淺談承壓水抽水試驗施工技術

李俊麒+王文軒

摘 要：基坑降水是保證基坑開挖過程方便、安全的重要施工環(huán)節(jié)。施工前，通過抽水試驗可確定開挖地層水文地質參數(shù)，分析水文地質特性，制定有針對性、合理可行的基坑降水方案，從而防止基坑開挖過程中產生突涌，漏水漏砂現(xiàn)象，確?；邮┕ぐ踩１疚囊陨虾＼壍澜煌?3號線三期108標土建工程中科路站抽水試驗為例，淺談抽水試驗具體技術措施及方案。

關鍵詞：抽水試驗；水文地質；承壓水

上海軌道交通13號線三期108標土建工程對⑤3t及其相鄰⑤31層、⑤32層進行抽水試驗，從而確定地層水文地質參數(shù)并分析水文地質特性，制定有針對性的降水施工方案。依托本標段抽水試驗過程及結果分析，總結試驗過程及試驗結果處理的關鍵技術措施，為后續(xù)施工提供經驗參考。

1 工程概況

1.1 基坑概況

擬建上海軌道交通13號線三期108標中科路站車站主體位于中科路（交金科路）下方。車站全長292.37m（內襯外邊線），標準段車站寬20.9m（內襯外邊線），站臺中心里程為K35+207.713。本站為地下二層島式站臺車站，車站采用明挖法施工，標準段底板埋深為18.459～17.941m，采用800mm厚地下連續(xù)墻+400mm厚雙層襯砌結構，墻長34～33.5m。

1.2 場地工程地質條件

本工程車站擬建場地在勘察揭露的深度范圍內，均為第四紀松散沉積物，屬第四系河口、濱海、淺海、沼澤相沉積層，主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，一般具有成層分布特點。根據(jù)勘察成果表明，本標段工程沿線區(qū)域勘察深度范圍內主要為第四系的全新統(tǒng)（Q4）及上更新統(tǒng)（Q3）地層。其中影響該工程地質土層有：第③層夾層灰色砂質粉土層及局部第③層灰色淤泥質粉質粘土層，第③夾灰色粉質粘土層、第⑤3t層地段粉質較重，在水動力作用下，易產生管涌、流砂、坍塌等現(xiàn)象。

1.3 場地水文地質條件

擬建場地淺部地下水屬潛水類型?？辈旖沂?，由于本場地第⑤3t層中也具有滲透性較強的薄層粉性土分布，出于工程重要性考慮，勘察也考慮第⑤3t層賦含微承壓水的可能性，測量第⑤3t層微承壓水的水位埋深，測得微承壓水水位穩(wěn)定埋深為7.18～7.80m（相應標高為-2.86～-3.02m）。

承壓水主要分布于第⑦2層色粉砂質粉土層中。根據(jù)上海地區(qū)的區(qū)域資料，承壓水埋深一般在3～12m，均低于潛水水位，并呈周期性變化。

2、抽水試驗布置

2.1 抽水試驗目的及技術要求

（1）實測⑤3t層的地下水位，確定⑤3t層減壓降水幅度；

（2）實測⑤3t層單井涌水量以及距離抽水井一定距離的水頭降深，實測停止抽水后水位恢復速度，求解該層的水文地質參數(shù)，分析該層的水文地質特性，確定后期現(xiàn)場用電排水風險控制；

（3）確定⑤3t層、⑤31層、⑤32層之間的水力聯(lián)系情況；

（4）確定基坑降水施工方案。

2.2 抽水試驗工作量的布置

根據(jù)抽水試驗目的和技術要求，并結合圍護設計與基坑降水關系，試驗將布置3種類型的試驗井。為分析⑤3t層的水文地質特性，共布置2口⑤3t層的抽水試驗井，鑒于⑤3t層為粉質粘土夾粘質粉土層，其滲透系數(shù)一般較小，2口試驗井間距布置為約10m，井深度32m。為分析各層之間的水力聯(lián)系，另各布置1口⑤31層和⑤32層的抽水試驗井，其距離⑤3t層抽水井間距約10m（基坑降水期間⑤3t層抽水井距離保護建構筑物距離大于10m）。試驗井均設置為完整井（井底位于含水層底），井深度39m，43m。

