合肥市區(qū)工勘中常見地下水及防水措施研究

魏 剛

(煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230041)

1 概述

合肥市坐落在安徽省中部，位于江淮分水嶺的南側(cè)。地形相對較平緩，地勢總體西北高、東南低，除大蜀山錐狀火山丘孤峰凸起，高程達(dá)282.1 m外，海拔多在50 m以下。地貌單元屬江淮波狀平原。本次研究區(qū)包括合肥市區(qū)、規(guī)劃新區(qū)，以及長豐縣、肥東縣、肥西縣的部分區(qū)域。

本區(qū)地表主要覆蓋為第四系灰黃色、黃褐色黏土、亞黏土，近代沖積層主要分布在河流的中下游。區(qū)域地下水可劃分成以下三種基本類型：松散巖類孔隙含水層(組)、碎屑巖類裂隙孔隙含水層(組)、基巖裂隙含水層(組)。

2 工勘中常見地下水

2.1 工程勘察工作內(nèi)容

巖土工程勘察目的是查清地層和地下水空間分布情況，提供巖土體工程性質(zhì)設(shè)計參數(shù)為工程設(shè)計提供依據(jù)。對工程場地的穩(wěn)定性與適應(yīng)性進行評價；提出地基、基礎(chǔ)設(shè)計等各項工程方案；預(yù)測后期施工中可能出現(xiàn)的巖土類工程問題，并提出對應(yīng)的施工措施和防治建議；預(yù)測工程對環(huán)境的影響及環(huán)境變化可能對工程的影響。

2.2 勘察手段

巖土勘察中有多種勘察手段，本地區(qū)通常選用采取鉆探、原位測試(靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗等)以及室內(nèi)試驗等綜合勘察手段。

2.3 該區(qū)地層分布

按不同地貌單元將本區(qū)一般性地層分布分別描述如下。

2.3.1河漫灘、一級階地區(qū)

該區(qū)一般地層分布如下：

④層強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖(K)：棕紅色，層理結(jié)構(gòu)不明顯，無光澤，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，破碎，干鉆鉆進較容易，遇水易軟化。場地內(nèi)普遍分布。

⑤層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖(K)：棕紅色，層理結(jié)構(gòu)不明顯，無光澤，以黏土和礦物為主，裂隙發(fā)育，巖芯呈柱狀。鉆進較為困難，表部較破碎，隨深度增加風(fēng)化程度逐漸減弱，巖石逐漸趨于較完整。

2.3.2波狀平原區(qū)

該區(qū)一般地層分布如下：

2.3.3丘陵崗地區(qū)

該區(qū)一般地層分布如下：

②層強風(fēng)化砂巖(K)：棕紅色，層理結(jié)構(gòu)不明顯。部分鉆孔夾碎石，粒徑2 cm～8 cm。

③中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖(K):棕紅色，無明顯層理結(jié)構(gòu)。該層較厚，未揭穿。

2.4 常見地下水及水文地質(zhì)特征

在工程勘察過程中，可根據(jù)地層分布情況，初步判斷該區(qū)地下水類型。結(jié)合水位觀測、抽(注)水試驗、連通試驗以及室內(nèi)水化學(xué)分析，對含水層的富水性、導(dǎo)水性、理化性質(zhì)進行定量分析。

本區(qū)巖土工程勘察中常見地下水有：

1)賦存于第四系全新統(tǒng)(Q4)、上更新統(tǒng)(Q3)黏土、亞粘土中的松散巖類孔隙水，鉆探揭露該含水層一般與上部包氣帶水混合，富水性弱，主要為潛水。潛水(含包氣帶水)主要賦存于①層、②層土，③層黏土、亞黏土，透水性能差，可看做弱透水層，能起到一定的隔水作用，該含水層抽水試驗單井涌水量10 m3/d～100 m3/d，供水意義不大。

2)賦存于第四系全新統(tǒng)(Q4)、上更新統(tǒng)(Q3)粉土、粉砂、細(xì)砂中的孔隙水，一般位于河流的一級階地區(qū)，有穩(wěn)定水頭，富水性較好，為潛水或弱承壓水。弱承壓水賦存于③-1層粉土、③-2層粉細(xì)砂中，含水層抽水試驗單井涌水量一般在30 m3/d～500 m3/d，局部可達(dá)1 000 m3/d以上。

3)賦存于第三系(N)、白堊系(K)、侏羅系(J)等中生代地層的碎屑巖類裂隙、孔隙水，含水巖組為砂礫巖、砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖等，一般又稱為紅層裂隙水，富水性弱，為承壓水。紅層裂隙承壓水主要賦存于④層強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，該層裂隙發(fā)育，地下水徑流方向受多種因素影響，水位及埋深變化較大，該層抽水試驗單井涌水量一般在10 m3/d～200 m3/d，張性斷裂帶附近抽水試驗單井涌水量可達(dá)600 m3/d。中生代泥砂巖為壓實沉積，⑤層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖裂隙不發(fā)育，一般可看做隔水層。

4)巖漿巖裂隙含水層，區(qū)內(nèi)僅分布在大蜀山，埋深較大，裂隙不發(fā)育，富水性極弱，僅在大蜀山開展壓水試驗時觸及該層，對工程施工影響小，不再探討。

