中鐵十六局抽水試驗報告

1、蘇州市軌道交通4號線2標(biāo)春申湖路站承壓井抽水試驗報告安徽水文地質(zhì)工程地質(zhì)公司2013年9月1日 項目名稱： 蘇州市軌道交通4號線2標(biāo) 春申湖路站承壓井抽水試驗 項目負(fù)責(zé)人： 毛則飛 報告編寫： 劉 靜 審核： 車燦輝 單位： 安徽水文地質(zhì)工程地質(zhì)公司 日期： 2013年9月1號 目 錄1 抽水試驗概況、目的和任務(wù)11.1試驗概況11.2試驗的目的11.3試驗的任務(wù)12 水文地質(zhì)條件12.1地層結(jié)構(gòu)12.2水文地質(zhì)條件43 抽水試驗設(shè)備和人員組織43.1抽水及觀測設(shè)備43.2人員組織44 抽水試驗過程55 抽水試驗觀測井平面布置及成井結(jié)構(gòu)55.1實驗井的布置55.2實驗井的結(jié)構(gòu)56 資料整理67

2、 水文地質(zhì)參數(shù)求取78 封井時間的選擇88.1承壓井運(yùn)行工況88.2承壓井的封井時間99 結(jié)論和建議10101 抽水試驗概況、目的和任務(wù)1.1試驗概況蘇州市軌道交通4號線2標(biāo)春申湖路站場地地下含水層有2層承壓水分布。本工程的設(shè)計單位中鐵第四勘查設(shè)計院在春申湖路站的基坑南端頭布設(shè)了兩口降壓井進(jìn)行減壓降水。我公司作為本工程的專業(yè)降水分包隊伍，根據(jù)春申湖路站相關(guān)圖紙采用大井法計算后在基坑南端頭附近布置了三口承壓井。在實際施工過程中，根據(jù)實測承壓水初始水位，通過大井法驗算，我公司認(rèn)為本基坑只需要布置一口承壓井即可滿足承壓水抗突涌要求。故在施工過程中施工了兩口承壓井，一口作為抽水井，一口作為備用井。根據(jù)

3、蘇州市軌道交通4號線2標(biāo)春申湖路站基坑開挖節(jié)點驗收的專家評審意見，應(yīng)中鐵十六局的要求，我公司利用已經(jīng)完成的承壓井進(jìn)行了現(xiàn)場抽水實驗。抽水試驗井分布在基坑的南邊，包括一口抽水主井和一口觀測井。詳見抽水試驗井布置圖。本次試驗采用一個落成，穩(wěn)定流抽水試驗。1.2試驗的目的本次抽水試驗的目的：了解目前階段本地塊準(zhǔn)確的承壓含水層的水位分布情況，判斷臨界開挖深度；確定單井出水能力；確定承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，驗證降水方案的可行性以及為封井時間的選擇提供可靠的依據(jù)；1.3試驗的任務(wù)根據(jù)抽水試驗的目的和試驗要求，本次抽水試驗的主要任務(wù)有：水文地質(zhì)參數(shù)的計算；模擬抽水驗證一口承壓井能否將承壓水降到安全水位；封

4、井時間的選擇；2 水文地質(zhì)條件2.1地層結(jié)構(gòu)根據(jù)勘察資料，場地上部第四系地層主要有：填土，下部為粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾粉土、粘土以及粉土組成。各巖土層的巖性如下：2雜填土：雜色，道路部位面層為0.30m左右厚的瀝青混凝土，基層以三七灰土（夾有碎石、道渣等），其它以碎石、碎磚為主，中間以少量粘性土充填。其時代為第四系全新統(tǒng)（Q44）。層厚0.500.80m，平均厚度0.57m，層底標(biāo)高1.973.51m。車站沿線文靈路上有分布。3素填土：灰黃色、褐灰、灰色，松軟，主要成份為粘性土，間夾少量碎石、碎磚等。其時代為第四系全新統(tǒng)（Q44）。層厚0.254.00m，平均厚度1.94m，層底標(biāo)高-1.231

