孟慶結(jié)

（山東省地質(zhì)測繪院，山東 濟(jì)南 250002）

抽水試驗(yàn)，包括自抽水井抽取一定水量而在某距離之間觀測井測定不同時間地下水位的變化，觀測數(shù)據(jù)利用各種地下水流理論式或其圖解法分析抽水試驗(yàn)的結(jié)果。根據(jù)抽水試驗(yàn)孔數(shù)不同，抽水試驗(yàn)有單孔抽水試驗(yàn)和多孔抽水試驗(yàn)以及群孔干擾抽水試驗(yàn)之分。同時基于水位穩(wěn)定性分析，又有穩(wěn)定和非穩(wěn)定抽水試驗(yàn)之分；依照抽水孔類型有完整井和非完整井之分。文中結(jié)合地鐵工程實(shí)際，利用多種抽水試驗(yàn)方法，確定水文地質(zhì)參數(shù)，并對基坑方案進(jìn)行分析，提出相關(guān)建議，旨在能為相關(guān)工作開展提供一定的參考作用。

1 工程概況

沖積階地是擬建場地最原始的地貌單元，場地中堆填大量的建筑垃圾，場地范圍內(nèi)主要的地層巖性與野外特征，包括人工填土，礫砂、黏土和殘積礫質(zhì)粘性土以及沖洪積黏土，同時還有粗?；◢弾r（燕山期），場地范圍的額對地下水類型多言，主要有承壓水、空隙潛水以及上層滯水，和裂隙承壓水，存在中弱的透水性及富水性，大氣降水以及側(cè)向徑流是其主要的補(bǔ)給方式。

工程項(xiàng)目和運(yùn)行的地鐵線路相臨近，為了對場地中的水文地質(zhì)情況充分的了解與掌握，開展相應(yīng)的抽水試驗(yàn)，通過抽水試驗(yàn)的實(shí)施，主要是對場地中的基巖裂隙水富水性和透水性充分查明，對相關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù)展開測定，更好地指導(dǎo)基坑設(shè)計以及施工工作，提高基坑設(shè)計水平，保證施工安全性，確保地鐵線路能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。通過基坑開挖深度，對填土內(nèi)的上層滯水以及砂類土中的孔隙承壓水水量運(yùn)行揭示，地下連續(xù)墻是該工程建設(shè)的主要設(shè)施，所以工程受到上層滯水以及砂層承壓水影響較小，不在考慮范圍之內(nèi)。此次試驗(yàn)在相關(guān)要求下，主要選擇空隙裂隙承壓水（下伏基巖強(qiáng)～中風(fēng)化層）進(jìn)行試驗(yàn)，從而為相關(guān)工作提供相應(yīng)的水文地質(zhì)參數(shù)[1]。

2 勘察方法

2.1 抽水試驗(yàn)概況

此項(xiàng)工程建設(shè)地下室4層，開挖18m深的基坑，殘積土層時是基坑底部的主要巖性特征，該實(shí)驗(yàn)抽水孔和觀測孔保持于6.09m～7.04m的孔口標(biāo)高變化范圍，有約3.80m～5.90m的地下水埋深，達(dá)到0.63m～2.98m的水溫標(biāo)高，地下水位在基坑開挖期間為14.20m以上。開挖基坑后，利用人工挖孔樁時，地下水位出現(xiàn)明顯下降，達(dá)到了30m以下，最大的在38m。

2.2 抽水試驗(yàn)方案

此次抽水試驗(yàn)一共設(shè)置的試驗(yàn)孔為六組，各組試驗(yàn)孔主要有觀測孔（2個）和抽水孔（1個）所組成。一共設(shè)置6個抽水孔和12個觀測孔。

巖基巖裂隙水（強(qiáng)～中風(fēng)化）是此次水文地質(zhì)勘察的主要對象，根據(jù)承壓水完整井結(jié)構(gòu)來有效設(shè)計抽水試驗(yàn)孔，施工成井。

（1）鉆具選擇Ф350mm型號大小，采用清水鉆進(jìn)形式，將濾水管Ф127mm下入其中將2層銅紗網(wǎng)包在孔底1m位置上，碎石濾料填在周邊，并回填全風(fēng)化巖底側(cè)，接著將黏土球進(jìn)行回填到砂層底側(cè)。

（2）終孔之后利用洗孔法進(jìn)行沖洗，當(dāng)水便清，砂洗干凈之后便可，開展靜止水位觀測，并對水泵進(jìn)行合理安裝，并合理的設(shè)置抽水試驗(yàn)設(shè)備，在孔底3m位置上放置水泵，開展抽水試驗(yàn)工作。

（3）利用Ф127進(jìn)行觀測孔開孔，直到底部，Ф50PVC管為漏水管，通過過濾器進(jìn)行打孔之后，將銅紗網(wǎng)包在上面并用碎石濾料在周邊進(jìn)行回填，并將全風(fēng)化巖的底部進(jìn)行有效回填，并將黏土球進(jìn)行回填以及砂層底部進(jìn)行回填[2]。

（4）開始抽水試驗(yàn)。在開展抽水試驗(yàn)之前，首先針對抽水孔開展相應(yīng)的洗井工作，利用清水進(jìn)行洗井，然后將渾水返出，當(dāng)全部變成清水之后，不必再進(jìn)行洗井工作。利用深井水泵對個出水孔開展抽水試驗(yàn)，抽水時間各個抽水孔進(jìn)行8h以上的持續(xù)降深，并進(jìn)行4h以上穩(wěn)定水位觀察，結(jié)束抽水之后，對水位進(jìn)行恢復(fù)觀察，當(dāng)水位當(dāng)大穩(wěn)定后停止。

