ISO 22282-3:2012
(Main)Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 3: Water pressure tests in rock
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 3: Water pressure tests in rock
ISO 22282-3:2012 specifies the requirements for water pressures tests (WPT) carried out in boreholes drilled into rock as part of geotechnical investigation and testing according to EN 1997-1 and EN 1997-2. The tests are used to investigate the following: hydraulic properties of the rock mass, which are mainly governed by discontinuities; absorption capacity of the rock mass; tightness of the rock mass; effectiveness of grouting; geomechanical behaviour, e.g. hydrofracturing, hydrojacking.
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques — Partie 3: Essais de pression d'eau dans des roches
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22282-3
First edition
2012-06-01
Geotechnical investigation and testing —
Geohydraulic testing —
Part 3:
Water pressure tests in rock
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques —
Partie 3: Essais de pression d’eau dans des roches
Reference number
ISO 22282-3:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 22282-3:2012(E)
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member body in the country of the requester.
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ISO 22282-3:2012(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 22282-3 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 341, Geotechnical investigation and testing, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 182,
Geotechnics, Subcommittee SC 1, Geotechnical investigation and testing, in accordance with the Agreement
on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
ISO 22282 consists of the following parts, under the general title Geotechnical investigation and testing —
Geohydraulic testing:
— Part 1: General rules
— Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems
— Part 3: Water pressure tests in rock
— Part 4: Pumping tests
— Part 5: Infiltrometer tests
— Part 6: Water permeability tests in a borehole using closed systems
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22282-3:2012(E)
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing —
Part 3:
Water pressure tests in rock
1 Scope
This part of ISO 22282 specifies the requirements for water pressures tests (WPT) carried out in boreholes
drilled into rock as part of geotechnical investigation and testing according to EN 1997-1 and EN 1997-2.
The tests are used to investigate the following:
— hydraulic properties of the rock mass, which are mainly governed by discontinuities;
— absorption capacity of the rock mass;
— tightness of the rock mass;
— effectiveness of grouting;
— geomechanical behaviour, e.g. hydrofracturing, hydrojacking.
Many effects of the geohydraulic tests are not only influenced by the ground itself, but stem from the testing
procedure. Historically, the water pressure test was evaluated based on the assumption that the stationary
behaviour was achieved. Recent advances in geohydraulics have shown that transient phenomena are often
present. This part of ISO 22282 attempts to address the limitations of certain testing procedures without
restricting the required equipment too stringently.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of rock — Part 1:
Identification and description
ISO 22282-1, Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing — Part 1: General rules
ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing — Sampling methods and groundwater measurements —
Part 1: Technical principles of execution
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 22282-1 and the following apply.
3.1.1
water flow rate
Q
quantity of water that flows through the test equipment under certain test conditions per time unit
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3.1.2
water take
w
water flow Q related to the effective test pressure p
T
3.1.3
single pressure step test
test with only one pressure step
NOTE This test is normally used to check the tightness of the rock or the tightening measures.
3.1.4
multiple pressure step test
test with more than one pressure step
NOTE This test is normally used to investigate the water take and the behaviour of the discontinuities, e.g hydrojacking,
hydrofracturing, erosion and clogging.
3.1.5
steady state condition
test phase during which both pressure and flow rate are constant
3.1.6
Lugeon
unit of permeability
NOTE 1 lugeon unit equals 1 litre of water taken per metre of test length, per minute, at 10 bars pressure.
3.1.7
hydrofracturing
formation of new discontinuities by injection
3.1.8
hydrojacking
dilation of discontinuities by injection
3.1.9
flow meter
device used to measure the volume of water usage
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in Table 1 apply.
