文德寶 朱保坤

摘? 要：水下深基坑承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)，并結(jié)合理論計(jì)算分析綜合確定。文章結(jié)合竺山湖隧道工程勘察實(shí)例，以水上抽水試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流的幾種常用計(jì)算方法進(jìn)行綜合分析比較，確定了合理的水文地質(zhì)參數(shù)，并對(duì)涌水量進(jìn)行了估算。

關(guān)鍵詞：水下深基坑;抽水試驗(yàn);承壓水;滲透系數(shù);涌水量

中圖分類(lèi)號(hào)：P641.2? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0040-03

Abstract： The hydrogeological parameters of confined aquifer in underwater deep foundation pit are mainly determined by field pumping test combined with theoretical calculation and analysis. In this paper， combined with the engineering investigation example of Zhushan Lake Tunnel， based on the original data of water pumping test， through the comprehensive analysis and comparison of several common calculation methods of steady flow and unsteady flow， the reasonable hydrogeological parameters are determined， and the water inflow is estimated.

Keywords： underwater deep foundation pit; pumping test; confined water; permeability coefficient; water inflow

1 概述

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通工程建設(shè)的快速發(fā)展，建設(shè)用地日益緊張，地下空間的開(kāi)發(fā)和利用也日益緊迫，城市地下軌道交通、市政隧道及公路水下隧道等大型深基坑工程層出不窮，這些深基坑尤其是穿越江、河、湖的水下基坑工程的施工成敗與能否較好的控制地下水關(guān)系密切。因地下水控制不利造成的基坑事故不勝枚舉，因此在水下深基坑勘察中的水文地質(zhì)參數(shù)確定至關(guān)重要。本文結(jié)合竺山湖隧道水文地質(zhì)勘察工作，闡述了確定承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)的方法。

2 項(xiàng)目背景

341省道無(wú)錫馬山至宜興周鐵段起點(diǎn)自無(wú)錫市馬山鎮(zhèn)的湖山路與十里明珠堤T型交叉口，后落地至宜興市周鐵鎮(zhèn)彭干村東后彭組的東部，全長(zhǎng)約16.7km。全線采用雙向六車(chē)道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，路基寬度33.5m。

竺山湖隧道段里程K6+960～K14+700，總長(zhǎng)約7.8km，馬山側(cè)敞開(kāi)段里程K6+960～K7+235，長(zhǎng)約275m;周鐵側(cè)敞開(kāi)段里程K12+940～K14+700，長(zhǎng)約1760m;暗埋段里程K7+235～K14+445，長(zhǎng)約7210m，其中K7+560～K12+670為湖中段，長(zhǎng)約5.11km。本項(xiàng)目隧道擬采用圍堰明挖法施工。

3 工程和水文地質(zhì)條件

竺山湖隧道段經(jīng)過(guò)區(qū)域地貌上為太湖湖蕩平原區(qū)，地勢(shì)低洼，湖域段湖底標(biāo)高在-1.3～-0.2m左右。

依據(jù)本項(xiàng)目勘察成果及區(qū)域地質(zhì)資料，場(chǎng)地區(qū)揭示地層主要為全新統(tǒng)黏性土層、上更新統(tǒng)黏性土、粉土、粉砂層及下伏古生界泥盆系砂巖。

隧道主要控制層位為1-2層、1-2a層、2-4層軟土以及2-3層粉土。1-2層位于隧道開(kāi)挖深度內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)底板之上，受其影響，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取合適的邊坡保護(hù)措施;2-4層軟土基本位于結(jié)構(gòu)底板之下，基礎(chǔ)樁基持力層應(yīng)穿透該層。2-3層粉土（粉砂）為范圍內(nèi)主要透水層，因此查明該承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)是本項(xiàng)目勘察的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

4 抽水試驗(yàn)施工方法

4.1 工作量布設(shè)

結(jié)合隧址區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)特征，本次抽水試驗(yàn)主要針對(duì)湖域隧道段2-3層承壓水含水層，布置1組抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)置抽水孔1個(gè)，觀測(cè)孔2個(gè)，兩個(gè)觀測(cè)孔與抽水孔的連線分別垂直于隧道走向和平行于走向，觀測(cè)孔與抽水孔距離分別為4m和8m。

4.2 抽水試驗(yàn)