2.5 地下水補、徑、排條件

1)地下水補給。

本區(qū)天然降水較豐富，是地下水的主要補給來源。在廣大的波狀平原區(qū)，地形坡度不大，較利于降水補給。尤其是降雨量大、時間較長時，大氣降水對地下水有顯著的補給作用，雨后地下水位有明顯的上升。雨水是本區(qū)地下水的主要補給來源，地表水的徑流、入滲也可以補給地下水，在地表水體周邊的民井水位一般偏高。

2)地下水徑流。

地下水流向整體為西北向東南，與地形起伏基本一致。

3)地下水排泄。

本區(qū)地下水極限蒸發(fā)深度一般高于地下水位埋深，蒸發(fā)作用不是地下水的主要排泄形式。主要形式為不同水期交替性補給河流，埋藏較深的地下水以極緩慢的地下徑流形式向區(qū)外排泄。另一排泄方式為少量的人工開采利用地下水。

3 地區(qū)施工防水措施

3.1 防水措施簡介

3.1.1降水措施

基礎(chǔ)施工過程中，要求地下水水位要在基坑的基礎(chǔ)墊層以下，埋深大于0.5 m。故當(dāng)?shù)叵滤绊懙叵鹿こ淌┕ぁ⑹褂脮r，就必須采取降水措施，常用的工程降水方法有集水明排和降水井。

集水明排是指用明溝、集水井、管道等組成排水系統(tǒng)，將水排出基坑。基坑開挖不深、場地水力條件簡單時選用該方法往往更加便捷、經(jīng)濟。

當(dāng)含水層為多層，水力條件相對復(fù)雜時，宜選用降水井法。常用方法有：真空井點、噴射井點、管井、滲井等。

3.1.2止水措施

當(dāng)?shù)叵滤晃挥诨涌拥滓陨蠒r，需設(shè)置止水帷幕，帷幕要插入坑底滲透系數(shù)較小的地層中。常用的止水帷幕有：地下連續(xù)墻、攪拌樁、旋噴樁、重力式擋墻等。

3.2 本區(qū)常用施工防水措施

本區(qū)各地貌單元一般性地層以及地下水分布特征存在明顯差異，故將施工中常用的地下水防水措施按地貌單元分類，分述如下。

3.2.1河漫灘、一級階地區(qū)

1)該地貌區(qū)域黏土、亞黏土地層，局部夾粉土，滲透系數(shù)K在10-5cm/s～10-6cm/s，含水層抽水試驗單井涌水量10 m3/d～100 m3/d，富水性差。基坑坑底若在③層以上，基坑開挖時，坑內(nèi)可采用集水井、明溝降、排地下水，坑外設(shè)置截水、擋水設(shè)施，防止地表水流入坑內(nèi)。

2)③-1層粉土、③-2層粉細(xì)砂，滲透系數(shù)K在10-3cm/s～10-4cm/s，含水層抽水試驗單井涌水量一般在30 m3/d～500 m3/d，局部可達(dá)1 000 m3/d以上，富水性良好?；涌拥兹粼谠搶?，基坑開挖時，宜采用擋土墻、水泥攪拌樁等止水措施，帷幕插入到下部中生代砂巖，坑外設(shè)置截水、擋水設(shè)施，防止地表水流入。

3)④層強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，該層裂隙發(fā)育，滲透系數(shù)K在10-4cm/s～10-5cm/s。⑤層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖裂隙不發(fā)育，滲透系數(shù)K<10-7cm/s，一般看做隔水層。基坑坑底若在基巖層，基坑開挖時，坑內(nèi)可采用集水井、明溝降、排地下水。若周邊有導(dǎo)通的張性斷裂帶，安全起見，宜采用水泥攪拌樁等止水帷幕。

3.2.2波狀平原區(qū)

該地貌區(qū)域以黏性土地層為主，顆粒結(jié)構(gòu)密實，滲透系數(shù)K在10-6cm/s～10-7cm/s，含水層抽水試驗單井涌水量一般小于10 m3/d，富水性極差?；娱_挖時，坑內(nèi)采用明溝降、排地下水即可，主要防止雨水、地表水流入。

3.2.3丘陵崗地區(qū)

丘陵崗地區(qū)一般基巖埋藏很淺，局部基巖直接露頭。只有極少量裂隙水賦于強風(fēng)化砂巖的風(fēng)化裂隙中。透水性、富水性均較差。基坑開挖時，一般采用明溝降、排水即可。

3.3 防水效果

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，在區(qū)內(nèi)大量施工案例中，采取以上相應(yīng)地下水防水措施，均能起到很好的降水、止水作用，本文所研究的一般性防水措施在合肥地區(qū)有很好的應(yīng)用效果和參考價值。

4 結(jié)語

合肥市區(qū)地形較平緩，地層分布相對簡單。地貌單元與地層分布間有很強的規(guī)律性，地層與地下水分布之間有明顯的關(guān)聯(lián)性。通過整體宏觀分析整個地區(qū)工程勘察的一般性地層及相應(yīng)地下水的水文地質(zhì)特征，地下水的補、徑、排條件，可得出一般地貌單元的邊坡和基坑等工程，施工過程中常用的降水、止水措施，能為施工方案設(shè)計提供合理、可靠的參考依據(jù)。