降水試驗(yàn)報(bào)告.doc

常州市軌道交通1號(hào)線一期工程TJ08標(biāo)文化宮站 抽水試驗(yàn)報(bào)告 目 錄第一章 工程概況2一、工程簡(jiǎn)介2二、工程地質(zhì)條件2三、水文地質(zhì)條件1四、基坑布井情況2第二章 基坑開挖前的抽水目的3一、疏干井開挖前抽水目的3二、降壓井開挖前抽水目的3第三章 基坑疏干井群井抽水試驗(yàn)4第四章 基坑第2層泄壓井群井抽水試驗(yàn)5一、試驗(yàn)實(shí)測(cè)承壓水位初始水頭埋深5二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深5三、試驗(yàn)期間實(shí)測(cè)降壓井單井平均出水量6四、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位降深與曲線見下表和下圖6五、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位回復(fù)曲線7第五章 基坑第2a泄壓井群井抽水試驗(yàn)8一、試驗(yàn)實(shí)測(cè)承壓水位初始水頭埋深8二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深8三、試驗(yàn)期間實(shí)測(cè)降壓井單井平均出水量9四、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位降深與曲線見下表和下圖9五、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位回復(fù)曲線10第六章 群井試驗(yàn)小結(jié)10第一章 工程概況一、工程簡(jiǎn)介常州1號(hào)線文化宮站位于和平北路下南北向設(shè)置，車站為14m島式站臺(tái)地下三層車站，共設(shè)置3組風(fēng)亭、3個(gè)出入口，車站有效站臺(tái)中心線里程：SK21+525.182，南端頭井與盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)分界里程為：SK21+414.962，北端頭井（“刀把”處）與盾構(gòu)區(qū)間設(shè)計(jì)分界里程為：SK21+732.095，車站凈長317.133m，凈寬21.3m，其中“刀把”部分長63.263m。1號(hào)線車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度約24.66m，端頭井段約為26.36m。 擬建場(chǎng)地地理位置詳見下圖。圖1.1擬建場(chǎng)地理地位置因本工程基坑開挖深度較深，坑底土體抗承壓水穩(wěn)定性問題比較突出。經(jīng)底板穩(wěn)定性分析，基坑開挖到一定深度后需采取減壓降水措施。為充分觀測(cè)和掌握承壓水抽水引起對(duì)含水層地下水位變化特征，為基坑承壓水運(yùn)行提供依據(jù)，我司于3月20日對(duì)1號(hào)線文化宮站進(jìn)行抽水試驗(yàn)。二、工程地質(zhì)條件1、擬建場(chǎng)地位置及地形、地貌本標(biāo)段車站場(chǎng)地位于常州市天寧區(qū)，地形較為平坦，地貌單元屬?zèng)_湖積高亢平原區(qū),勘查期間勘探孔孔口標(biāo)高4.415.82m。2、區(qū)域地質(zhì)條件：1號(hào)線車站基坑坑底位于1層粉質(zhì)粘土層、-4層粉質(zhì)粘土層、-4a層砂質(zhì)粉土層中，開挖深度內(nèi)以粉土、粉砂層為主，依次為層雜填土、-2層粘土、-1層粉土、-2層粉砂、-3粘土、-4粉質(zhì)粘土、局部存在1粉質(zhì)粘土和-4a粉土；開挖面以下依次為-1層粉質(zhì)粘土、-2層粉砂。標(biāo)準(zhǔn)段地下墻墻趾插入-2層粉質(zhì)粘土層，兩端端頭井地下墻墻趾插入-3層粘土。場(chǎng)地范圍內(nèi)地基土的構(gòu)成與特征如下：時(shí)代成因土層編號(hào)土層名稱層底埋深(m)層底標(biāo)高(m)層厚(m)土層描述Q4ml填土1.6011.00-5.633.551.6011.00雜色，廣泛分布，頂部多為瀝青砼路面，中部主要為二灰碎石和灰土，下部主要為粉質(zhì)粘土，含碎磚塊及建筑垃圾，局部夾植物根莖等，土質(zhì)不均。Q3al+l2粘土5.509.10-4.41-0.630.606.50灰黃色褐黃色，硬塑，中壓縮性，含鐵錳結(jié)核和高嶺土，無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。擬建場(chǎng)地內(nèi)填土厚度較大處缺失。