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ISO 22282-3:2012(E)
Table 1 — Symbols
Symbol Designation Unit
D diameter of the test section m
d diameter of the pipe m
2
g gravity m/s
h hydraulic head m
2
K absolute permeability m
k permeability coefficient m/s
L length m
L length of the packer m
p
m
slope —
N
number of discontinuities —
p
pressure MPa
p pressure above packer MPa
A
p pressure below packer MPa
B
p pressure at the top of the borehole MPa
M
p pressure loss MPa
R
p effective test pressure MPa
T
p pressure at the top of the hole (p ) MPa
p M
p press-in pressure MPa
0
Δp pressure loss between the pump and the test section MPa
3
Q flow rate m /s
R calculated radius of investigation m
r radius of the borehole m
0
S storage coefficient —
2
T transmissivity m /s
t time —
W mean width of joints m
m
3
w
water take m /s
a
shape coefficient of the test section —
3
g
density kg/m
2
h
dynamic viscosity of the fluid N s/m
3
r
water density kg/m
4 Equipment
4.1 General
According to Figure 1 water shall be pumped into a test section of a borehole closed by one or more packers
to determine the relationship between pressure and water take.
Depending on the type of testing, a single packer or double packer assembly is used (see Figure 1).
The water pressure test can be carried out in a borehole of any orientation and diameter. The test section may
be located either below or above the groundwater level.
The basic equipment consists of the following parts (see also the example in Figure 1):
— pump, including water supply;
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ISO 22282-3:2012(E)
— pipes;
— single or double packer;
— shut-off valve in the pipe above the test section;
— pressure measuring device;
— measurements in test section with pressure transducer;
— control measurements at the surface with manometer;
— flow meter;
— data recording system.
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ISO 22282-3:2012(E)
a) With single packer b) With double packer
Key
1 reservoir 8 manometer
2 pump 9 data recording unit
3 flow meter 10 shut-in valve
4 single packer, inflatable L length of test section
5 double packer, inflatable L length of packer
p
6 compressed gas bottle p effective test pressure
T
7 controller to regulate pressure inflating packers p pressure in borehole above packer (optional)
A
p pressure below double packer in borehole (optional)
B
Figure 1 — Example of equipment and set-up of water pressure test using
single packer and double packer
The function of manometers and flow meters used shall be verified before each test. In cases of manual
recording, two manometers and two flow meters of different ranges shall be installed. In cases of automatic
recording, a visual control shall be available.
All devices shall be calibrated in accordance with ISO 22282-1. The pressure loss of the system shall be assessed.
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4.2 Pump and supply
A pressure controlled pump shall be suitable to produce the pressure required by the local conditions.
NOTE A controlled pump typically has an output capacity of up to 150 l/min. A pump of 1,5 MPa is usually suitable.
In order to provide an oscillation-free water flow and pressure, a pump with an oscillation pressure of maximum
± 3 % or a pressure damper that is constant within ± 3 % shall be used.
The water shall be pumped through a flexible pressure hose or a pipe system to the test section.
4.3 Flow meter
The measuring range of the flow meters used shall be adapted to the quantity of water (water flow) Q expected
to be absorbed. It may be necessary to install two flow meters covering different measuring ranges:
— if Q reaches the order of 100 l/min, a flow of 2 l/min shall be identifiable;
max
— if Q reaches the order of 10 l/min, a flow of 0,5 l/min shall be identifiable.
max
The accuracy of the flow meter shall be better than 3 % of the measuring range.
4.4 Packers
The effective length of the packer sleeve shall be at least 10 times the diameter of the borehole and at least 0,5 m.
The pressure to expand the packer shall be at least 30 % higher than the maximum test pressure expected.
5 Test procedure
5.1 Test preparation
Before the water pressure test is carried out, the basic requirements according to ISO 22282-1 shall be considered.
In addition to the requirements in ISO 22282-1, the following test requirements shall be given:
— purpose of the test (e.g. estimation of permeability or groutablity);
— depth and sequence of test section;
— length of test section;
— application of testing pressure;
— number and duration of pressure stages, as ascending and descending pressure steps;
— maximum pressure allowable during the test.
After drilling, the borehole shall be cleaned by flushing prior to the execution of the test.
NOTE Drilling and flushing for cleaning of the borehole influences the groundwater in the rock mass.
The pressure in the test section shall be measured and recorded before starting the test while the packer is set
and the water supply pipe is closed.
5.2 Test execution
During the test, readings shall be taken and recorded of the pressure p and the quantity of water (water flow) Q
flowing through the flow meter over a certain time (Figure 2).
