抽水试验在地铁勘察中的应用

抽水试验在地铁勘察中的应用

左战旗

中铁第六勘察设计院集团有限公司 , 天津 300000

摘要：渗透系数是工程降水设计中的重要参数。由于水文地质条件的复杂性和计算方法的多样性，致使渗透系数的测试与计算往往存在着较大的差异。因在现场进行抽水实验能够对含水层的相关参数、地下水的流动速度以及地下水的流向等进行精准的测定，并对孔隙的潜水以及承压水水头的高度进行准确的测量，而且可以对地下水进行直接采集来用于对地下水的水质进行分析，本文主要对抽水实验在地铁勘察中的应用进行探讨。

关键词：地铁；工程勘察；抽水试验

1 引言

在一般建筑物的岩土工程勘察中，设计单位的勘察报告中的水文地质评价仅限于水位、水质的描述。但在地下工程尤其是地铁工程的岩土工程勘察中，水文地质工作非常重要，必须进行科学、合理的抽水试验，取得准确而又可靠的水文地质参数，才能为工程的设计和施工提供有效的水文地质依据，从而避免造成重大的工程事故和经济损失。除此之外，还应该考虑到上层滞水的存在，由于上层滞水是影响地铁线路地基的重要因素，因此，需要对其进行考虑，以确保地铁工程的实施万无一失。

2 抽水试验的要求

地铁工程具有线路长、埋藏深、工法多、规模大的特征，地铁岩土工程勘察也兼有线路勘察、建筑物勘察、基坑工程勘察的特点。就广州地铁来说，多条线路穿越过珠江，为了保证岩土工程勘察的成果质量，勘察总体单位制定了详细勘察阶段岩土工程勘察总体技术要求，对抽水试验工作作出了明确的要求:必须执行《城市轻轨交通岩土工程勘察规范》和《岩土工程勘察规范》的有关规定。在珠江及附近车站，采用带观测孔的抽水试验，确定各含水层间的补给关系和地下水参数。同时应设置不少于2个长期观测孔，进行地下水动态观测。如遇砂层很发育，宜进行群孔抽水。在沉管法施工的江中，必须作群孔抽水试验。一般地段做单孔简易抽水试验，计算地层综合渗透系数。并在水文地质条件复杂地段设置长期观测孔。

3 抽水试验的具体要求

3.1 一般技术方面的要求

一般技术方面的要求主要应该包含以下几个方面：首先，在进行钻探时，应该以相关性要求作为相应的标准，来对水文地质进行简单的观测；其次，在对各含水层或含水带的承压水头的高度、静水位、水量和以及水质来进行分层形式的评价，并对这些含水层之间的止水工作进行严格执行；再次，应该通过对含水层或者含水带具体的颗粒级配、岩溶发育、风化破碎的程度以及具体的填充情况来对过滤器的安装进行决定，在对过滤器进行安装的过程中，需要将其位置与长度同含水层相互对应，不允许出现错位的现象；最后，在对过滤器进行的安装结束后，应该在抽水实验之前采取洗孔操作。

3.2 抽水试验过程的具体要求

在进行抽水实验之前与之后应该对有效的孔深进行精准的测量，抽水实验所使用的孔应该采用稳定流型抽水实验，而当含水层为多层时，应该采取分层的方法来进行抽水实验，这便要求在钻孔的过程中，应该按照当时设计的孔深进行一次性完成钻孔，并从下到上进行分层形式的抽水，具体要求如下：首先，若含水层的地质条件为基岩，应该根据基岩破碎的具体程度来对部分含水层是否设置滤管进行决定；其次，应做好洗孔工作，在操作洗孔的过程中，应观察出水是否清澈、是否无砂、是否无沉淀物等，并对稳定后的水位进行精准的测量；再次，应该在试验过程中对稳定并产生延续性的抽水时间进行确定，当地质条件为粘性土时，抽水时间为24h，当地质条件为砂土时，抽水时间为16h，当地质条件为碎石土时，抽水时间为8h。如果抽水试验的类型为非稳定流型抽水试验，具体的延续性的抽水时间应该按照相关的规定和要求来选定；第四，流量相对稳定的重要标准，为了是涌水量能够处在不连续行的减小或增大的区间之中，每一次流量差的最大值和平均的流量值之间的比例应在3%之内。

3.3 其他技术方面的要求

在进行抽水实验的过程中，除上述要求之外，还应该注意一些其他的要求。首先，应对抽水所使用的仪器设备以及测量测试所使用的仪器设备进行合理的选择，并且需要完成正式抽水前6h左右的试抽工作，在进行试抽工作的过程中，应该对孔深以及静止状态下的水位进行测量，并根据试抽来对水位可能出现下降的最大值进行确定，同时还应该对水位出现下降同涌水量之间的内在关系进行测定；其次，在进行正式抽水试验的过程中，需要进行三次抽水，并且应该对三次抽水的水位降深值同三次抽水之前水柱的具体高度做出对比，最为理想的情况是与水柱在抽水前高度的1/6,2/3以及1/2相互一致；再次，应该保证出水量、水位在进行测量的过程中，水位出现的波动应在合适的范围内，当水泵进行抽水的过程中，应保持波动在5cm之内；当空压机在进行抽水的过程中，应该保持波动在10~15cm之内；出水量出现波动最好控制在标准范围的3%之内；第四，当每次水位出现下降时，应对抽水试验所使用到的孔进行出水量和动水位的观测，观测的时间应该从低5分钟开始，每隔5分钟进行一次观测，观测至0.5h时，之后每隔0.5h进行观测一次；第五，当抽水试验操作完成后，抽水实验所使用孔的恢复水位应该在停泵之后按照指定的时间进行测定，完成0.5h的测定之后，也按照每隔0.5h进行一次恢复水位的测定，一直测定到静止水位形成后；最后，在进行抽水试验的过程中，应该对水位、水量的曲线图和其他相关表格进行及时的绘制，以当出现异常状况时，能够及时对其纠正。

结语

随着GIS社会化的浪潮，组件式GIS将会得到更加广泛的应用，从而可以创造出更加巨大的经济价值和社会价值。基于抽水试验资料求解水文地质参数的方法较多，各种方法各有优缺点及适用性。实际工程中，对应用不同方法所求解的参数值进行比较，同时结合场地工程区域地质条件选取合理的参数值，可以有效地为工程设计提供依据。

参考文献：

[1]薛禹群，吴吉春．地下水数值模拟在我国——回顾与展望[J]．水文地质工程地质，2017，24(4)：21-24．

[2]叶俊能。朱庆海，朱敢为．宁波市轨道交通1号线一期工程抽水试验分析[J]．工程地质学报，2018，18：99—114．

[3]石振华，姚天强．基坑降水手册[M]．北京，中国建筑工业出版社，2016．