5、.87m。該層沿線均有分布。1粘土：黃褐色褐黃色，可塑，局部為硬塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，夾青灰色條紋，無搖振反應(yīng)，刀切面具油脂光澤，干強(qiáng)度、韌性高。為第四系晚更新統(tǒng)（Q32-3）沖湖積相沉積物。層厚0.704.00m，平均厚度2.62m，層頂標(biāo)高-1.231.87m，層底標(biāo)高-2.63-1.58m，埋深在0.254.00m之間。該層壓縮性中等，沿線均有分布。2粉質(zhì)粘土：灰黃色為主，局部地段下部為青灰色，可塑為主，底部一般為軟塑，含鐵錳質(zhì)氧化斑點，下部粉粒含量較高，夾少量粉土薄層，無搖振反應(yīng)，刀切面稍有光澤，干強(qiáng)度、韌性中等。為第四系晚更新統(tǒng)（Q32-3）沖湖積相沉積物。層厚3.705.70m，平均厚

6、度4.77m，層頂標(biāo)高-2.63-1.58m，層底標(biāo)高-8.07-5.78m，埋深在1.006.30m。該層壓縮性中，沿線均有分布。1粉質(zhì)粘土夾粉土：灰色，軟塑，具水平層理，夾薄層狀粉土，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等偏低，無搖振反應(yīng)。為第四系晚更新統(tǒng)（Q32-2）海陸交互相沉積物。層厚6.009.30m，平均厚度7.82m左右，層頂標(biāo)高-8.07-5.78m，層底標(biāo)高-15.74-13.98m，埋深在5.7011.00m之間。該層壓縮性中等偏高，沿線均有分布。1粘土：暗綠灰黃色，可塑硬塑。含灰色團(tuán)塊、條紋、鐵錳質(zhì)斑點，下部見鐵錳質(zhì)結(jié)核，偶夾薄層粉質(zhì)粘土。有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，無搖振反應(yīng)。

7、為第四紀(jì)晚更新世（Q32-1）沖湖積相沉積物。層厚7.409.60m，平均厚度8.55m左右，層頂標(biāo)高-15.74-13.98m，層底標(biāo)高-23.88-22.58m，埋深在14.5018.80m之間。該層壓縮性中等，沿線均有分布。2粉質(zhì)粘土夾粘土：灰黃青灰，可塑為主，局部軟塑。含鐵錳質(zhì)斑點，局部粉粒含量高，下部夾少量薄層粉土。稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中，無搖振反應(yīng)。為第四紀(jì)晚更新世（Q32-1）沖湖積相沉積物。層厚2.307.20m，平均厚度4.75m左右，層頂標(biāo)高-23.88-22.58m，層底標(biāo)高-30.82-25.01m，埋深在22.6027.10m之間。該層壓縮性中，沿線均有分布。1

8、粉質(zhì)粘土：青灰灰色，軟塑流塑。薄層理發(fā)育，夾少量薄層粉土。稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)。為第四紀(jì)晚更新世（Q32-1）沖湖積相沉積物。層厚7.0010.30m，平均厚度8.60m左右，層頂標(biāo)高-30.82-27.73m，層底標(biāo)高-38.93-35.23m，埋深在28.6033.30m之間。該層壓縮性中等，沿線在右線CK4+158及左線CK4+130北側(cè)有分布。2粉土：灰黃灰色，密實為主，飽和。局部為粉砂，偶夾少量薄層粉質(zhì)粘土，主要礦物成分為石英、長石，含云母碎片。無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，搖振反應(yīng)迅速。為第四紀(jì)晚更新世（Q32-1）沖湖積相沉積物。層厚2.2014.80m，平均厚

9、度7.08m左右，層頂標(biāo)高-35.51-25.01m，層底標(biāo)高-40.04-29.69m，埋深在28.0038.50m之間。該層壓縮性中等偏低，沿線在右線CK4+158及左線CK4+130南側(cè)有分布。3粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑流塑。薄層理發(fā)育，夾少量薄層粉土。稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無搖振反應(yīng)。為第四紀(jì)晚更新世（Q32-1）沖湖積相沉積物。層厚3.5013.00m，平均厚度6.70m左右，層頂標(biāo)高-40.04-29.69m，層底標(biāo)高-44.38-42.48m，埋深在32.5043.30m之間。該層壓縮性偏高，沿線均有分布。場區(qū)地層剖面見圖見圖1：圖1 地層剖面簡圖2.2水文地質(zhì)條件根據(jù)地下

