樊友麗 曹春山 王學(xué)勝

內(nèi)蒙古自治區(qū)第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘查院 鄂爾多斯 017000

1.地質(zhì)條件概況

北京市區(qū)西、北及東北方向三面環(huán)山，山區(qū)東、南及東南部為平原區(qū)（北京平原）。第四紀(jì)以來(lái)由于受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，山區(qū)不斷抬升，平原強(qiáng)烈下降并接受巨厚河流沉積物。第四紀(jì)沉積厚度由西向東逐漸增大，自西部山麓向東部平原，第四紀(jì)地層巖相逐漸變化。西部各大河流沖洪扇頂部地層以厚層砂土和卵、礫石地層為主；向東過(guò)渡為粘性土、粉土與砂土、卵礫石土層，在東部及北郊區(qū)，以厚度粘性土、粉土為主。

本工程場(chǎng)地在宏觀地貌單元上處于永定河沖洪積扇的中部。在微觀地貌部位上，場(chǎng)區(qū)跨越兩個(gè)地貌單元，自西南向東北由清河古河道和金鉤河古河道之間的河間臺(tái)地區(qū)逐漸過(guò)渡為清河古河道區(qū)。

1.1 地層巖性

擬建場(chǎng)區(qū)內(nèi)皆為新生界沉積層覆蓋，以陸相沉積為主。其中，第四紀(jì)地層較厚，下伏為第三紀(jì)粘土巖層。根據(jù)巖土工程勘察所得地層資料，按成因類型、地質(zhì)年代，將場(chǎng)地88m深度范圍的地層劃分為人工堆積層、新近沉積層、第四紀(jì)沉積層和第三紀(jì)沉積巖層四大類。

1.2 各沉積層地質(zhì)條件

人工堆積層：地面標(biāo)高為41.45m～51.54m，由粉質(zhì)粘土、碎石填土、和房渣土等組成。于場(chǎng)內(nèi)零星分布，薄厚不均，差別較大。該層土密實(shí)度較差，力學(xué)性質(zhì)低，易變性。

新近沉積層：地面標(biāo)高為37.01m～52.34m，以粉質(zhì)粘土、粉砂巖、中細(xì)砂巖為主。主要分布于古河道內(nèi)，該層土壓縮性低，工程性質(zhì)較差。

第四紀(jì)沉積層：該沉積地層在區(qū)內(nèi)廣泛分布，厚度達(dá)40m以上，沉積旋回較多，是由粉質(zhì)粘土、中細(xì)砂巖、砂礫石等構(gòu)成的沖積相沉積層。該地層上部為粉質(zhì)粘土、粉砂、中、細(xì)砂巖，下部為礫砂、卵石層。

第三紀(jì)沉積層：為粘土巖沉積層，本層巖土呈低壓縮性。

2.區(qū)域水文地質(zhì)條件

根據(jù)對(duì)北京市地下水的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)以及在此基礎(chǔ)上建立的地下水GIS系統(tǒng)和對(duì)北京市淺層地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的研究成果，按照淺層地下水的賦存分布特征及對(duì)地下工程的影響，可將北京市區(qū)劃分為三個(gè)工程水文地質(zhì)大區(qū)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），再依據(jù)各大區(qū)之間的水力聯(lián)系以及地下水的補(bǔ)、徑、排條件可進(jìn)一步細(xì)化為七個(gè)亞區(qū)（Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc；Ⅱa、Ⅱb；Ⅲa、Ⅲb）。本工程場(chǎng)區(qū)跨上述工程水文地質(zhì)分區(qū)的Ⅰa、Ⅲa亞區(qū)，其中Ia為臺(tái)地區(qū)，IIIa為清河古河道區(qū)。如圖1所示。

圖1 北京市區(qū)工程水文地質(zhì)分區(qū)略圖

不同水文地質(zhì)分區(qū)的地下水分布特征不盡相同。Ⅰa區(qū)位于北京市東北郊，30m之內(nèi)有2～4個(gè)含水層：上部為臺(tái)地潛水，1～2個(gè)層間潛水含水層；下部為潛水或承壓水。Ⅰb區(qū)位于東郊，地下水分布特征基本與Ⅰa相同，由于地處古金鉤河下游的網(wǎng)狀河流區(qū)域，臺(tái)地潛水分布不連續(xù)。又因古河道巖性顆粒較粗，成為本區(qū)地下水匯水廊道。Ⅰc區(qū)位于東南郊，基本同Ⅰa區(qū)。受Ⅰb區(qū)內(nèi)古河道影響，本區(qū)地下水流由EW向NE區(qū)別于其他區(qū)域。Ⅱa位于老城區(qū)東北部，圍繞王府井一帶，上層分布有豐富的上層滯水；下部為潛水——承壓水。Ⅱb位于老城區(qū)其余部分，上部較少上層滯水；下部為潛水——承壓水。Ⅲa區(qū)為清河流域，屬潛水類型，分布特征受現(xiàn)代河流控制，河流一級(jí)階地下分布有承壓水。Ⅲb位于西郊和西南郊，屬潛水，一般埋藏較深，受人為因素影響，水位變化幅度較大。北京市各工程水文地質(zhì)分區(qū)地下水分布特征見(jiàn)表1。

表1 北京市區(qū)工程水文地質(zhì)分區(qū)的地下水分布特征

3.工程場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

3.1 工程場(chǎng)地地下水特征

場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)地下水主要為潛水，以帶狀或線狀形式分布，接受大氣降水入滲和地表水體入滲補(bǔ)給，地下水具明顯的豐、枯水期變化，豐水期水位上升，枯水期水位下降。

