ngừng đo .

4.2.10. Sau khi đo hồi phục mực nước phải kiểm tra cẩn thận các thiết bị, máy móc, xác định lại cao trình của điểm không và phải ghi các kết quả kiểm tra vào sổ hút nước (Phụ lục A.5). Trong trường hợp phát hiện ra sự sai lệch so với các tài liệu đã chấp nhận khi thí nghiệm, phải hiệu chỉnh một cách tương ứng.

4.2.11. Trong quá trình thi công hút nước, phải thực hiện nghiên túc yêu cầu về an toàn lao động và bảo vệ môi trường.

4.2.11.1. Nước hút lên được xả vào môi trường xung quanh phải đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường theo quy định hiện hành.

4.2.11.2. Xả nước lợ, nước mặn phải dùng ống dẫn nước đến nơi có khả năng thải, không được làm ảnh hưởng đến mùa màng cây trái của dân cư, trường hợp bất khả kháng phải được cư dân thỏa thuận và đền bù thiệt hại thỏa đáng.

4.2.11.3. Xả nước quá nóng, nước có hơi độc, khí cháy, chất độc hại, phóng xạ còn phải có hàng rào bảo vệ, có biển báo nguy hiểm, không cho người (đặc biệt là trẻ em) vào nơi thí nghiệm. Phải có phương tiện bảo vệ cho cán bộ, công nhân làm nhiệm vụ (chống bỏng, chống độc). Trường hợp có khí dễ cháy phải có dụng cụ chống cháy nổ và thực hiện nghiêm quy trình chống cháy nổ.

4.2.11.4. Trường hợp hút nước trong đá Karst phải có biện pháp phòng ngừa nguy cơ sụt lún mặt đất, làm hư hỏng nhà cửa, công trình…

4.2.11.5. Nhiên liệu dùng cho thí nghiệm phải được bảo vệ cẩn trọng,  không được để rò rỉ ảnh hưởng xấu đến môi trường nước, môi trường đất và đảm bảo an toàn.

4.2.11.6. Khi kết thúc thí nghiệm cần tổ chức tháo gỡ máy móc, thiết bị, san lấp hiện trường, bảo vệ công trình (nếu là lỗ khoan phải xây bộ, lắp nắp bảo vệ, sơn phần ống nhô cao trên mặt đất và ghi tên đơn vị thi công, tên công trình…) trước khi rút.

4.2.12. Không được lấp lỗ khoan hay chùm các lỗ khoan trước khi kết thúc việc chỉnh lý thực địa các kết quả hút nước.

4.3. Chỉnh lý sơ bộ tài liệu ngoài hiện trường

4.3.1. Đối với hút nước thí nghiệm với một lần hạ thấp mực nước, trong quá trình thí nghiệm phải lập các đồ thị:

– Quan hệ của mực nước với thời hạn ở lỗ khoan hút nước ( TT )- Quan hệ của mực nước với thời hạn ở những lỗ khoan quan sát ( so với hút chùm ) .Sau đó vẽ những đường cong trung bình của quan hệ mực nước với thời hạn. Khi thí nghiệm có chất lượng tốt thì đường cong trung bình có phần thoải, trong thực tiễn gần như song song với trục hoành ( thời hạn ) khi khoảng chừng thời hạn không nhỏ hơn 6 h đến 8 h. Trường hợp ngược lại thì phải liên tục thí nghiệm hoặc thí nghiệm lại .

4.3.2. Đối với hút nước thí nghiệm với 2 – 3 lần hạ thấp mực nước, để kiểm tra kết quả hút nước tiến hành lập:

– Đồ thị quan hệ của lưu lượng với độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan hút nước ( TT ) và trong ống đo áp cạnh ống lọc .- Các đồ thị quan hệ của lưu lượng với độ hạ thấp mực nước trong những lỗ khoan quan sát ( so với hút chùm ) .Nếu quan hệ của lưu lượng với độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan thí nghiệm được biểu lộ bằng đường cong có bề lồi về phía dưới thì điều đó chứng tỏ thí nghiệm hút nước không đạt nhu yếu ( hỏng ). Điều này hoàn toàn có thể tương quan đến hiện tượng kỳ lạ chất lấp nhét ( cát, sét ) bị lôi ra từ những khe nứt, hiện tượng kỳ lạ xói ngầm mạnh ở gần vùng ống lọc, việc ngăn cách đoạn thí nghiệm không tốt … Từ đó xác lập nguyên do để giải quyết và xử lý, thiết yếu phải thí nghiệm lại .