1粉土夾粉砂9.0012.80-8.03-3.681.406.30灰色，稍密為主，中壓縮性，局部夾少量粉砂、粘性土，含少量姜結(jié)石，土質(zhì)不均，搖振反應(yīng)迅速。擬建場(chǎng)地內(nèi)基本遍布，僅S16XBJ14、S16XBJ12孔缺失。2粉砂14.0020.00-15.34-8.953.209.90灰黃色，中密，中壓縮性，主要成分為長石、石英，含少量云母及姜結(jié)石。擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布。1粉質(zhì)粘土17.2026.00-20.60-11.860.609.10灰色，軟塑為主，中壓縮性，含少量粉土，局部夾少量未分解腐植物,無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。擬建場(chǎng)地僅個(gè)別小范圍呈薄層分布。3粘土21.3025.10-20.27-15.931.508.70黃褐色，硬塑，中壓縮性，含少量鐵錳結(jié)核，局部夾姜結(jié)石，直徑為0.50cm2.00cm,無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。4粉質(zhì)粘土23.0037.40-32.41-17.760.508.70灰黃色，軟塑可塑，中壓縮性，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。擬建場(chǎng)地內(nèi)局部地段缺失。4a粉土24.0032.00-26.77-18.611.007.60灰黃色，中密，中壓縮性，搖振反應(yīng)中等，無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。為4層中夾層，擬建場(chǎng)地內(nèi)斷續(xù)分布。1粉質(zhì)粘土26.4045.80-40.64-21.250.8019.00灰色，軟塑為主，中壓縮性，夾薄層粉土，局部夾腐植物，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。場(chǎng)地均有分布起伏較大。 2粉質(zhì)粘土27.6041.30-35.63-22.830.904.90灰黃色褐黃色，可塑，中壓縮性，局部夾少量可塑粘土及密實(shí)粉土團(tuán)塊，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。擬建場(chǎng)地局部地段分布。2粉砂34.1040.30-35.32-29.140.509.20灰色灰黃色，密實(shí)，中壓縮性，含長石、石英及云母碎片，局部夾姜結(jié)石，直徑為0.50cm2.00cm。厚度變化大，擬建場(chǎng)地局部缺失。Q2 al+l2粉質(zhì)粘土38.0054.00-49.00-32.781.5017.50灰灰黃色，可塑為主，中壓縮性，夾薄層粉土，局部夾姜結(jié)石，直徑約為1.03.0cm，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，分布有起伏，僅局部缺失。2a粉土夾粉砂45.8051.20-46.39-41.020.706.30灰灰黃色，密實(shí)，中壓縮性，局部夾粉土較多，具層理，含少量姜結(jié)石，直徑約1.03.0cm，搖振反應(yīng)中等，無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，擬建場(chǎng)地局部分布，為2層中夾層。3粘土52.7057.50-52.84-48.083.0017.20灰黃黃褐色，硬塑，中壓縮性，含少量鐵錳結(jié)核和高嶺土，夾粉土，局部含少量姜結(jié)石，直徑約1.02.0cm，最大直徑約5.0cm，無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。擬建場(chǎng)地內(nèi)基本均有分布，僅局部缺失。3a粉土夾粉砂43.0046.30-41.05-38.370.602.10灰灰黃色，密實(shí)，中壓縮性，局部夾粉土較多，具層理，含少量姜結(jié)石，直徑約1.03.0cm，搖振反應(yīng)中等，無光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，擬建場(chǎng)地零星分布，為3層中夾層。4粉砂55.3064.60-59.55-50.751.4010.60灰黃色，密實(shí)，中壓縮性，主要成分為長石、石英，局部含少量姜結(jié)石。擬建場(chǎng)地局部缺失。