常州城区抽水试验需注意的几点细节

时间:2022-08-03 05:39:33

摘要:本文介绍了常州城区浅层水文地质概况,及抽水试验过程中需要注意的几点细节,对较准确测定含水层渗透系数有较好帮助。

关键词:浅层微承压水;非稳定流;连续稳定出水;配线法

Abstract: This paper introduces the Changzhou city shallow hydrogeological profiles, and pumping test process need to pay attention to a few details, for a more accurate determination of permeability coefficient of aquifer has a good help.

Keywords: shallow confined water; unsteady flow; continuous and stable water outlet; distribution law

中图分类号:P641.6 文献标识码:A文章编号:

0 前言

近年城市建设中配建大量的地下室,施工开挖过程中深大基坑降水是确保工程顺利的重要措施,当水文地质特性对工程降水有重大影响时,在调查的基础上,应进行专门的水文地质勘察,以查明场地地下水类型、水位,及测定地层渗透系数等主要水文地质参数。

常州地区近年来一般需要在岩土工程详勘阶段进行现场抽水试验,在多年的生产实践过程中,笔者认为应根据本地区水文地质条件,选择合理的抽水试验方法模式,在测试过程中应注意一些细节。

常州城区浅层水文地质概况

常州地处江南平原,市区浅部0~6m分布可塑~硬塑粘性土为主,6~15m较多分布稍密~密实粉土粉砂粘性土,其下至30m仍以可塑~硬塑粘性土为主,中部的粉土粉砂层为含水层,抽水试验表明,微承压水头降深曲线呈纽曼-布尔顿类型,水头下降为初期弹性释放,中期处于似稳定状态,后期为疏干效应三个阶段,该层平均导水系数T=39.5m2/d,实测渗透系数0.5~4.0m/d,水位略高于顶板,在有关文献[1]中称之为第Ⅰ承压水上段,习惯称之为浅层微承压水,对绝大多数基坑工程有影响。

抽水试验方法模式

基于浅层微承压水的顶底板埋深,岩土工程详勘阶段的抽水试验大多采用完整井,带观测井的抽水试验,在平面上布置1口抽水井及1~2口观测井,经过洗井、试抽,水位稳定后量测静水位,然后按规程时间量测动水位深度。

在试验过程中,测试人员试图考虑采用计算公式简便的稳定流模式,实践表明水头降深仅为似稳定状态,较难达到试验规程[2]所要求的稳定状态,另外在含水层不厚的条件下,一般抽水泵流量为5~10m3/h,抽水井水位往往降至含水层底,因而也较难获得规程所要求的三组降深,。用三组似稳定的数据计算渗透系数,结果往往离散性大,很不理想。这种现象也符合微承压水头降深曲线纽曼-布尔顿类型。

近年来采用非稳定流模式较为普遍,利用抽水试验前期数据与标准曲线比对,配线法计算渗透系数,取得较好效果。

需要注意的几点细节

3.1常州抽水试验观测井与抽水井的井距多数取5m,野外测试人员已误认为是固定要求。笔者认为,从计算方法角度,降深曲线有一定的明显的曲率变化比较方便配线,这就需要我们先大体了解测试点处的土层土性,即含水层渗透性,渗透性小,井距r1取更小值,如3m,或者采用2口观测井即大小二种井距是对试验是有帮助的。

3.2常州部分地区含水层以粉土为主,夹条带状粉质粘土,渗透系数小,且出水量小,常规条件下难以获得稳定的出水量。试验时一般可以选择小流量泵,由于补给较慢,抽水井会出现断续抽干现象,这种情况下可用“三通”,通过装置将水泵部分出水进行回流入井,部分出水接入水表计量加以解决,保证抽水井能稳定连续出水。

3.3抽水试验要求动水位的观测时间在前半小时时间间隔仅为1~5分钟,为了能及时测准,笔者在生产中在有电缆、出水管的抽水井采用便携式地下水位测量仪,即利用水的导电原理;观测井采用激光测距仪,井内设泡沫板贴反光板浮于水面,井口设简易支架,取得较好效果。

3.4在常州城西部分地区,含水层较厚,对于深度不大的基坑工程,为了降低试验成本,同时也对应施工降水实际,也可以用非完整井,标准曲线采用非完整井井流非淹没式等长滤管观测井函数W(u,r/M,l/M)。试验前根据了解的含水层厚度M,选取好井距r及滤管长度l,或根据地下水动力学有关原理[3],编制计算程序[4]根据实际的M,r,l值绘制标准曲线。

3.5微承压水抽水试验的降深特点是,初期静水条件下,水头高于含水层顶板,抽水后水位低于含水层顶板,因而从严格意义上不满足规程计算模型。对于勘察测试人员在数据整理过程中,可以同时用二种方法试算解决,一是按“承压”模式,绘制lgs-lgt曲线与标准曲线配线计算,二是按“无压”即潜水模式,绘制lg(2h0-s)s-lgt曲线配线计算,h0为静水位至含水层底的厚度。二者计算结果比较后选取。

3.6部分地区可能受周边场地大面积深基坑降水影响,水位低于含水层顶板,尽管在区域上属承压含水层,但在小范围内呈“层间无压水”状态,此时抽水试验应按潜水模式进行计算较为合理。

结语

常州地区浅层微承压水抽水试验选取非稳定流的模式是合理的,试验前应了解场地土层渗透性、含水层厚度,选取好井距、井深和泵出水流量,并能及时测准动水位,并采用合理的计算模式,对较准确测定含水层渗透系数有较好帮助。

参考文献

[1]江苏省地质矿产局第一水文地质工程地质大队.常州市水文地质工程地质环境地质综合勘察报告[R],1984.9.

[2]中华人民共和国水利部.水利水电工程钻孔抽水试验规程[S].北京:陕西人民教育出版社,2005.

[3]陈崇希 林敏.地下水动力学[M]:中国地质大学出版社,1999.

[4]宋辅民.非稳定流非完整井井函数电算结果和参数简化计算[J].工程勘察,1987(4):33-39.

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