4.3.3. Các tài liệu về hút nước phải được ghi liên tục trong các sổ hút nước thí nghiệm. Mẫu sổ ghi hút nước từ các lỗ khoan được nêu ra trong Điều A.5

5. Chỉnh lý tài liệu hút nước

5.1. Xác định mực nước tĩnh, lưu lượng, mực nước hạ thấp của công trình thí nghiệm hút nước

Lựa chọn giá trị mực nước tĩnh, thống kê giám sát giá trị lưu lượng, mực nước hạ thấp theo thời hạn, xác lập lưu lượng, mực nước hạ thấp trung bình trên cơ sở chiều sâu mực nước động, tính đại lượng tỷ lưu lượng .Trường hợp có khu công trình quan sát phải lựa chọn giá trị mực nước tĩnh, tính mực nước hạ thấp và khoảng cách đến khu công trình hút nước. Trường hợp hút nhóm phải tính tâm của nhóm và xác lập thêm giá trị lưu lượng, mực nước hạ thấp trung bình của toàn nhóm .

5.2. Xác định hệ số thấm theo tài liệu hút nước:

Phương pháp giám sát hệ số thấm theo tài liệu hút nước thí nghiệm thực thi theo điều kiện kèm theo hành động không thay đổi của dòng thấm nhờ vào vào những đặc trưng của điều kiện kèm theo địa chất thủy văn- Mức độ giống hệt của tầng chứa nước ( giống hệt, không giống hệt và không đẳng hướng ) ;- Sự đối sánh tương quan giữa những phần thao tác của ống lọc và chiều dày tầng chứa nước ( lỗ khoan hoàn hảo hay không hoàn hảo ) ;- Trạng thái thủy lực của tầng chứa nước ( có áp hay không có áp ) ;- Vị trí so với nơi chứa nước mặt ( sông, hồ … ) : xa, gần hay ở đáy .

5.2.1. Xác định hệ số thấm của tầng chứa nước đồng nhất theo tài liệu hút nước từ lỗ khoan hoàn chỉnh

5.2.1.1. Bố trí ở xa nơi chứa nước: được tiến hành theo các công thức trong Điều A.3

Trong đó tầng chứa nước như nhau là tầng chứa nước mà ở toàn bộ những điểm của nó có tính thấm nước như nhau .Bán kính ảnh hưởng tác động được xác lập bằng cách :- Đo trực tiếp độ hạ thấp mực nước khi hút nước thí nghiệm trong những lỗ khoan ở xa ( trong khu vực nghiên cứu và điều tra )- Sử dụng những số đo mực nước trong những lỗ khoan quan sát khi hút thí nghiệm chùm đã thực thi trước đó trong khu vực khảo sát có điều kiện kèm theo địa chất thủy văn tựa như ;- Sử dụng những tham số thấm không không thay đổi ( xem Phụ lục B ) .- Khi không có tài liệu thí nghiệm, tri số bán kính ảnh hưởng tác động hoàn toàn có thể lấy theo Bảng A. 6 Điều A. 2 .Trường hợp nếu đường bão hòa trong quy trình hút nước hạ thấp hơn nóc của tầng chứa nước áp lực đè nén, tính hệ số thấm khi hút đơn và hút chùm dùng công thức ( 3 ), ( 8 ) trong Điều A. 3 .

5.2.1. Để xác định mối liên hệ thủy lực giữa nước ngầm và nước mặt, hệ số thấm được tính toán theo các công thức từ (17) đến (22) trong Bảng của Điều A.3.

Việc xác lập những hệ số r0 ; r1 ; r2 ; trong đó ( r0 = 2 b ; trong đó b là khoảng cách từ lỗ khoan TT đến bờ nơi chứa nước ( xem Hình A. 1, A. 3.3 – Hút nước từ những lỗ khoan sắp xếp gần nơi chứa nước ) .