10、水埋藏條件，場地含水層主要為潛水含水層、微承壓水含水層和承壓水含水層。主要含水層包括1人工填土、1粉質(zhì)粘土夾粉土、2粉土。本次抽水試驗主要針對由2粉土組成的承壓水，2層層頂埋深29.0343.30m、層頂標(biāo)高-26.12-40.39m。實驗期間實測承壓水穩(wěn)定地下水位標(biāo)高在-3.7m左右，水位埋深6.8m左右。水位標(biāo)高及埋深詳見表1。 抽水井及觀測井水位一覽表 表1井編號抽水井觀測井孔口標(biāo)高3.13水位標(biāo)高-3.7-4.1水位埋深6.87.13 抽水試驗設(shè)備和人員組織3.1抽水及觀測設(shè)備 抽水試驗抽水及水位觀測等設(shè)備 表2名稱規(guī)格數(shù)量性能或用途功率或性能水泵 Qy80-50-0.752臺抽水（一

11、臺備用）0.75KW、水表DN80型2臺數(shù)字水表儀，測量抽水量4KW抽水水管80mm300m抽水試驗抽水管PVC管測量器材萬用表、測鐘、測繩3套測量水位配電盤2套3.2人員組織抽水人員配備：水文地質(zhì)工程師一名，負(fù)責(zé)現(xiàn)場工作。試驗工五名，負(fù)責(zé)抽水設(shè)備的安裝、調(diào)試和水位、水量觀測工作。正式試驗前一天，進(jìn)行模擬試驗，以便各崗位人員熟悉工作程序，保證了抽水試驗采集的觀測數(shù)據(jù)正確、可靠。4 抽水試驗過程本次抽水試驗分為兩個步驟：現(xiàn)場試驗和資料整理報告編寫。具體安排8月26日進(jìn)一步洗井作抽水試驗準(zhǔn)備，8月27日8月28日做抽水試驗，8月29日9月1日進(jìn)行資料整理，編寫抽水試驗報告。抽水試驗：27日試驗開始

12、前半小時同時測定各井靜止水位、井口標(biāo)高以及二口井之間的距離，第一落程試驗，先開啟一臺0.75kw水泵，對疏干井進(jìn)行抽水試驗，抽水水位穩(wěn)定后8小時，待水位穩(wěn)定后，進(jìn)行水位恢復(fù)觀測，整個試驗過程歷時10小時。資料整理和報告編寫工作：8月29日9月1日進(jìn)行資料整理和報告編制工作，根據(jù)現(xiàn)場觀測資料，繪制圖表，進(jìn)行水文地質(zhì)參數(shù)的計算，詳見后節(jié)。5 抽水試驗觀測井平面布置及成井結(jié)構(gòu)5.1實驗井的布置根據(jù)本工程實際情況，本次抽水試驗共使用了2口實驗井，布置于基坑南端頭，具體位置見圖2 實驗井平面布置。圖2 實驗井平面布置圖5.2實驗井的結(jié)構(gòu)根據(jù)基坑降水方案，井深36米，井管底部有1m長的沉淀管，井管上部為3

13、0m的鋼管實管，中間部分為濾管，濾料采用中粗砂，濾管以上2m采用粘土球止水，厚度4.0m，粘土球以上采用優(yōu)質(zhì)粘土封堵。實驗井成井結(jié)構(gòu)圖詳見圖3： 圖3 實驗井成井結(jié)構(gòu)圖表3 井結(jié)構(gòu)一覽表井編號井性質(zhì)井深（m）濾管長度（m）填濾料（m）止水（m）備注JY1#JY2#承壓井365283624286 資料整理1、單井抽水主井Q、St及觀測井S-t過程曲線7 水文地質(zhì)參數(shù)求?。?）利用兩個觀測孔求影響半徑R理論上在無限延伸的承壓含水層中是不存在“影響半徑”的，但是習(xí)慣上引入穩(wěn)定流的影響半徑概念，計算影響半徑時采用以下公式：表4 影響半徑計算結(jié)果表降 次S1S2r1r2R15.85.60.1365151