Pressure and flow rate shall be simultaneously adapted to the value of the pressure step.
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ISO 22282-3:2012(E)
A substantial increase of the flow rate compared to the pressure may be an indication of hydrofracturing or
hydrojacking. A reduced increase of the flow rate compared to the pressure may indicate turbulent flow in the
rock surrounding the boring.
The data shall be taken during each pressure step until the steady state condition is reached for both the
pressure p and the water flow Q, i.e. the pressure and the water flow remain constant. Each step shall last at
least 10 min. Where steady state conditions are not reached within 10 min, the measurements may be stopped
when the variation is less than 5 % per minute or after 30 min.
The reading and recording of the data can be done either manually or automatically.
If automatic recording is used, the data shall be recorded at least every 5 s. If manual recording is used, the
data shall be recorded at least every minute.
Manual readings generally require steady state conditions which can be reached after 10 min of water flow per
pressure step.
For manual readings at the surface the length of the pipe shall be less than 30 m below the manometer in order
to make a reasonable correction of the pressure loss in the pipe system.
If pressure transducers are used, an additional manometer at the surface should be used for checking.
Direct measurements in the test section should be done to avoid additional corrections.
Leakages around and/or along the packer(s) can be detected by installation of pressure transducers above the
upper packer (and below the lower packer). Changes in water pressure may indicate leakages.
Leakages around and/or along the packer shall be minimized. Examples of actions that can be taken are:
— applying a drilling technique producing a smooth and uniform surface of the borehole wall and constant
borehole diameter;
— using a suitable flexible material for the packer sleeve allowing a tight contact with the borehole wall;
— using longer packer sleeves depending on the local conditions in case of a tight net of open joints.
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ISO 22282-3:2012(E)
Key
1 pressure in ground
Figure 2 — Example of a record of pressure and flow rate of a multi-stage water pressure test
The results of a water pressure test are the recorded pressure p and the water flow Q as a function of time.
Moreover, the recorded pressure p and the water flow Q shall be plotted on a graph (see Annex B).
The test results can be used for evaluating the permeability and groutability with steady state conditions
(see Annex C) and transient conditions (see Annex D).
6 Reports
6.1 Field report
6.1.1 General
At the project site, a field report shall be completed. This field report shall consist of the following, if applicable:
a) summary log according to ISO 22475-1;
b) drilling record according to ISO 22475-1;
c) sampling record according to ISO 22475-1;
d) record of identification and description of rock according to ISO 14689-1;
e) installation record according to 6.1.2;
f) calibration record according to ISO 22282-1;
g) record of measured values and test results according to 6.1.3.
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ISO 22282-3:2012(E)
All field investigations shall be reported such that third persons are able to check and understand the results.
6.1.2 Installation record
The installation record shall be attached to the summary log and include the following essential information,
if applicable:
a) type of equipment;
b) packers (including inflation method);
c) pumps;
d) pressure sensor;
e) flow rate measuring unit;
f) checking;
g) initial water pressure in the test section;
h) name and signature of the test operator.
6.1.3 Record of measured values and test results
The record of measured values and test results shall be attached to the summary log and include the following
essential information, if applicable (see also Annex A):
a) name of the enterprise performing the test;
b) name of the client;
c) test date;
d) name and number of project;
e) number of borehole;
f) position and elevation of borehole;
g) borehole inclination/orientation;
h) drilling method;
i) depth of top of test section;
j) depth of bottom of test section;
k) type of test with reference to this International Standard, i.e. ISO 22282-3;
l) weather conditions during the test;
m) elevation of the packer(s);
n) pressure used to inflate the packer(s);
o) test pressure as a function of time;
p) flow meter readings as a function of time;
q) flow rate as a function of time;
r) total water consumption;
s) length of the test section L;
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ISO 22282-3:2012(E)
t) time and duration of the test;
u) initial and final piezometric head in the test section;
v) pressure at the top of the hole p ;
M
w) details of any unusual event or observations during the test;
x) comments on observations or performed checks of importance for the interpretation;
y) name and signature of the test operator.
