某過街地道滲流測試分析

摘要：針對某過街地道在施工過程中出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象，通過水位監(jiān)測、流速測試、流向測試、垂向流測試、全孔透水性測試工作，探明滲漏水來源與走向，同時評價地下水量以及對工程的影響，為下一步施工過程中的防滲措施提供參考。

關(guān)鍵詞：滲流；水位；流速；流向；垂向流；全孔透水性

Abstract In allusion to the leakage phenomenon appeared in the process of the underpass，the consequence can proven seepage source and direction，obtain the evaluation of underground water and its influence to the engineering at the same time，provide reference for the next step in the process of construction of seepage control measures through the work that includes the water level monitoring，flow velocity testing，flow direction testing，vertical flow testing，all pore permeability testing.

Key words seepage，water level，flow velocity，flow direction，vertical flow，all pore permeability

1 引言

擬建過街地道主體埋深6.27～12.98m，擬采用新奧法暗挖作業(yè)。

根據(jù)勘察資料，工程場地上部主要為濱海沼澤相沉積的淤泥及淤泥質(zhì)土地層，場地底部主要為巖漿巖，地表覆蓋2-5m不等的雜填土與素填土。地表雜填土滲透系數(shù)較大，透水性好，淤泥質(zhì)土層透水性差。場地周邊距離最近的地表水系為西溪河，距離場地約為85m，位于場地西側(cè)與南側(cè)。另外，在場地東北50m左右有一個小池塘。工程區(qū)域勘探深度范圍內(nèi)淺部有二層地下水，上層屬松散巖類孔隙型潛水，下層屬松散巖類孔隙型承壓水。

在通道施工過程中，兩次出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，對工程造成很大的影響。依據(jù)專家會議意見，需要對工程區(qū)域地下水進(jìn)行測試，探明滲漏水來源與走向。判斷滲漏水補(bǔ)給源，同時評價地下水量以及對工程的影響，為下一步施工過程中的防滲措施提供參考。

2 滲流測試工作內(nèi)容

針對現(xiàn)場工程狀況，布置了14個滲流探測孔（見圖1），并在孔中進(jìn)行了水位監(jiān)測、流速測試、流向測試、垂向流測試、全孔透水性測試工作，并在通道周邊降水井工作前后進(jìn)行了對比測試。

圖1 鉆孔布置圖

3 滲透流速探測

流速探測的主要過程是在帶有濾水管的測孔中投放示蹤劑，逐點(diǎn)測定示蹤劑在鉆孔中的濃度，利用一定時間后鉆孔中示蹤劑的濃度變化來求得鉆孔滲透流速，顯然流速大的地方地下水補(bǔ)給強(qiáng)，示蹤劑濃度下降快。結(jié)合不同位置的鉆孔不同深度的流速數(shù)據(jù)可以得到流速在深度方向與平面方向上的分布，從而得到滲漏的部位。

（1）地下水流速分布

經(jīng)測試，測試區(qū)域所有鉆孔流速均為上大下小的分布形式，淺層流速較大，而深部（6m以下）流速要比淺層小一個數(shù)量級以上。

孔中測試結(jié)果顯示，局部最大的流速為10-3cm/s數(shù)量級，10-4cm/s數(shù)量級以上的較大流速分布地層底板在不同孔中呈現(xiàn)不規(guī)則分布?？拷酀{防滲加固區(qū)的鉆孔滲透性相對較差，而遠(yuǎn)離灌漿區(qū)的部分鉆孔在距離地面5m深度也存在較大流速。

（2）抽水影響下的地下水流速

經(jīng)測試，測試區(qū)域鉆孔流速大流速的深度起伏較大，部分鉆孔大流速深度達(dá)到5m一下，為了和工程施工情況更好地對應(yīng)，在工程2號出口位置采用了2個抽水井，抽水后再次進(jìn)行滲流測試，與抽水前的測試進(jìn)行對比（見表1）。

由表中可以看出，抽水后各孔基本都受抽水的影響，抽水前后的流速、流速異常層位、抽水影響深度，基本在5m深度范圍內(nèi)，抽水影響深度與流速異常深度基本對應(yīng)。距離抽水孔較遠(yuǎn)的孔受抽水影響小于較近的孔。

4 滲透流向探測

滲透流向探測的主要過程是在帶有濾水管的測孔中投放示蹤劑，測定一定時間后示蹤劑在鉆孔中水平方向的不均勻濃度分布，顯然流入的地方示蹤劑濃度下降快。結(jié)合不同位置的鉆孔不同深度的流向數(shù)據(jù)可以得到滲漏的來源與部位。