5粉質(zhì)粘土60.0064.00-59.45-54.842.006.70灰色灰黃色，可塑硬塑，局部夾少量密實(shí)粉土及姜結(jié)石，無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，為中壓縮性土。擬建場(chǎng)地內(nèi)僅深部揭露。6粘土64.0068.10-63.27-58.922.208.60褐黃色，硬塑，中壓縮性，含鐵錳結(jié)核和高嶺土，局部夾薄層粉砂及姜結(jié)石，直徑約1.03.0cm，無搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。擬建場(chǎng)地內(nèi)僅深部揭露。Q2L1粉砂未鉆穿灰色，飽和，密實(shí)，主要成分為長石、石英，為中壓縮性土，擬建場(chǎng)地內(nèi)僅深部揭露。典型地質(zhì)剖面圖典型地質(zhì)縱剖圖圖1.2典型地質(zhì)剖面圖三、水文地質(zhì)條件常州市北臨長江，南瀕太湖，區(qū)內(nèi)地表水系極為發(fā)育，為太湖上游高水網(wǎng)區(qū)。根據(jù)地下水埋藏條件，本區(qū)域地下水類型主要為潛水和承壓水。 潛水潛水主要埋藏于填土中，局部區(qū)域以上層滯水形式存在，其主要補(bǔ)給源為大氣降水、人工用水、地表徑流，主要以蒸騰作用排泄，勘察期間測(cè)得潛水穩(wěn)定水位埋深為1.104.5m，穩(wěn)定水位標(biāo)高約為4.020.9 m，平均水位標(biāo)高(黃海標(biāo)高)為2.63 m。 承壓水第層承壓水主要埋藏于1、2、4a、2層粉土、粉砂中，其主要補(bǔ)給源為大運(yùn)河和長江水的側(cè)向補(bǔ)給，排泄途徑亦相同，水量較豐富?？辈炱陂g測(cè)得其埋深為地面下3.46.3m，水位標(biāo)高約為1.461.53m，標(biāo)高平均為黃海高程0.05m，第I層承壓水年變化幅度約1.0m。第層承壓水主要賦存于2a、3a層、4a及1層砂土中，主要補(bǔ)給來源為上部含水層的越流補(bǔ)給、含水層頂板粘性土的壓密釋水以及區(qū)域上的側(cè)向徑流補(bǔ)給。其中3a、4及1層承壓水埋藏較深，對(duì)本標(biāo)段擬建工程基本無影響?？辈炱陂g測(cè)得第2a層初始水位埋深為地面下4.48m，水位標(biāo)高約為-0.06m。地層透水性評(píng)價(jià)文化宮地塊地下空間基坑開挖及圍護(hù)設(shè)計(jì)涉及地層主要有2、1、2、3、3、4、4a、1、2、2、2、2a、2b、3、3a、4層。其中1、2、3、4a、2、2a、3a層粉土、粉砂層透水性較強(qiáng)，其余各土層為粘性土，透水性較弱，詳見下表。擬建場(chǎng)地地層透水性評(píng)價(jià)表 表1-1層號(hào)土層名稱室內(nèi)滲透試驗(yàn)抽水試驗(yàn)k（cm/s）建議值k（cm/s）透水性分級(jí)kV（cm/s）KH（cm/s）填土2.0E-05弱透水2粘土1.84E-0083.88E-0083.0E-07不透水1粉土夾粉砂1.34E-0043.2E-0042.90E-0032.9E-03中透水2粉砂4.96E-0043.68E-0042.90E-0032.9E-03中透水1粉質(zhì)粘土6.0E-07不透水3粘土2.05E-0083.67E-0082.5E-07不透水4粉質(zhì)粘土1.02E-0051.24E-0056.0E-06微透水4a粉土3.60E-0051.67E-0043.0E-04弱透水1粉質(zhì)粘土5.63E-0087.54E-0086.0E-07不透水2粉質(zhì)粘土2.0E-06微透水2粉砂2.44E-0043.80E-0045.18E-0035.2E-03中透水2粉質(zhì)粘土5.56E-0081.61E-0072.0E-06微透水2a粉土夾粉砂5.0E-04弱透水2b粉質(zhì)粘土夾粉土2.0E-05弱透水3粘土2.25E-0083.03E-0085.0E-07不透水3a粉土夾粉砂4.0E-04弱透水注：1、1層、2層、2抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)為參考鄰近工點(diǎn)資料。2、1、2、2a、3a層滲透系數(shù)建議值系根據(jù)鄰近工點(diǎn)資料結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)共同所得。四、基坑布井情況針對(duì)基坑開挖深度范圍內(nèi)涉及（第層第4層）的潛水含水層和微承壓水含水層：在基坑內(nèi)布置30口疏干井，其編號(hào)分別為S1S30。同時(shí)在坑外側(cè)布置11口第1、2層觀測(cè)（兼?zhèn)溆?、回灌）井?口第4a層觀測(cè)（兼?zhèn)溆?、回灌）井，其編?hào)為WG1WG11和GQ1GQ9。