抽水試驗在太原地鐵2號線某車站勘察中的應用

付國茂

(山西省交通科學研究院，山西太原　030006)

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抽水試驗在太原地鐵2號線某車站勘察中的應用

付國茂

(山西省交通科學研究院，山西太原030006)

摘要:結合太原某地鐵車站的水文及工程地質條件，對該車站進行了分層抽水試驗，并采用多種計算方法，分析了抽水試驗結果，獲得了兩層抽水深度范圍內含水層的水文地質參數，為基坑降水設計提供了依據。

關鍵詞:地鐵車站，抽水試驗，滲透系數，地質條件

0　引言

地鐵車站往往處在城市中心，周邊建筑密布。基坑施工受地下水影響非常大，若降水措施處理不當，將導致工程本身出現安全事故的同時還會嚴重影響到周邊建筑的穩定。而基坑降水的成敗直接取決于水文地質參數的取值是否準確。

太原地下水位埋深較淺，水文地質條件較復雜，存在多層地下水，為了較為準確的獲取含水層滲透系數，采用多組多孔分層抽水試驗，并結合穩定流和非穩定流計算方法進行分析，為基坑降水設計提供重要參考。

1　工程概況

擬建太原地鐵2號線某車站位于太原市中心。該車站長度為251．3 m，標準寬度為24．3 m，為地下3層結構，擬采用明挖順做法(局部鋪蓋)施工，開挖深度約為24．44 m，基坑支護形式為地下連續墻。

2　場地工程地質條件

該車站場地0 m～50 m深度范圍內揭露的地層為:第四系全新統人工堆積層()、第四系全新統中、早期河流相沖、洪積層()、第四系上更新統河流相沖、洪積層()。共劃分為9個層次，各地層主要的工程特性情況如表1所示。

表1　各土層工程特性一覽表

3　場地水文地質條件

在勘探深度范圍內地下水類型可分為潛水、承壓水兩種類。

1)潛水含水層。

在19 m深度范圍內，潛水主要以第①層人工填土和第③層粉細砂為主要含水層。靜水位埋深為1．72 m～2．63 m。

2)第一承壓水含水層。

在19 m～32 m深度范圍內存在第④層粘質粉土夾粉質粘土層，場區內分布較穩定，其下含水層具有承壓性。承壓水含水層主要是第⑤層含礫中細砂，第⑥層粉質粘土夾粘質粉土為相對隔水層。靜水位埋深為2．11 m～3．25 m。

3)第二承壓水含水層。

在32 m深度范圍內承壓水含水層主要是第⑦層含礫細砂、第⑧層圓礫。水位埋深為2．18 m～2．28 m。

4　抽水試驗方法、結果

4．1抽水試驗方法

共進行多孔抽水試驗2組(見圖1)。

1組為19 m的潛水井(W1)，帶1個觀測孔(G1);1組32 m的承壓水井(W2)，帶2個觀測孔(G2，G3)。成井后采用穩定流抽水，按非穩定流觀測要求進行觀測每個抽水孔。進行3次降深的抽水試驗，降深由小到大，潛水井(19 m)最大降深為12．61 m，承壓水井(32 m)最大降深為22．54 m，第一次、第二次降深分別為最大降深的1/3，2/3。

圖1　抽水試驗布置示意圖

4．2試驗結果

對W1，W2孔分別進行3次降深的多孔抽水試驗，試驗結果見表2。

表2　抽水試驗數據表

并繪制Q—S關系曲線，見圖2，圖3。

5　水文地質參數計算

圖2　W1井Q—S關系曲線圖

圖3　W2井Q—S關系曲線圖

5．1穩定流計算

采用裘布依穩定流理論公式進行計算，承壓水井選用公式:

影響半徑選用公式:

潛水井影響半徑選用公式:

經計算，潛水井(19 m)1．92 m～15．00 m段含水層平均滲透系數為6．57 m/d;平均影響半徑為99．87 m;承壓井(32 m)20．10 m～29．50 m段含水層平均滲透系數為6．38 m/d;平均影響半徑為82．13 m。計算結果見表3。

表3　穩定流方法計算結果

5．2非穩定流計算

利用抽水試驗的觀測數據作觀測孔或主孔的S—lgt曲線，求出曲線段中直線部分的斜率。根據泰斯公式的近似表達式:

表4　S—lgt曲線方法計算成果

5．3參數選取

根據穩定流和非穩定流計算結果，知天然狀態下，即徑向無限補給，豎向頂托和下滲補給、單井抽水量很小的情況下，潛水井1．92 m～19．00 m段含水層平均滲透系數為6．93 m/d;影響半徑為99．87 m。承壓井20．10 m～29．40 m段含水層平均滲透系數為7．08 m/d;影響半徑為82．13 m。

6　結語

通過兩組多孔抽水試驗，并采用穩定流和非穩定流方法進行計算，獲得太原地鐵某車站場地內0 m～19 m，19 m～32 m兩層抽水深度范圍內含水層的水文地質參數，為該基坑降水設計提供重要參考，同時也為太原今后地鐵勘察抽水試驗提供借鑒。

參考文獻:

［1］楊柳，楊正文．巖土工程勘察中抽水試驗探討［J］．工程建設，2009(3):24-26．

［2］ 余學鵬，門妮．完整井穩定流抽水試驗滲透系數的確定分析［J］．鐵道勘察，2010(6):38-40．

［3］ 常士驃，張蘇明．工程地質手冊［M］．第4版．北京:中國建筑工業出版社，2007:996-1003．

［4］周志芳，湯瑞涼，汪斌．基于抽水試驗確定含水層水文地質參數［J］．河海大學學報(自然科學版)，1999，27(3): 5-8．

中圖分類號:TU412

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0066-02

收稿日期:2016-04-09

作者簡介:付國茂(1984-)，男，工程師

Application of pumping test in Taiyuan subway line No．2 station survey

Fu Guomao
(Shanxi Academy of Traffic Science，Taiyuan 030006，China)

Abstract:Combining with Taiyuan subway station hydrology and engineering geology conditions，the paper carries out hierarchical pumping test of the station，analyzes the pumping test results by applying various computation methods，and obtains the aquifer hydrology parameters within two-layer pumping depth scope，which has provided some basis for foundation dewatering design．

Key words:subway station，pumping test，permeability coefficient，geological conditions