（1）地下水流向分布

經(jīng)測試，受工程開挖影響，測試區(qū)域所有鉆孔流向主要指向開挖區(qū)域，大部分位置由西、南向向基坑位置補(bǔ)給。D9號鉆孔由于位置緊貼基坑，滲流方向機(jī)會垂直于基坑向坑內(nèi)補(bǔ)給。

圖2 地下水流向圖

（2）抽水工況下的流向

抽水后，受抽水影響，部分鉆孔流向有所偏轉(zhuǎn)，向抽水井方向偏移，但是偏轉(zhuǎn)角度不大，說明地下水滲流受抽水影響較小，也就是說，地下水的流量遠(yuǎn)大于抽水流量。

5 垂向流探測

垂向流流速探測的主要過程是在帶有濾水管的測孔中投放示蹤劑，測定一定時間后示蹤劑在鉆孔中垂直方向的運(yùn)動，顯然承壓地層流入鉆孔，引起示蹤劑向排泄地層移動。結(jié)合鉆孔不同深度的示蹤劑濃度數(shù)據(jù)可以得到垂向流數(shù)據(jù)，進(jìn)而判斷滲漏的垂向來源與深度部位。

（1）地下水垂向流分布

經(jīng)前期地勘報告，工程區(qū)域的下部地層存在承壓含水層。經(jīng)過14個鉆孔的測試，所有鉆孔數(shù)據(jù)均顯示沒有受到下部承壓含水層的影響。

受工程開挖影響，D9號鉆孔由于位置緊貼基坑，滲流方向機(jī)會垂直于基坑向坑內(nèi)補(bǔ)給，且受基坑降水的影響，孔內(nèi)由地表向下垂向流補(bǔ)給。

測試數(shù)據(jù)明顯反應(yīng)，D9鉆孔的水流由潛水一直補(bǔ)給到6m深處，和基坑開挖的情況基本一致。

（2）抽水后地下水垂向流分布

經(jīng)過14個鉆孔的測試，所有鉆孔的垂向流數(shù)據(jù)均顯示沒有受到抽水的影響。

6 鉆孔滲透性與水位分析

（1）抽水后地下水垂向流分布

由于現(xiàn)場測試與施工交叉進(jìn)行，在測試過程中，地下通道周邊在進(jìn)行灌漿防滲處理，為探明各鉆孔滲透特性，用于結(jié)合流速流向探測，共同分析。

試驗(yàn)采用變水頭注水試驗(yàn)進(jìn)行，該試驗(yàn)近似反映了鉆孔的最大滲透系數(shù)，各個測孔滲透系數(shù)如表2所示。

數(shù)據(jù)可以明顯看出D8孔的滲透系數(shù)較小，其它各孔與地勘資料淺層滲透系數(shù)接近，說明D8鉆孔受施工中灌漿的影響，周邊一定范圍內(nèi)的地層整體弱透水。這個數(shù)據(jù)解釋了測試初期降雨后D8孔水位一直高于周邊河塘水位的原因。

（2）抽水后鉆孔水位變化

為了使試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠反映更多的問題，在地下通道2號出口位置設(shè)置了2個抽水井，抽水后各觀測孔的水位變化如下。

圖3 鉆孔水位變化圖

圖中可以明顯看出，受抽水影響，各觀測孔水位基本一致下降，說明降水井對地層的降水是有效的。另外，D1鉆孔由于距離降水井較遠(yuǎn)，水位變化不明顯，說明降水井的影響范圍較小，地下水的補(bǔ)給流量較大。

除此之外，D3鉆孔在降水期間孔水位異常上升，經(jīng)查明，其原因是受灌漿干擾。

7 結(jié)論與建議

（1）施工過程滲漏是由地下水引起的，與周邊管線聯(lián)系不大；

（2）施工過程滲漏是由淺層地下水向下滲漏引起，與深層承壓水關(guān)系不大；

（3）施工過程滲漏是主要由西溪河以及降水補(bǔ)給，補(bǔ)給流量較大，補(bǔ)給方向主要由西、南向入滲；

（4）淺層雜填土滲透性較好，且分布深度差異較大，一些位置分布深度達(dá)到5m以上，導(dǎo)致地下通道頂板距離此地層距離較短，是引起施工過程滲漏的主要原因；

（5）勘察資料顯示，施工區(qū)域存在事先未知的古水塘，此水塘是導(dǎo)致施工過程滲漏的地質(zhì)隱患；

（6）根據(jù)實(shí)際工程情況，采取防滲與排水相結(jié)合的辦法，盡量減小地下水對工程安全的影響；

（7）加強(qiáng)監(jiān)測，對施工區(qū)域周邊的變形、位移以及地下水位在施工過程中的變化適當(dāng)增加監(jiān)測密度。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2] GB/T50123-1999，土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國計劃出版社，1999.