3 抽水試驗測量

3.1 試驗測量頻率

抽水觀測時間按開泵后規(guī)定的時間間隔進行，水位觀測時間為：開始抽水后前2小時內每隔30min觀測一次，抽水2小時至6小時每隔1小時觀測一次，抽水6小時至12小時每隔2小時觀測一次，抽水12小時至24小時每隔4小時觀測一次。

停止抽水后觀測觀測井恢復水位，觀測時間為停止抽水后第1'、2'、3'、4'、6'、8'、10'、15'、20'、25'、30'、40'、50'、60'、90'、120'，以后每隔30min觀測一次，至480'后每60min觀測一次，至720'后每2h觀測一次，直至水位恢復至初始水位或至試驗截止時間。

3.2 試驗測量要求

（1）穩(wěn)定水位觀測

抽水試驗開始前，連續(xù)2小時觀測抽水井及觀測井內的地下水位。如果觀測水位變化幅度不大于2.0cm，認為地下水位處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）抽水試驗要求

正式開始抽水之前，要檢查電源、水泵是否完好，校正測線，統(tǒng)一時間起點，人員及設備到位，排水途徑貫通。通知甲方試驗開始時間，并請甲方協(xié)調相關事宜，保證抽水試驗的順利進行。

抽水試驗的出水量Q，應保持常量，如有變化，其允許波動率應小于3%。抽水期間應對抽水井動水位進行間隔觀測。

（3）恢復水位的觀測

地下水位穩(wěn)定標準為：連續(xù)2小時內的水位變幅不大于2.0cm。每次抽水試驗結束，待水位恢復穩(wěn)定后方可進行下一組抽水試驗。

4 成果分析

（1）抽水試驗期間實測⑤3t層初始水位埋深3.49～5.03m（標高+0.94～-0.60m）。實測⑤31層初始水位埋深4.92～5.57m（標高-0.49～-1.14m）。實測⑤32層初始水位埋深5.53～6.09m（標高-1.1～-1.66m）。

（2）抽水試驗實測⑤3t層單井出水量約22.9m3/d（持續(xù)出水，未斷流）；⑤32層單井出水量約30.3m3/d（持續(xù)出水，未斷流）；⑤31層抽水約2.5h后產生斷流現(xiàn)象，累計出水量約2.1m3。實測抽水井水位恢復速率⑤32層大于⑤3t層大于⑤31層，同地質資料揭示其土層特性分析成果相一致。

（3）通過試驗實測數(shù)據(jù)反演求解⑤3t層微承壓水含水層水文地質參數(shù)見下表。

（4）試驗期間⑤3t層降水時，其下⑤31、⑤32層水位均無明顯變化。分析認為，⑤3t層降水時⑤31層可視為相對隔水層，⑤32層對⑤3t層無明顯越流補給現(xiàn)象。基坑地下連續(xù)墻已進入⑤31層至少2.5m，隔斷⑤3t層基坑內外水力聯(lián)系，對⑤3t層可直接采用疏干降水型式。

（5）對⑤32層降水時，其上⑤31層存在較為明顯的水位變化，但⑤3t層水位無明顯變化。結合⑤3t層降水時⑤31層、⑤32層水位變化情況進行分析，⑤31層在近⑤32層區(qū)域可能分布有一定量的粉性土層，對⑤32層降水引起其水位下降，⑤31層在近⑤3t層區(qū)域主要以粘性土分布為主，其可視為隔水層。結合基坑圍護設計圖紙，地墻并未進入⑤32層，應盡量減少對⑤32層的減壓降水。本工程僅西端頭井位置處于⑤32層減壓降水臨界狀態(tài)。

5 結束語

根據(jù)降水試驗，通過穩(wěn)定水位觀測、抽水過程中出水量實時觀測、恢復水位的觀測，可確定施工區(qū)域內土層承壓水水位實測埋深，通過實際出水量判斷土層特性，并針對相應工程實測試驗結果，制定專項、可行且更加符合實際的降水方案。有效防止突涌、漏水漏砂等現(xiàn)象，保證基坑施工過程中的安全。