抽水试验在太原地铁2号线某车站勘察中的应用

付国茂

(山西省交通科学研究院，山西太原　030006)



抽水试验在太原地铁2号线某车站勘察中的应用

付国茂

(山西省交通科学研究院，山西太原030006)

摘要:结合太原某地铁车站的水文及工程地质条件，对该车站进行了分层抽水试验，并采用多种计算方法，分析了抽水试验结果，获得了两层抽水深度范围内含水层的水文地质参数，为基坑降水设计提供了依据。

关键词:地铁车站，抽水试验，渗透系数，地质条件

0　引言

地铁车站往往处在城市中心，周边建筑密布。基坑施工受地下水影响非常大，若降水措施处理不当，将导致工程本身出现安全事故的同时还会严重影响到周边建筑的稳定。而基坑降水的成败直接取决于水文地质参数的取值是否准确。

太原地下水位埋深较浅，水文地质条件较复杂，存在多层地下水，为了较为准确的获取含水层渗透系数，采用多组多孔分层抽水试验，并结合稳定流和非稳定流计算方法进行分析，为基坑降水设计提供重要参考。

1　工程概况

拟建太原地铁2号线某车站位于太原市中心。该车站长度为251．3 m，标准宽度为24．3 m，为地下3层结构，拟采用明挖顺做法(局部铺盖)施工，开挖深度约为24．44 m，基坑支护形式为地下连续墙。

2　场地工程地质条件

该车站场地0 m～50 m深度范围内揭露的地层为:第四系全新统人工堆积层()、第四系全新统中、早期河流相冲、洪积层()、第四系上更新统河流相冲、洪积层()。共划分为9个层次，各地层主要的工程特性情况如表1所示。

表1　各土层工程特性一览表

3　场地水文地质条件

在勘探深度范围内地下水类型可分为潜水、承压水两种类。

1)潜水含水层。

在19 m深度范围内，潜水主要以第①层人工填土和第③层粉细砂为主要含水层。静水位埋深为1．72 m～2．63 m。

2)第一承压水含水层。

在19 m～32 m深度范围内存在第④层粘质粉土夹粉质粘土层，场区内分布较稳定，其下含水层具有承压性。承压水含水层主要是第⑤层含砾中细砂，第⑥层粉质粘土夹粘质粉土为相对隔水层。静水位埋深为2．11 m～3．25 m。

3)第二承压水含水层。

在32 m深度范围内承压水含水层主要是第⑦层含砾细砂、第⑧层圆砾。水位埋深为2．18 m～2．28 m。

4　抽水试验方法、结果

4．1抽水试验方法

共进行多孔抽水试验2组(见图1)。

1组为19 m的潜水井(W1)，带1个观测孔(G1);1组32 m的承压水井(W2)，带2个观测孔(G2，G3)。成井后采用稳定流抽水，按非稳定流观测要求进行观测每个抽水孔。进行3次降深的抽水试验，降深由小到大，潜水井(19 m)最大降深为12．61 m，承压水井(32 m)最大降深为22．54 m，第一次、第二次降深分别为最大降深的1/3，2/3。

图1　抽水试验布置示意图

4．2试验结果

对W1，W2孔分别进行3次降深的多孔抽水试验，试验结果见表2。

表2　抽水试验数据表

并绘制Q—S关系曲线，见图2，图3。

5　水文地质参数计算

图2　W1井Q—S关系曲线图

图3　W2井Q—S关系曲线图

5．1稳定流计算

采用裘布依稳定流理论公式进行计算，承压水井选用公式:

影响半径选用公式:

潜水井影响半径选用公式:

经计算，潜水井(19 m)1．92 m～15．00 m段含水层平均渗透系数为6．57 m/d;平均影响半径为99．87 m;承压井(32 m)20．10 m～29．50 m段含水层平均渗透系数为6．38 m/d;平均影响半径为82．13 m。计算结果见表3。

表3　稳定流方法计算结果

5．2非稳定流计算

利用抽水试验的观测数据作观测孔或主孔的S—lgt曲线，求出曲线段中直线部分的斜率。根据泰斯公式的近似表达式:

表4　S—lgt曲线方法计算成果

5．3参数选取

根据稳定流和非稳定流计算结果，知天然状态下，即径向无限补给，竖向顶托和下渗补给、单井抽水量很小的情况下，潜水井1．92 m～19．00 m段含水层平均渗透系数为6．93 m/d;影响半径为99．87 m。承压井20．10 m～29．40 m段含水层平均渗透系数为7．08 m/d;影响半径为82．13 m。

6　结语

通过两组多孔抽水试验，并采用稳定流和非稳定流方法进行计算，获得太原地铁某车站场地内0 m～19 m，19 m～32 m两层抽水深度范围内含水层的水文地质参数，为该基坑降水设计提供重要参考，同时也为太原今后地铁勘察抽水试验提供借鉴。

参考文献:

［1］杨柳，杨正文．岩土工程勘察中抽水试验探讨［J］．工程建设，2009(3):24-26．

［2］ 余学鹏，门妮．完整井稳定流抽水试验渗透系数的确定分析［J］．铁道勘察，2010(6):38-40．

［3］ 常士骠，张苏明．工程地质手册［M］．第4版．北京:中国建筑工业出版社，2007:996-1003．

［4］周志芳，汤瑞凉，汪斌．基于抽水试验确定含水层水文地质参数［J］．河海大学学报(自然科学版)，1999，27(3): 5-8．

中图分类号:TU412

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0066-02

收稿日期:2016-04-09

作者简介:付国茂(1984-)，男，工程师

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