2.3 抽水試驗(yàn)技術(shù)要求

（1）開展抽水試驗(yàn)過程當(dāng)中，主要通過穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)來完成。各個抽水孔中，抽水在基巖段，抽水過程中降深分為兩個，每次進(jìn)行2m降深，保持在6h～8h的穩(wěn)定降深時間，保持在2cm以下的穩(wěn)定水位波動，結(jié)束抽水之后，需要對恢復(fù)的水位進(jìn)行測量，對含水層涌水量進(jìn)行評價，了解其滲透性以及補(bǔ)給情況，完成抽水之后，觀測恢復(fù)水位。

（2）利用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的相應(yīng)流量穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，在無量需型增大涌水量以及區(qū)間變小中，平均流量值以及各流量的最大差值在3%以下。在穩(wěn)定持續(xù)性抽水試驗(yàn)過程中，水位穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)沒有出現(xiàn)上升和下降；動水位需要在1%的平均水位降深以下。

（3）對井的設(shè)置以及水位頻率進(jìn)行觀察，將2個觀察孔布設(shè)在各抽水孔旁側(cè)，同時進(jìn)行抽水和時間觀測，觀測抽水時間應(yīng)當(dāng)為開始抽水第1min、3min、5min、10min、15min、20min、25min、30min都開展一次，接著在30min和60min后在進(jìn)行觀察。

2.4 抽水試驗(yàn)井管結(jié)構(gòu)

礫砂層以及黏性土和人工填土等組成的第四系覆蓋層，是場地的主要特點(diǎn)，具有較好的滲透性以及富水性，此次進(jìn)行勘查過程當(dāng)中，僅僅對基巖裂隙水開展相應(yīng)的抽水試驗(yàn)，利用黏土球來有效的封堵砂層水，觀測孔覆砂層水封堵時利用Φ127mm套管來實(shí)現(xiàn)封堵，達(dá)到分層抽水的效果[3]。

3 水文地質(zhì)參數(shù)計算

此次試驗(yàn)過程當(dāng)中開展多孔抽水試驗(yàn)，結(jié)合地下水的類型不同以及不同的抽水試驗(yàn)類型，利用單孔抽水試驗(yàn)滲透系數(shù)以及承壓水穩(wěn)定流完整孔相應(yīng)的計算公式，根據(jù)水位恢復(fù)法相應(yīng)的計算公式，分析抽水試驗(yàn)結(jié)果，通過相應(yīng)的計算獲得有關(guān)滲透系數(shù)與相應(yīng)的影響半徑，見表1。

表1 單孔抽水試驗(yàn)下水文地質(zhì)參數(shù)

表1中的抽水試驗(yàn)（ZK3號孔）：該孔成孔過程中不是很好，將其中的觀測井（G1）、（G2）進(jìn)行剔除，并開展相應(yīng)的統(tǒng)計工作；抽水試驗(yàn)（ZK6號孔）在成孔過程當(dāng)中，主孔以及觀測孔不好，將其作為失敗孔。全面的進(jìn)行研究，根據(jù)1.50m/d考慮強(qiáng)中風(fēng)化巖滲透系數(shù)，按照140m考慮其影響半徑。

4 基坑方案分析與建議

因基巖裂隙水在場地中非常發(fā)育，進(jìn)行基坑開挖以及人工樁基開挖時，很難進(jìn)行坑內(nèi)降水，但是要是不斷將水，又會影響到周圍的建筑物以及市政道路，更會導(dǎo)致地鐵出現(xiàn)沉降以及變形開裂等不良情況。

應(yīng)當(dāng)利用排樁+高壓旋噴樁量和應(yīng)用地下連續(xù)墻進(jìn)行基坑支護(hù)以及止水帷幕，保持深度需要控制在分化巖的0.5m以下。

充分分析場地的具體實(shí)際，場地和運(yùn)行的地鐵相鄰，地鐵在埋深上，處于20m以內(nèi)，基坑的邊緣相較于地鐵控制線17m左右，具有非常高近的距離，地基沉降會對運(yùn)營地鐵造成較大的影響。所以在緊鄰地鐵一側(cè)進(jìn)行基坑支護(hù)，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用，地下連續(xù)墻的方式來完成，并且利用回灌措施來應(yīng)對地鐵線的附近區(qū)域，控制沉降問題發(fā)生[4]。

基坑以及樁基工程施工過程中，必須要周圍的建筑物以及市政道路，尤其是地鐵應(yīng)當(dāng)合理的設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，開展沉降以及位移監(jiān)測，同時強(qiáng)化巡查工作，觀察周圍有無涌水以及涌砂情況發(fā)生。該項(xiàng)目和地鐵線較為接近，需要將多處注水井設(shè)置于基坑的兩側(cè)，對地下水的改變進(jìn)行觀測，如果出現(xiàn)較大的水位變化，便極易導(dǎo)致地鐵出現(xiàn)沉降問題，應(yīng)當(dāng)向注水井內(nèi)進(jìn)行注水，保證地鐵可以正常的運(yùn)行。具體施工時，還需要針對涌水以及涌砂問題設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，雨季應(yīng)當(dāng)禁止施工。