詳細(xì)布置見下圖。圖1.3疏干降水井平面布置圖針對(duì)第2層承壓水：在基坑內(nèi)布置7口泄壓井和1口觀測(cè)備用井，其編號(hào)分別為BY1BY7和GBY1。同時(shí)在坑外布設(shè)5口觀測(cè)井，其編號(hào)為GB1GB5；針對(duì)第2a層承壓水：在基坑內(nèi)布置5口泄壓井和1口觀測(cè)備用井，其編號(hào)分別為JY1JY5和GJY1。同時(shí)在坑外布設(shè)4口觀測(cè)井，其編號(hào)為GJ1GJ4。詳細(xì)布置見下圖。圖1.5第層降水井平面布置圖第二章 基坑開挖前的抽水目的一、疏干井開挖前抽水目的基坑成井施工后針對(duì)潛水，在成井結(jié)束后進(jìn)行疏干井抽水，在基坑開挖前將坑內(nèi)潛水降低到每層開挖面1.0m以下，在抽水時(shí)，主要完成以下內(nèi)容：1、在基坑開挖前，測(cè)定潛水初始水位；2、確定單井出水量；3、檢驗(yàn)疏干降水效果；4、通過群井預(yù)降水，檢驗(yàn)基坑周圍排水系統(tǒng)的排水能力。二、降壓井開挖前抽水目的基坑泄壓井成井施工結(jié)束后針對(duì)第2層和第2a層承壓含水層進(jìn)行試抽水試驗(yàn)，因此試驗(yàn)?zāi)康娜缦拢?）測(cè)定承壓水的初始水頭埋深及單井出水量；2）檢驗(yàn)降壓井的降水效果，確定目前降壓井?dāng)?shù)量能否滿足基坑降壓要求；3）為本基坑后期降壓降水運(yùn)行提供依據(jù)；4）檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)施工用電及排水情況。第三章 基坑疏干井群井抽水試驗(yàn)我司在全部疏干降水井成井施工完畢后，于2016年3月30日起進(jìn)行疏干井降水運(yùn)行，其中留疏干井S1、S7、S19和S27作為觀測(cè)井，疏干井群抽水試驗(yàn)均采用QDX5-40/1.1型潛水電泵進(jìn)行抽水，單井出水量從大到小，最后降為1.63.2 m3/h不等，出水量衰減明顯。從3月31日至4月05日累計(jì)抽水6天坑內(nèi)外水位累計(jì)變化如下表所示：名稱試驗(yàn)前初始水位（m）抽水6天時(shí)水位（m）變化量（m）備注S11.52-19.90-21.42坑內(nèi)S71.95-19.91-21.86坑內(nèi)S191.92-19.35-21.27坑內(nèi)S271.75-19.63-21.38坑內(nèi)WG13.923.74-0.18坑外第1、2層觀測(cè)井WG23.032.85-0.18WG31.281.14-0.14WG43.082.70-0.38WG51.381.31-0.07WG63.083.04-0.04WG71.291.01-0.28WG84.164.20+0.04WG92.12WG103.102.80-0.30WG112.11QG12.081.82-0.26坑外第4a層觀測(cè)井QG23.143.06-0.08QG32.131.90-0.23QG43.413.21-0.20QG52.131.90-0.23QG63.983.72-0.26QG73.242.85-0.39QG83.643.54-0.10QG92.402.30-0.10由上表所知道3月31日至4月05日坑外水位沒有一定的變化。通過上述水位觀測(cè)，可以看出，本基坑地下圍護(hù)沒有明顯滲漏現(xiàn)象。第四章 基坑第2層泄壓井群井抽水試驗(yàn)我司于2016年3月30日至4月06日對(duì)本基坑進(jìn)行了第2層群井試抽試驗(yàn)和停抽水位恢復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間開起YB1YB7共7口泄壓井，同時(shí)以GBY1為坑內(nèi)觀測(cè)井，GB1GB5為坑外觀測(cè)井。一、試驗(yàn)實(shí)測(cè)承壓水位初始水頭埋深表4.1 基坑初始水位埋深表含水層井號(hào)GBY1GB1GB2GB3GB4GB5第2層初始水位深度（m）5.62.62.62.13.52.5注：水位埋深為自然地面以下； 二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深驗(yàn)算第2層承壓含水層的穩(wěn)定性。