5.2.2. Xác định hệ số thấm của tầng chứa nước đồng nhất theo tài liệu hút nước từ lỗ khoan không hoàn chỉnh

5.2.2.1. Bố trí ở xa nơi chứa nước: được tiến hành theo các công thức trong sơ đồ A.3.1 và A.3.2.

Trong đó : sự không hoàn hảo được xét tới bằng cách thêm vào những công thức để xác lập hệ số thấm sức kháng thấm bổ trợ x0 .Nếu ống lọc của lỗ khoan tiếp xúc với nóc hay đáy của tầng cách nước ( nước áp lực đè nén ) hay nếu ống lọc không bị ngập ( nước không áp ) thì x0 ; x1 ; x1 trong những công thức ( 9 ), ( 10 ), ( 16 ) được xác lập theo đồ thị Hình A. 2 a, Điều A. 1. Nếu ống lọc ở khoảng chừng giữa của tầng chứa nước thì x0 ; x1 ; x1 trong những công thức ( 9 ’ ), ( 10 ’ ) từ ( 13 ‘ ) đến ( 16 ’ ) được xác lập theo đồ thị Hình A. 2 b, A. 3.1 .Khi xác lập x0 ; ( tính theo lỗ khoan TT hay lỗ khoan đơn ) nửa đường kính lỗ khoan TT ( thí nghiệm ) r0 được coi là đại lượng r ; còn khi xác lập x1 ; x1, ( theo lỗ khoan quan sát ) thì khoảng cách tương ứng từ lỗ khoan thứ nhất và thứ hai đến lỗ khoan TT ( r1 và r2 ) coi là đại lượng r .- Khi xác lập đại lượng x so với nước không áp, chiều dày của tầng chứa nước H phải giảm đi một nửa độ hạ thấp mực nước ở lỗ khoan TT, nghĩa là : m = H – S0 / 2 .- Nếu ống lọc của lỗ khoan TT không bị ngập, chiều dài của nó ( l0 ‘ ) phải giảm đi 50% chiều dài phần khô của ống lọc, nghĩa là l0 = l0 ‘ – S0 / 2Vì sự không hoàn hảo chỉ Open ở gần lỗ khoan TT, còn so với những lỗ khoan quan sát ở khoảng cách bằng hay vượt quá chiều dày của tầng chứa nước nên hoàn toàn có thể bỏ lỡ việc xác lập đại lượng x .Các công thức ( 11 ), ( 12 ) trong A. 3.2 được dùng để thống kê giám sát hệ số thấm khi hút đơn trong những tầng chứa nước có chiều dày vô hạn khi sắp xếp ống lọc ở cạnh nóc hay đáy của tầng cách nước thì x = 1, còn khi sắp xếp nó ở trong tầng thì x = 2 .Ưu điểm của những công thức này là thống kê giám sát không nhu yếu xác lập bán kính tác động ảnh hưởng .

5.2.2.2. Bố trí nằm trong vùng ảnh hưởng của nơi chứa nước:

Hệ số thấm theo tài liệu hút nước thì những lỗ khoan không hoàn hảo được giám sát theo những công thức từ ( 23 ) đến ( 28 ) trong A. 3.3 .Việc xác lập r0 ; r1 ; r2 được thực thi theo những hướng dẫn tại 6.2.1. 2 .

5.2.2.3. Dưới lòng sông, suối việc tính toán hệ số thấm đối với hút đơn khi chiều dày tầng chứa nước lớn (hơn 12 m đến 15 m) theo công thức (12), còn khi chiều dày tầng chứa nước nhỏ thì theo công thức (11) trong A.3.2.

Cần chú ý quan tâm, để tránh ảnh hưởng tác động của sông suối đến lưu lượng của lỗ khoan, đầu gần nhất của ống lọc phải cách đáy sông một khoảng chừng :

                                                                             (6)

trong đó :Cd là khoảng cách đầu trên của ống lọc tới đáy sông ;l0 là chiều dài ống lọc ;r0 là nửa đường kính lỗ khoan ,và để loại trừ năng lực phát sinh ra những gradien rất lớn ở gần đầu trên của ống lọc, thì điều kiện kèm theo :

                                                                              (7)

trong đó : Smax là độ hạ thấp mực nước lớn nhất ở lỗ khoan khi hút nước .Khi triển khai hút chùm ở dưới lòng sông nên theo sơ đồ sau :- Trường hợp chiều dày tầng chứa nước lớn hơn 12 m đến 15 m thì những ống lọc của lỗ khoan TT và những lỗ khoan quan sát cần phải đặt ở phần giữa của tầng chứa nước với những cao độ như nhau .- Chiều dài của những ống lọc không nên vượt quá 1/3 chiều dày của tầng chứa nước và khoảng cách từ đầu trên những ống lọc tới đáy sông phải không nhỏ hơn chiều dài của những ống lọc .Việc đo lường và thống kê hệ số thấm theo công thức ( 13 ’ ), ( 15 ’ ) trong A. 3.2- Trường hợp chiều dày tầng chứa nước không lớn những ống lọc của lỗ khoan cần phải tiếp xúc với đáy cách nước và chiều dài của những ống lọc phải không lớn hơn 1/3 và không nhỏ hơn 0,1 chiều dài của tầng .Việc thống kê giám sát hệ số thấm theo công thức ( 13 ), ( 15 ) trong A. 3.2 .