6.2 Test report
The test report shall include the following essential information:
a) the field report (in original and/or computerized form);
b) a graphical presentation of the test results;
c) any corrections in the presented data;
d) any limitations of the data (e.g. irrelevant, insufficient, inaccurate and adverse test results);
e) name and signature of the responsible expert.
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ISO 22282-3:2012(E)
Annex A
(informative)
Record of measured values and test results of the water pressure test
Report
(Name of the enterprise)
Water pressure test according to ISO 22282-3
Project Client
Location Water surface
Position (X/Y/Z) Test section above
Date Test section below
Borehole Borehole diameter
Test duration Length of the packer
Depth of the sensor Rock type
Comments
© I
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22282-3
Première édition
2012-06-01
Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 3:
Essais de pression d’eau dans des roches
Geotechnical investigation and testing — Geohydraulic testing —
Part 3: Water pressure tests in rock
Numéro de référence
ISO 22282-3:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 22282-3:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22282-3:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 3
4 Équipement . 3
4.1 Généralités . 3
4.2 Pompe et alimentation . 5
4.3 Débitmètre . 5
4.4 Obturateurs . 6
5 Mode opératoire d’essai . 6
5.1 Préparation de l’essai . 6
5.2 Exécution de l’essai . 6
6 Rapport . 8
6.1 Procès-verbal établi sur le site . 8
6.2 Rapport d’essai .10
Annexe A (informative) Procès-verbal des valeurs mesurées et des résultats de l’essai de
pression d’eau . 11
Annexe B (informative) Interprétation des résultats d’essai .13
Annexe C (informative) Évaluation des résultats d’essai dans l’hypothèse de conditions de
régime permanent .18
Annexe D (informative) Évaluation des essais à charge constante et à débit constant .20
Annexe E (informative) Capacité d’injection de coulis .24
Bibliographie .26
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ISO 22282-3:2012(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 22282-3 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 341, Enquête géotechnique et test, du Comité
européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 182, Géotechnique,
sous-comité SC 1, Recherches et essais géotechniques, conformément à l’Accord de coopération technique
entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
L’ISO 22282 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Reconnaissance et essais
géotechniques — Essais géohydrauliques:
— Partie 1: Règles générales
— Partie 2: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube ouvert
— Partie 3: Essais de pression d’eau dans des roches
— Partie 4: Essais de pompage
— Partie 5: Essais d’infiltration
— Partie 6: Essais de perméabilité à l’eau dans un forage en tube fermé
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 22282-3:2012(F)
Reconnaissance et essais géotechniques — Essais
géohydrauliques —
Partie 3:
Essais de pression d’eau dans des roches
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 22282 établit des exigences relatives aux essais de pression d’eau réalisés dans des
trous de forage percés dans la roche dans le cadre de missions de reconnaissances et d’essais géotechniques
conformément à l’EN 1997-1 et l’EN 1997-2.
Ces essais servent à étudier
— les propriétés hydrauliques du massif rocheux, qui dépendent principalement des discontinuités,
— la capacité d’absorption du massif rocheux,
— l’étanchéité du massif rocheux,
— l’efficacité de l’injection de coulis, et
— le comportement géomécanique, par exemple fracturation et soulèvement hydrauliques.
Dans les essais géohydrauliques, de nombreux effets sont liés non seulement au sol proprement dit, mais
aussi au mode opératoire d’essai utilisé. Par le passé, l’essai de pression d’eau était évalué en prenant pour
hypothèse que le régime permanent était atteint. Des progrès récents dans le domaine de la géohydraulique
ont montré qu’il existe souvent des phénomènes transitoires. La présente partie de l’ISO 22282 tente de mettre
en évidence les limitations de certains modes opératoires d’essai, sans toutefois restreindre de manière trop
drastique l’équipement requis.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 14689-1, Recherches et essais géotechniques — Dénomination et classification des roches — Partie 1:
Dénomination et description
ISO 22282-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Essais géohydrauliques — Partie 1: Règles générales
ISO 22475-1, Reconnaissance et essais géotechniques — Méthodes de prélèvement et mesurages
piézométriques — Partie 1: Principes techniques des travaux
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 22282-1 ainsi que les
suivants s’appliquent.
