付國茂

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原　030006)

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抽水試驗(yàn)在太原地鐵2號線某車站勘察中的應(yīng)用

付國茂

(山西省交通科學(xué)研究院，山西太原030006)

摘要:結(jié)合太原某地鐵車站的水文及工程地質(zhì)條件，對該車站進(jìn)行了分層抽水試驗(yàn)，并采用多種計(jì)算方法，分析了抽水試驗(yàn)結(jié)果，獲得了兩層抽水深度范圍內(nèi)含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，為基坑降水設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞:地鐵車站，抽水試驗(yàn)，滲透系數(shù)，地質(zhì)條件

0　引言

地鐵車站往往處在城市中心，周邊建筑密布?；邮┕な艿叵滤绊懛浅４?，若降水措施處理不當(dāng)，將導(dǎo)致工程本身出現(xiàn)安全事故的同時(shí)還會嚴(yán)重影響到周邊建筑的穩(wěn)定。而基坑降水的成敗直接取決于水文地質(zhì)參數(shù)的取值是否準(zhǔn)確。

太原地下水位埋深較淺，水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，存在多層地下水，為了較為準(zhǔn)確的獲取含水層滲透系數(shù)，采用多組多孔分層抽水試驗(yàn)，并結(jié)合穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流計(jì)算方法進(jìn)行分析，為基坑降水設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)寬度為24．3 m，為地下3層結(jié)構(gòu)，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(hù)形式為地下連續(xù)墻。

2　場地工程地質(zhì)條件

該車站場地0 m～50 m深度范圍內(nèi)揭露的地層為:第四系全新統(tǒng)人工堆積層()、第四系全新統(tǒng)中、早期河流相沖、洪積層()、第四系上更新統(tǒng)河流相沖、洪積層()。共劃分為9個(gè)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(zhì)條件

在勘探深度范圍內(nèi)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(nèi)，潛水主要以第①層人工填土和第③層粉細(xì)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(nèi)存在第④層粘質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土層，場區(qū)內(nèi)分布較穩(wěn)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(xì)砂，第⑥層粉質(zhì)粘土夾粘質(zhì)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(nèi)承壓水含水層主要是第⑦層含礫細(xì)砂、第⑧層圓礫。水位埋深為2．18 m～2．28 m。

4　抽水試驗(yàn)方法、結(jié)果

4．1抽水試驗(yàn)方法

共進(jìn)行多孔抽水試驗(yàn)2組(見圖1)。

1組為19 m的潛水井(W1)，帶1個(gè)觀測孔(G1);1組32 m的承壓水井(W2)，帶2個(gè)觀測孔(G2，G3)。成井后采用穩(wěn)定流抽水，按非穩(wěn)定流觀測要求進(jìn)行觀測每個(gè)抽水孔。進(jìn)行3次降深的抽水試驗(yàn)，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(yàn)布置示意圖

4．2試驗(yàn)結(jié)果

對W1，W2孔分別進(jìn)行3次降深的多孔抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

并繪制Q—S關(guān)系曲線，見圖2，圖3。

5　水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算

圖2　W1井Q—S關(guān)系曲線圖

圖3　W2井Q—S關(guān)系曲線圖

5．1穩(wěn)定流計(jì)算

采用裘布依穩(wěn)定流理論公式進(jìn)行計(jì)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(jīng)計(jì)算，潛水井(19 m)1．92 m～15．00 m段含水層平均滲透系數(shù)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(shù)為6．38 m/d;平均影響半徑為82．13 m。計(jì)算結(jié)果見表3。

表3　穩(wěn)定流方法計(jì)算結(jié)果

5．2非穩(wěn)定流計(jì)算

利用抽水試驗(yàn)的觀測數(shù)據(jù)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(jù)泰斯公式的近似表達(dá)式:

表4　S—lgt曲線方法計(jì)算成果

5．3參數(shù)選取

根據(jù)穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流計(jì)算結(jié)果，知天然狀態(tài)下，即徑向無限補(bǔ)給，豎向頂托和下滲補(bǔ)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(shù)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(shù)為7．08 m/d;影響半徑為82．13 m。

6　結(jié)語

通過兩組多孔抽水試驗(yàn)，并采用穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流方法進(jìn)行計(jì)算，獲得太原地鐵某車站場地內(nèi)0 m～19 m，19 m～32 m兩層抽水深度范圍內(nèi)含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，為該基坑降水設(shè)計(jì)提供重要參考，同時(shí)也為太原今后地鐵勘察抽水試驗(yàn)提供借鑒。

參考文獻(xiàn):

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［3］ 常士驃，張?zhí)K明．工程地質(zhì)手冊［M］．第4版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007:996-1003．

［4］周志芳，湯瑞涼，汪斌．基于抽水試驗(yàn)確定含水層水文地質(zhì)參數(shù)［J］．河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1999，27(3): 5-8．

中圖分類號:TU412

文獻(xiàn)標(biāo)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