5.2.3. Xác định hệ số thấm của tầng chứa nước không đồng nhất theo tài liệu hút nước

5.2.3.1. Trường hợp tầng chứa nước có sự thay đổi dần dần tính thấm nước theo phương thẳng (khi phân biệt ranh giới các lớp riêng biệt khó khăn), thì tiến hành hút nước phân đới từ các lỗ khoan thành không hoàn chỉnh.

Khi chiều dày tầng chứa nước không lớn ( tới 10 m – 12 m ) thường thí nghiệm 2 đoạn tiếp xúc với đáy trên và đáy dưới ( trong nước không áp thì tiếp xúc với mức nước tĩnh ) .Khi chiều dày tầng chứa nước lớn hơn thì những đoạn trung gian cũng được thí nghiệm .Việc giám sát hệ số thấm khi hút đơn với đoạn trên và dưới được thực thi theo những công thức ( 9 ), ( 11 ), và khi hút chùm thì theo công thức ( 13 ), ( 15 ) trong A. 3.2. Với đoạn trung gian thì khi hút đơn theo công thức ( 12 ) và khi hút chùm theo công thức ( 13 ’ ), ( 15 ’ ) trong A. 3.2 .Nếu việc hút nước ở gần sông thì hệ số thấm tính theo những công thức tương ứng đã nêu trong A. 3.3 .

5.2.3.2. Trường hợp tầng chứa nước gồm một số lớp có tính thấm nước khác nhau, thì để xác định các hệ số thấm của các lớp riêng biệt, nên đặt các ống lọc ở phần giữa của lớp thí nghiệm. Khi ấy các đầu ống lọc phải cách các ranh giới của lớp 1 khoảng không nhỏ hơn từ 1/4 đến 1/3 chiều dày của nó.

Khi hút chùm, việc sắp xếp những ống lọc của lỗ khoan TT và những lỗ khoan quan sát phải trên cùng một cao độ, chiều dài của những ống lọc của những lỗ khoan quan sát không được vượt quá 50% chiều dài ống lọc của lỗ khoan TT, khoảng cách của những lỗ khoan quan sát tới lỗ khoan TT tương ứng với lao lý tại 3.4.5 .Việc đo lường và thống kê hệ số thấm khi hút đơn theo công thức ( 12 ), khi hút chùm với 1 lỗ khoan quan sát theo công thức ( 13 ’ ) và với 2 lỗ khoan quan sát theo ( 15 ’ ) trong A. 3.2 .Nếu tầng chứa nước dưới lòng sông gồm 2 lớp và tính thấm nước của lớp dưới vượt qua tính thấm nước lớp trên 10 lần hay hơn nữa, ống lọc đặt suốt cả chiều dày lớp dưới, thì hệ số thấm của lớp dưới hoàn toàn có thể nhìn nhận sơ bộ theo công thức ( 1 ) trong A. 3.1 .

5.2.4. Xác định hệ số thấm của tầng chứa nước không đẳng hướng theo tài liệu hút nước

5.2.4.1. Tầng chứa nước được gọi là không đẳng hướng nếu tính thấm nước của nó phụ thuộc vào hướng chuyển động của nước.

Tính không đẳng hướng tương quan đến đặc thù cấu trúc và cấu trúc của tầng. Trị số lớn nhất của tính thấm nước hoàn toàn có thể nhận ra theo hướng đa phần của những lổ hổng cấu trúc, những nứt nẻ, còn trị số nhỏ nhất theo hướng thẳng góc với nó .Các vỉa phân lớp mỏng dính, lớp kẹp của chúng nếu như nhau, nhưng có tính thấm khác nhau thì được gọi là lớp kẹp như nhau không đẳng hướng .