14、97.9783根據(jù)上述計算，在下面的計算公式中影響半徑最大值約為198m。（2）利用單井求滲透系數(shù)K計算公式選用承壓完整井單孔抽水試驗計算公式：k=表5參數(shù)Qmswrwk數(shù)值67.24.51580.13651.132654056（3）利用1主井、1個觀測井求滲透系數(shù)K計算公式選用有一個觀測孔的承壓完整井計算公式：k=表6參數(shù)QmswS1r1rwk第一落程67.24.515.85.6150.13651.093633633根據(jù)上述穩(wěn)定流公式計算，滲透系數(shù)K=1.0931.132m/d。8 封井時間的選擇8.1承壓井運(yùn)行工況根據(jù)基坑開挖方案，本基坑南頭開挖深度為18.5m。當(dāng)端頭開挖到底時，標(biāo)高為-

15、15.46m時，承壓水水頭標(biāo)高應(yīng)控制在-6.22m，并保持穩(wěn)定。根據(jù)需要在基坑開挖至-14.11m時前需要啟動降壓井。（詳見表8-1 2層承壓水臨界狀態(tài)計算表格）根據(jù)專家意見，降壓井需提前開始抽水，故在基坑開挖到最后一層土?xí)r即標(biāo)高為-11.51m開始啟動降壓井進(jìn)行減壓降水。表7 2層承壓水臨界狀態(tài)計算表格位置開挖底板標(biāo)高H開挖 (m)2層頂板標(biāo)高H水頂板 (m)安全系數(shù)Fs土的飽和容重土 (t/m3)地下水的容重水 (t/m3)初始水位高程初水位 (m)安全水位高程安全 (m)水位降深S (m)南端頭井-14.11-26.121.051.961-3.7-4.19 08.2承壓井的封井時間1、第

16、一口承壓井封井時間由于本基坑只需要一口承壓井即可滿足承壓水抗突涌穩(wěn)定性要求，另一口承壓井當(dāng)做備用井使用，故當(dāng)基坑開挖到底時，可先將一口承壓井在地板下進(jìn)行封閉。當(dāng)基底開挖到底時端頭將澆筑1.2m厚的鋼筋混泥土底板，混泥土的比重取2.5。（1.2m鋼筋混泥土換算成土的厚度為1.53m）當(dāng)?shù)装鍧仓探Y(jié)之后，通過抗突涌公式計算南端頭承壓水的抗突涌穩(wěn)定性，根據(jù)計算表格：位置開挖底板高程H開挖 (m)2層頂板高程H水頂板 (m)安全系數(shù)Fs土的飽和容重s (t/m3)地下水的容重w (t/m3)初始水位高程初水位 (m)安全水位高程安全 (m)水位降深S (m)南端頭-13.93-26.121.051.9

17、61-3.7-4.19 -0.33通過計算我們得到，當(dāng)?shù)装鍧仓旰?，承壓水對南端頭的安全穩(wěn)定性不再有影響，故可用標(biāo)準(zhǔn)段位置的承壓井控制承壓水水頭標(biāo)高，然后將南端頭的承壓井在底板下封閉。2、第二口承壓井封井時間本基坑承壓水只在南端頭需要進(jìn)行減壓降水，故在南端頭底板完全固結(jié)之后，本基坑的承壓水對基坑底板不再存在抗突涌風(fēng)險，此時即可以將第二口承壓井進(jìn)行封閉。因第二口降水井在標(biāo)準(zhǔn)段位置，根據(jù)計算表格：位置開挖底板高程H開挖 (m)2層頂板高程H水頂板 (m)安全系數(shù)Fs土的飽和容重s (t/m3)地下水的容重w (t/m3)初始水位高程初水位 (m)安全水位高程安全 (m)水位降深S (m)標(biāo)準(zhǔn)段-13.315-26.121.051.961-3.7-4.19 -1.48通過計算我們得到，承壓水對標(biāo)準(zhǔn)段的安全穩(wěn)定性沒有影響，故在標(biāo)準(zhǔn)段底板施工時可以將第二口承壓井封閉在底板下。9 結(jié)論和建議本次抽水試驗觀測數(shù)據(jù)記錄豐富真實，較好的反映了地下含水層的實際狀況。通過抽水試驗數(shù)據(jù)分析，可以得到以下結(jié)論：（1）實測了地下水位分布，試驗期間靜止水位埋深約為6.8m左右；（2）根