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ISO 22282-3:2012(F)
3.1.1
débit d’eau
Q
quantité d’eau s’écoulant dans l’équipement d’essai dans certaines conditions d’essai par unité de temps
3.1.2
prise d’eau
w
débit d’eau, Q, rapporté à la pression d’essai effective, p
T
3.1.3
essai à un seul palier de pression
essai ne comportant qu’un seul palier de pression
NOTE Cet essai sert normalement à vérifier l’étanchéité de la roche ou les mesures d’étanchéité.
3.1.4
essai à plusieurs paliers de pression
essai comportant plusieurs paliers de pression
NOTE Cet essai sert normalement à étudier la prise d’eau et le comportement des discontinuités, par exemple
soulèvement hydraulique, fracturation hydraulique, érosion, colmatage.
3.1.5
régime permanent
phase d’essai durant laquelle la pression et le débit sont constants
3.1.6
Lugeon
unité de perméabilité
NOTE 1 unité Lugeon équivaut à 1 l d’eau prélevé par mètre de longueur d’essai, par minute, sous une pression de 10 bar)
3.1.7
fracturation hydraulique
formation de nouvelles discontinuités sous l’effet de l’injection
3.1.8
soulèvement hydraulique
dilatation des discontinuités sous l’effet de l’injection
3.1.9
débitmètre
appareil utilisé pour mesurer le volume d’eau consommé
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22282-3:2012(F)
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Désignation Unité
D
diamètre de la section d’essai m
d
diamètre du tube m
2
g
gravité m/s
h distance entre la hauteur piézométrique et la surface du sol m
2
K perméabilité absolue m
k coefficient de perméabilité m/s
L longueur
L longueur de l’obturateur m
p
m pente m
N nombre de discontinuités —
p pression MPa
p pression au-dessus de l’obturateur MPa
A
p pression en dessous de l’obturateur MPa
B
p pression au sommet du trou de forage MPa
M
p perte de pression MPa
R
p pression d’essai effective MPa
T
p pression au sommet du trou (p ) MPa
p M
p pression d’injection MPa
0
Δp
perte de pression entre la pompe et la section d’essai MPa
3
Q
débit d’eau m /s
R
rayon de reconnaissance calculé m
r rayon du trou de forage m
0
S coefficient d’emmagasinement —
2
T transmissivité m /s
t temps —
W largeur moyenne des joints m
m
3
w prise d’eau m /s
a coefficient de forme de la section d’essai —
3
g masse volumique kg/m
2
h viscosité dynamique du fluide N s/m
3
r masse volumique de l’eau kg/m
4 Équipement
4.1 Généralités
Comme illustré à la Figure 1, l’eau doit être pompée dans une section d’essai à l’intérieur d’un trou de forage
fermé par un ou plusieurs obturateurs, afin de déterminer la relation entre la pression et la prise d’eau.
En fonction du type d’essai, un assemblage d’essai à obturateur simple ou double est utilisé (voir Figure 1).
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a) avec obturateur simple b) avec obturateur double
Légende
1 réservoir 8 manomètre
2 pompe 9 système d’enregistrement de données
3 débitmètre 10 vanne d’arrêt
4 obturateur simple, gonflable L longueur de la section d’essai
5 obturateur double, gonflable L longueur de l’obturateur
p
6 bouteille de gaz comprimé p pression d’essai effective
T
p pression dans le trou de forage au-dessus de
7 régulateur permettant de réguler la pression dans les
A
obturateurs gonflables l’obturateur (facultatif)
p pression dans le trou de forage en dessous de
B
l’obturateur double (facultatif)
Figure 1 — Exemple d’équipement et de montage pour l’essai de pression d’eau
avec un obturateur simple et un obturateur double
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L’essai de pression d’eau peut être réalisé dans un trou de forage d’orientation et de diamètre quelconques. La
section d’essai peut être située soit au-dessus, soit en dessous du niveau de la nappe souterraine.