5.2.4.2. Việc xác định hệ số thấm của đất đá đồng nhất không đẳng hướng theo các hướng nằm ngang và thẳng đứng khi chiều dày của tầng rất lớn được tiến hành bằng cách hút chùm. Trên mỗi tia của chùm thí nghiệm cần phải có 4 lỗ khoan quan sát, thoả mãn các điều kiện sau:

– Các ống lọc của lỗ khoan không được tiếp xúc với lớp cách nước ;- Ống lọc của lỗ khoan TT đặt ở khoảng chừng giữa của tầng chứa nước nghiên cứu và điều tra và có chiều dài nhỏ hơn từ 1/3 đến 1/4 chiều dày tầng chứa nước ;- Chiều dày ống lọc của những lỗ khoan quan sát không được vượt quá 50% chiều dài ống lọc lỗ khoan TT ;- Các ống lọc của lỗ khoan quan sát sắp xếp theo 2 tầng ; phần giữa của một hàng ống lọc của lỗ khoan quan sát trên một mặt phẳng đi qua phần giữa ống lọc của lỗ khoan TT, còn những ống lọc của hàng thứ 2 cao hơn hay thấp hơn ống lọc lỗ khoan TT ;- Các đầu của những ống lọc lỗ khoan quan sát gần ranh giới tương ứng của lớp thứ nhất cần phải cách nó một khoảng chừng không nhỏ hơn chiều dài ống lọc lỗ khoan TT ;- Khoảng cách r2 của lỗ khoan quan sát ngoài cùng đến lỗ khoan TT không nên vượt quá từ 1/3 đến 50% chiều dài của tầng chứa nước được điều tra và nghiên cứu .Việc đo lường và thống kê hệ số thấm được triển khai theo những công thức với cặp những lỗ khoan quan sát :

trong đó :Si ‘ là độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan có ống lọc sắp xếp cao hơn hay thấp hơn ống lọc lỗ khoan TT ;Si là độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan có ống lọc sắp xếp ở giữa tầng chứa nước ;ri là khoảng cách của một cặp lỗ khoan quan sát đá cho tới lỗ khoan TT ;z1 là khoảng cách phần giữa ống lọc của lổ khoan quan sát tới mặt phẳng ngang đi qua giữa ống lọc lỗ khoan TT ;l0 là chiều dài ống lọc lỗ khoan TT ;

là căn bậc hai của trị số hệ số thấm không đẳng hướng, xác định theo công thức (*) bằng cách tính thử mò dần;

Kn là hệ số thấm theo phương nằm ngang, nghĩa là hướng song song với mặt vỉa, được xác lập theo công thức ( 10 ) ;Kd là hệ số thấm theo phương thẳng đứng, nghĩa là hướng vuông góc với sự phân vỉa, được xác lập từ quan hệ nêu trênKd = Kn x l2Q. là lưu lượng của lổ khoan .Nếu những ống lọc của lỗ khoan TT và những lỗ khoan quan sát tiếp xúc với lớp cách nước thì những công thức trên có sự biến hóa như sau :

– Trong các đối số của các hàm arsh, giá trị  được thay bằng l0;

– Với những lỗ khoan có những ống lọc tiếp xúc với lớp cách nước thì z1 = 0 ; còn những lỗ khoan quan sát có những ống lọc không tiếp xúc với lớp cách nước thì z1 bằng khoảng cách từ chỗ giữa của ống lọc tới lớp cách nước .

5.3. Kết quả tính toán hệ số thấm K theo tài liệu hút nước thì nghiệm được tổng hợp tại các biểu bảng trong Điều A.6 và việc xác định hệ số thấm, hệ số dẫn áp (dẫn mực nước) theo tài liệu hút nước khi động thái không ổn định của dòng thấm, theo tài liệu hồi phục của mực nước có thể tham khảo trong Phụ lục B.

CHÚ DẪN

a là khi c = 0, ống lọc tiếp xúc với mái tầng cách nước hay đáy tầng chứa nước ;b là khi c + l / 2 – ( 0,35 ¸ 0,65 ) m, ống lọc ở phần giữa của tầng chứa nước ;l là chiều dài ống lọc ;m là chiều dày tầng chứa nước ;r là nửa đường kính lỗ khoan thí nghiệm ;

Hình A.2 – Đồ thị hàm số x để tính toán với lỗ khoan không hoàn chỉnh

A.2. Các biểu bảng

Bảng A.1 – Các yếu tố cấu trúc của Airlift khi bố trí đồng tâm

Đường kính ống khí ( mm )	Chiều dài bộ phận hỗn hợp ( mm )	Số lỗ trong một loạt	Đường kính lỗ ( mm )		Đường kính ống khí ( mm )	Chiều dài bộ phận hỗn hợp ( mm )	Số lỗ trong một loạt	Đường kính lỗ ( mm )
19	1490	6	4		65	2075	12	6
25	1490	8	4		75	2075	15	6
32	1490	8	5		100	2075	22	6
38	1490	8	6		125	2075	26	6
50	1490	8	6