本次分別采用穩(wěn)定流方法和非穩(wěn)定流進(jìn)行抽水試驗(yàn)。主要包含以下五個(gè)方面的內(nèi)容：（1）試驗(yàn)性抽水;（2）靜水位觀測(cè);（3）動(dòng)水位;（4）抽水試驗(yàn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間的確定;（5）恢復(fù)水位觀測(cè)。

5 水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算分析

本次試驗(yàn)均為承壓水完整孔，抽水前測(cè)得2-3層靜止水位1.1m。

5.1 穩(wěn)定流抽水利用觀測(cè)孔水位下降

利用觀測(cè)孔中的水位下降資料計(jì)算滲透系數(shù)：

代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如表1。

5.2 穩(wěn)定流抽水利用抽水孔水位下降

利用抽水孔中的水位下降資料計(jì)算滲透系數(shù)，當(dāng)Q-s關(guān)系曲線呈直線時(shí)：

代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如表2。

5.3 穩(wěn)定流抽水利用水位恢復(fù)

利用水位恢復(fù)資料計(jì)算滲透系數(shù)，停止抽水前，動(dòng)水位已穩(wěn)定：

代入數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如表3。

5.4 非穩(wěn)定流抽水配線法

利用觀測(cè)孔的水位下降資料，用配線法計(jì)算滲透系數(shù)：

在雙對(duì)數(shù)曲線上分別繪制W（u）-1/u的標(biāo)準(zhǔn)曲線和

s-t/r2的實(shí)測(cè)曲線（如圖1），將實(shí)測(cè)曲線置于標(biāo)準(zhǔn)曲線上，在保持對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸彼此平行的條件下相對(duì)平移，直至兩曲線重合為止。任取一匹配點(diǎn)，記錄匹配點(diǎn)的坐標(biāo)值：W（u）、1/u、S、t/r2，代入上述公式中分別計(jì)算有關(guān)參數(shù)。

計(jì)算結(jié)果如表4。

5.5 非穩(wěn)定流抽水直線法

計(jì)算結(jié)果如表5。

綜上，針對(duì)擬建場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，采取穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流兩種試驗(yàn)方式，選擇多種計(jì)算公式，所計(jì)算的結(jié)果存在一定的差異，即2-3層滲透系數(shù)K=0.171～3.419m/d，考慮到井損、有效井徑和影響半徑等參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的不利影響，推薦采用穩(wěn)定流觀測(cè)孔資料、非穩(wěn)定流配線法和直線法的計(jì)算結(jié)果平均值1.726m/d（2.00×10-3cm/s）。

6 涌水量估算

根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》，對(duì)于封閉性疏干降水，基坑涌水量按下述經(jīng)驗(yàn)公式估算：

以K9+430～K9+730段為例估算涌水量，如表6。

7 結(jié)論

（1）隧址區(qū)影響設(shè)計(jì)施工的含水層為2-3層承壓含水層，其上下一般分布有黏性土隔水層，該層承壓水與太湖水之間水力聯(lián)系不密切，測(cè)得其靜水位標(biāo)高約為1.1m。

（2）針對(duì)擬建場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，采取穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流兩種試驗(yàn)方式，選擇多種計(jì)算公式，所計(jì)算的結(jié)果存在一定的差異，即2-3層滲透系數(shù)K=0.278～3.419m/d，考慮到井損、有效井徑和影響半徑等參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的不利影響，推薦采用穩(wěn)定流觀測(cè)孔資料、非穩(wěn)定流配線法和直線法的計(jì)算結(jié)果平均值1.726m/d（2.00×10-3cm/s）。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊太華.上海復(fù)興東路隧道工程深基坑抽水試驗(yàn)分析[J].西部探礦工程，2004（10）：124-125.

[2]聶慶林，高廣東，等.抽水試驗(yàn)確定承壓含水層參數(shù)方法探討[J].水文地質(zhì)與工程地質(zhì)，2009（4）：37-40.

[3]趙琳琳，肖長(zhǎng)來(lái)，等.基于抽水試驗(yàn)的多種方法確定水溫地質(zhì)參數(shù)[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2015（2）：306-309.

[4]朱保坤，茍聯(lián)盟，等.基于抽水試驗(yàn)的滲透系數(shù)計(jì)算方法對(duì)比與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（27）：71-72.