L’équipement de base est constitué des éléments suivants (voir également l’exemple illustré à la Figure 1):
— pompe avec alimentation en eau;
— tubes;
— obturateur simple ou double;
— vanne d’arrêt dans le tube au-dessus de la section d’essai;
— dispositif de mesure de la pression:
— systèmes de mesure dans la section d’essai incluant un capteur de pression;
— systèmes de mesure de contrôle à la surface incluant un manomètre;
— débitmètre;
— système d’enregistrement de données.
Le bon fonctionnement des manomètres et des débitmètres doit être vérifié avant chaque essai. En cas
d’enregistrement manuel, deux manomètres et deux débitmètres ayant des étendues de mesure différentes
doivent être installés. En cas d’enregistrement automatique, un contrôle visuel doit être possible.
Tous les dispositifs doivent être étalonnés conformément à l’ISO 22282-1. La perte de pression du système
doit être évaluée.
4.2 Pompe et alimentation
Une pompe régulée en pression doit être utilisée pour produire la pression requise en fonction des
conditions locales.
NOTE Une pompe régulée a généralement un débit de sortie de 150 l/min. Une pompe de 1,5 MPa convient en
règle générale.
Pour obtenir un débit d’eau et une pression sans oscillation, une pompe présentant une oscillation de pression
de ±3 % au maximum ou dont la pression est constante à ±3 % près doit être utilisée.
L’eau doit être pompée vers la section d’essai par un tuyau souple sous pression ou un système de tubes.
4.3 Débitmètre
L’étendue de mesure des débitmètres utilisés doit être adaptée à la quantité d’eau (débit d’eau), Q, censée être
absorbée. Il peut être nécessaire d’installer deux débitmètres couvrant des étendues de mesure différentes:
— si Q atteint un débit de l’ordre de 100 l/min, un débit de 2 l/min doit pouvoir être identifié;
max
— si Q atteint un débit de l’ordre de 10 l/min, un débit de 0,5 l/min doit pouvoir être identifié.
max
La précision du débitmètre doit être meilleure que 3 % de l’étendue de mesure.
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4.4 Obturateurs
La longueur effective de la gaine de l’obturateur doit correspondre à au moins 10 fois le diamètre du trou de
forage et mesurer au moins 0,5 m. La pression nécessaire pour dilater l’obturateur doit être supérieure d’au
moins 30 % à la pression d’essai maximale attendue.
5 Mode opératoire d’essai
5.1 Préparation de l’essai
Avant de réaliser l’essai de pression d’eau, les informations de base selon l’ISO 22282-1 doivent être
prises en compte.
Outre les informations figurant dans l’SO 22282-1, les données d’essai suivantes doivent être fournies:
— but de l’essai (par exemple estimation de la perméabilité ou de la capacité d’injection de coulis);
— profondeur et constitution de la section d’essai;
— longueur de la section d’essai;
— application de la pression d’essai;
— nombre et durée des paliers de pression, sous forme de paliers de pression croissante et décroissante;
— pression maximale admissible au cours de l’essai.
Après le forage, le trou doit être nettoyé par circulation d’eau avant de réaliser l’essai.
NOTE Le forage et la circulation d’eau pour le nettoyage du trou ont une influence sur la nappe souterraine dans le
massif rocheux.
La pression dans la section d’essai doit être mesurée et enregistrée avant de commencer l’essai, l’obturateur
étant en place et le tube d’alimentation en eau étant fermé.
5.2 Exécution de l’essai
Au cours de l’essai, la pression, p, et la quantité d’eau (débit d’eau), Q, s’écoulant dans le débitmètre pendant
une durée donnée (voir Figure 2) doivent être relevées et enregistrées.
La pression et le débit doivent être adaptés simultanément à la valeur du palier de pression.
Une augmentation importante du débit par rapport à la pression peut être un signe de fracturation ou de
soulèvement hydraulique. Une augmentation modérée du débit par rapport à la pression peut indiquer la
présence d’un écoulement turbulent dans la roche entourant le sondage.
Les données doivent être collectées à chaque palier de pression jusqu’à ce que le régime permanent soit
atteint à la fois pour la pression, p,et pour le débit d’eau, Q, c’est-à-dire lorsque la pression et le débit restent
constants. Chaque palier doit durer au moins 10 min. Lorsque les conditions de régime permanent ne sont
pas atteintes dans les 10 min, les mesurages peuvent être arrêtés lorsque la variation est inférieure à 5 % par
minute ou au bout de 30 min.