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)特征及“北京市區(qū)淺層地下水長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)”的資料表明：本工程場(chǎng)區(qū)地表以下50m深度范圍內(nèi)一般分布有5層地下水：第1層地下水類型在Ⅰa亞區(qū)的賦存類型為臺(tái)地潛水，在Ⅲa亞區(qū)的賦存類型為潛水；第2、3層地下水類型為層間水；第4、5層地下水類型為承壓水。

（1）地臺(tái)潛水（Ⅰ區(qū)）

水位埋深在6.30m～13.8m左右，天然動(dòng)態(tài)類型為滲入——蒸發(fā)、徑流型，含水層巖性主要為中細(xì)砂巖和礫石層，其下粉質(zhì)粘土層為相對(duì)隔水層。接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給，穩(wěn)定水位受季節(jié)性變化影響明顯，高水位期出現(xiàn)在6～9月份，其他月份相對(duì)較低，水位的年變化幅度一般為1m～2m。

（2）潛水（Ⅱ區(qū)）

地下水位埋深一般在5.00m～10.10m左右，潛水層一般埋深為5m～7m，天然動(dòng)態(tài)類型為滲入——徑流、蒸發(fā)型。平均地下水位隨季節(jié)性降雨的變化而變化，水位的年變化幅度一般為2m～3m。

（3）層間水

工程場(chǎng)區(qū)層間水天然動(dòng)態(tài)類型為滲入——徑流型。第一層層間水主要以細(xì)砂、粉砂為含水層，上下以粘土或粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層，地下水靜水位埋深在9.80m～26.20m之間；第二層層間水主要以中砂、卵石為含水層，靜水位埋深在19.30m～32.20m，上下均以粘土、重粉質(zhì)粘土為隔水層。層間水接受潛水的越流補(bǔ)給，同時(shí)也以滲透方式補(bǔ)給深層地下水。水位年變化幅度一般在2m左右。

（4）承壓水

場(chǎng)區(qū)承壓水天然動(dòng)態(tài)類型屬滲入——徑流型。以粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水頂板，含水層厚度較大，分布相對(duì)穩(wěn)定，水位受季節(jié)影響，每年11月至來(lái)年3月份水位較高，其他月份水位相對(duì)較低，其水位年變化幅度一般為5m～6m。

巖土勘察期間，于鉆孔中實(shí)測(cè)到的上述5層地下水水位的埋深和標(biāo)高變化范圍參見(jiàn)下表。

表2 地下水位量測(cè)結(jié)果表

工程場(chǎng)區(qū)近3～5年最高地下水位位于西南部，標(biāo)高44.40m～43.60m，自西向東逐漸降低；在東北部為37.00m～36.60m，自西向東逐漸降低，在場(chǎng)區(qū)局部地勢(shì)低洼處接近自然地面。場(chǎng)區(qū)1959年出現(xiàn)最高地下水位， 在西部其標(biāo)高45.10m左右。

3.2 土層滲透系數(shù)

滲透系數(shù)是評(píng)價(jià)介質(zhì)滲透能力的重要水文地質(zhì)參數(shù)，滲透系數(shù)的大小與介質(zhì)的結(jié)構(gòu)（顆粒大小、排列、空隙充填等）和水的物理性質(zhì)（液體黏滯性、容重等）有關(guān)，不同的含水層滲透系數(shù)也存在差異。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范GB50021—2001》中水文地質(zhì)參數(shù)的確定，結(jié)合抽水試驗(yàn)資料，給出場(chǎng)區(qū)主要土層的滲透系數(shù)建議值。

表3 地層滲透系數(shù)（k）建議值

3.3 地下水腐蝕性評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)第1層地下水（Ⅱ區(qū)潛水）、第2層地下水（層間水）、第3層地下水（層間水）和第4層地下水（承壓水）各采取的1份式樣，進(jìn)行的水質(zhì)試驗(yàn)分析所得的分析結(jié)果，并依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）進(jìn)行判定：第1（Ⅱ區(qū)潛水）、2、3、4層地下水水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無(wú)腐蝕性。由于場(chǎng)區(qū)內(nèi)第1層（Ⅰ區(qū)臺(tái)地潛水）地下水局部分布，水量較小，本次勘察未能取得有效地下水試樣。

4.結(jié)論

（1）北京市地下水主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)工程水文地質(zhì)大區(qū)，依據(jù)各大區(qū)之間的水力聯(lián)系以及地下水的補(bǔ)、徑、排條件可進(jìn)一步細(xì)化為七個(gè)亞區(qū)，不同區(qū)域地下水分布特征不同。

（2）工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)的地下水類型為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，地下水類型主要有潛水、層間水及承壓水三種。

（3）場(chǎng)區(qū)地下水主要接受大氣降水和地表水體入滲補(bǔ)給，含水層透水能力強(qiáng)，滲透系數(shù)大。

（4）場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無(wú)腐蝕性。

[1]趙術(shù)升,張?jiān)佨?天津地鐵二期工程水文地質(zhì)條件分析[J],鐵道勘察,2005（3）.

[2]陸文慶,周文生.寧夏彭堡地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)邊界條件及水文地質(zhì)參數(shù)分析[J],地下水,2010（11）.

[3]GB50021-2001.巖土工程勘察規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.