Bảng A.2 – Quan hệ giữa đường kính ống dẫn khí và lưu lượng khí

Khối lượng khí của máy nén khí ( m3 / h )	Đường kính ống dẫn khí ( mm )
Từ 10 đến 20	Từ 13 đến 19
Từ 34 đến 59	Từ 19 đến 25
Từ 60 đến 100	Từ 25 đến 32
Từ 101 đến 200	Từ 32 đến 38
Từ 201 đến 400	Từ 38 đến 51
Từ 401 đến 700	Từ 51 đến 63
Từ 701 đến 1000	Từ 63 đến 76
Từ 1001 đến 1600	Từ 76 đến 89

Bảng A.3 – Giá trị hệ số a

Đặc tính của đất đá chứa nước	Giá trị hệ số a
Cát hạt nhỏ với hệ số thấm K từ 2 m / ng đến 5 m / ng	90
Cát hạt vừa với hệ số thấm K từ 5 m / ng đến 15 m / ng	60
Cát hạt lớn với hệ số thấm K từ 15 m / ng đến 30 m / ng	50
Sỏi với hệ số thấm K từ 30 m / ng đến 70 m / ng	30

CHÚ THÍCH :

Đối với những trị số K khác, hệ số a xác định bằng nội suy.

Đường kính ống chống trong đó hoàn toàn có thể thả ống lọc phải lớn hơn đường kính ống lọc từ 50 mm đến 100 mm .Trong những lỗ khoan quan sát của chùm thí nghiệm, đường kính ống lọc thường bằng 50 mm đến 100 mm, chiều dài từ 3-5 m đến 10 m .

Bảng A.4 – Kích thước các lỗ đục của ống lọc

Dạng ống lọc	Kích thước các lỗ đục (mm)
	Khi hệ số không như nhau của đất đá h £ 2	Khi hệ số không giống hệt của đất đá h ³ 2
Đục lỗ tròn	( Từ 2,5 đến 3 ) d50	( Từ 3 đến 4 ) d50
Đục khe	( Từ 1,25 đến 1 ) d50	( Từ 1,5 đến 2 ) d50
Lưới	( Từ 1,5 đến 2 ) d50	( Từ 2 đến 2,5 ) d50

trong đó :

d10 ; d50 ; d60 là size hạt đất nhỏ hơn những hạt đó trong tầng chứa nước, chiếm tương ứng 10 %, 50 %, 60 %. ( Được xác lập theo đồ thị thành phần hạt đất ) .Các trị số nhỏ hơn những kích cỡ lỗ đục tương ứng với những hạt nhỏ, trị số lớn hơn – ứng với những hạt thô .

Bảng A.5 – Kích thước và cách bố trí các lỗ trên ống lọc đục lỗ

Đường kính ngoài của ống ( mm )	Độ rỗng ( % )	Đường kính của lỗ ( mm )	Khoảng cách giữa tâm các lỗ trong cùng một dãy ngang ( mm )	Khoảng cách giữa tâm các dây ngang ( mm )	Số lỗ trong một dãy ngang	Số lỗ trên một mét dài ống
89	32	12	23	15	12	800
114	30	12	30	16	16	880
168	31	20	33	30	16	533
219	30	20	43	35	16	640

Độ rỗng trong ống lọc khe đổi khác từ 6 % đến 40 % .

Bảng A.6 – Trị số bán kính ảnh hưởng

Tên đất đá	Bán kính ảnh hưởng R, m
Cát pha ( á cát )	Từ 10 đến 20
Cát hạt nhỏ và cát bụi	Từ 20 đến 50
Cát hạt cỡ khác nhau, cát sét hạt nhỏ	Từ 50 đến 75
Cát không như nhau, hạt nhỏ, hạt trung, hạt lớn và cát cỡ hạt khác nhau	Từ 80 đến 150
Cuội sỏi có chứa nhiều hỗn hợp hạt nhỏ, cát giống hệt hạt trung	Từ 100 đến 200
Cuội sỏi với số lượng không lớn những hỗn hợp cát nhỏ ; cát như nhau hạt lớn	Từ 200 đến 300
Đá cứng, nứt nẻ yếu	Từ 50 đến 200
Đá cứng, nứt nẻ mạnh	500 và lớn hơn

A.3. Các sơ đồ và công thức tính toán hệ số thấm

A.3.1. Hút nước từ các lỗ khoan hoàn chỉnh

A.3.1. (Tiếp theo)

A.3.2. Hút nước từ các lỗ khoan không hoàn chỉnh