Le relevé et l’enregistrement des données peuvent être effectués soit manuellement, soit automatiquement.
En cas d’enregistrement automatique, les données doivent être enregistrées au moins toutes les 5 s. En cas
d’enregistrement manuel, les données doivent être enregistrées au moins toutes les minutes.
Les relevés manuels nécessitent généralement d’atteindre les conditions de régime permanent, ce qui est
possible au bout de 10 min d’écoulement d’eau par palier de pression.
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Pour les relevés manuels à la surface, la longueur du tube doit être inférieure à 30 m au-dessous du manomètre
afin d’effectuer une correction raisonnable de la perte de pression dans le réseau de tubes.
Si des capteurs de pression sont utilisés, il convient d’utiliser un manomètre supplémentaire à la surface à des
fins de contrôle.
Il convient d’effectuer des mesurages directs dans la section d’essai afin d’éviter des corrections supplémentaires.
Les fuites autour et/ou le long du ou des obturateurs peuvent être détectées en installant des capteurs de
pression au-dessus de l’obturateur supérieur (et en dessous de l’obturateur inférieur). Des variations de
pression de l’eau peuvent indiquer la présence de fuites.
Les fuites autour et/ou le long des obturateurs doivent être réduites au minimum. Les actions pouvant être
entreprises sont, par exemple
— l’application d’une technique de forage produisant une surface lisse et uniforme de la paroi du trou de
forage et un diamètre de trou constant,
— l’utilisation d’un matériau souple adapté pour la gaine de l’obturateur, permettant un contact étroit avec la
paroi du trou de forage, et
— l’utilisation de gaines d’obturateur plus longues en fonction des conditions locales en présence d’un réseau
dense de fissures ouvertes.
Légende
1 pression dans le sol
Figure 2 — Exemple d’enregistrement de la pression et du débit lors d’un essai de pression d’eau
comportant plusieurs paliers
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Les résultats d’un essai de pression d’eau sont la pression, p, et le débit d’eau, Q, enregistrés en fonction du temps.
En outre, la pression, p, et le débit d’eau, Q, enregistrés doivent être représentés sur un graphique (voir l’Annexe B).
Les résultats d’essai peuvent être utilisés pour évaluer la perméabilité et la capacité d’injection de coulis dans
des conditions de régime permanent (voir l’Annexe C) et dans des conditions transitoires (voir l’Annexe D).
6 Rapport
6.1 Procès-verbal établi sur le site
6.1.1 Généralités
Un procès-verbal doit être dressé sur le site du projet. Il doit comprendre les informations suivantes, le cas échéant:
a) coupe sommaire conformément à l’ISO 22475-1;
b) procès-verbal de forage conformément à l’ISO 22475-1;
c) procès-verbal de prélèvement conformément à l’ISO 22475-1;
d) procès-verbal de dénomination et de description de la roche conformément à l’ISO 14689-1;
e) procès-verbal d’installation conformément à 6.1.2;
f) procès-verbal d’étalonnage conformément l’ISO 22282-1;
g) procès-verbal des valeurs mesurées et des résultats d’essai conformément à 6.1.3.
Toutes les reconnaissances de terrain doivent être consignées dans le procès-verbal de telle sorte que des
tierces parties soient à même de contrôler et de comprendre les résultats.
6.1.2 Procès-verbal d’installation
Le procès-verbal d’installation doit être joint à la coupe sommaire et doit comprendre les informations
essentielles suivantes, le cas échéant:
a) type d’équipement;
b) obturateurs (y compris la méthode de gonflage);
c) pompes;
d) capteur de pression;
e) système de mesure du débit;
f) contrôle;
g) pression d’eau initiale dans la section d’essai;
h) nom et signature de l’opérateur réalisant l’essai.
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6.1.3 Procès-verbal des valeurs mesurées et des résultats d’essai
Le
...
Questions, Comments and Discussion
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