根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5007-2002(w.02.1）的規(guī)定，基坑底板的穩(wěn)定條件為基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應(yīng)大于承壓水的頂托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水層的覆土厚度（m）； si 基坑底至承壓含水層頂板間的各層土的重度（kN/m3）； H 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承壓水頭穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.1。表4.2 開挖深度hs-安全水頭埋深D對(duì)應(yīng)關(guān)系表 含水層開挖深度hs(m)需降水頭h（m）安全水頭埋深D (m)備注第2層15.505.6（初始水位）臨界深度24.1124.47116.2616.9521.8622.55標(biāo)準(zhǔn)段25.53118.9724.57北端頭26.01719.9025.50南端頭25.39518.7124.31刀把端頭根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算，若第2層初始水位按5.60m計(jì)算，當(dāng)基坑開挖至地面以下15.5 m處時(shí)，上覆土壓力約為259.3kpa，基坑底板處于臨界狀態(tài)，應(yīng)陸續(xù)開啟泄壓井，以保證基坑開挖的安全。三、試驗(yàn)期間實(shí)測(cè)降壓井單井平均出水量YB1約為0.25m/h、YB2約為0.23m/h、YB3約為0.18m/h、YB4約為0.15m/h、YB5約為0.20 m/h、YB6約為0.16 m/h、YB7約為0.15 m/h。即7口泄壓井單井平均水量約0.19m/h。抽水過程中前期水量相對(duì)較大，后期出水量逐漸穩(wěn)定。四、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位降深與曲線見下表和下圖為滿足最大開挖深度的群井抽水：即：需降承壓水水頭19.90m，安全水頭埋深為25.50m。抽水時(shí)間（min）開啟試驗(yàn)井觀測(cè)井水位降深/觀測(cè)井水位埋深（m）GBY1GB1GB2GB3GB4GB54440YB1YB720/25.60/2.6-0.1/2.5-0.1/2.0-0.2/3.5-0.1/2.7圖4.1坑內(nèi)觀測(cè)井水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖五、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位回復(fù)曲線抽水井停抽后承壓水水位開始恢復(fù)，通過觀測(cè)GBY1在停抽后約12小時(shí)恢復(fù)到降深的16.7%；停抽后約24小時(shí)基本恢復(fù)到降深的27.2%；停抽后約48小時(shí)基本恢復(fù)到降深的46.4%。圖4.2 坑內(nèi)觀測(cè)井GBY1水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖第五章 基坑第2a泄壓井群井抽水試驗(yàn)我司于2016年4月1日至4月6日對(duì)本基坑進(jìn)行第2a層群井試抽試驗(yàn)和停抽水位恢復(fù)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間總起JY1JY5共5口降壓井，同時(shí)以GJY1為坑內(nèi)觀測(cè)井，GJ1GJ4為坑外觀測(cè)井。一、試驗(yàn)實(shí)測(cè)承壓水位初始水頭埋深表5.1 基坑初始水位埋深表含水層井號(hào)GJY1GJ1GJ2GJ3GJ4第2a層初始水位深度（m）4.882.23.22.62.7注：水位埋深為自然地面以下. 二、基坑不同開挖深度需降承壓水水頭埋深驗(yàn)算第第2a層層承壓含水層的穩(wěn)定性。根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5007-2002(w.02.1）的規(guī)定，基坑底板的穩(wěn)定條件為基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應(yīng)大于承壓水的頂托力，即公式：sih wH Fs式中：h 坑底以下隔水層的覆土厚度（m）；si 基坑底至承壓含水層頂板間的各層土的重度（kN/m3）； H 承壓水頭高度至承壓含水層頂板的距離（m）； w 水的重度（kN/m3），取10kN/m3； Fs 抗承壓水頭穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.1。表5.2 開挖深度hs-安全水頭埋深D對(duì)應(yīng)關(guān)系表 含水層開挖深度hs(m)需降水頭h（m）安全水頭埋深D (m)備注第2a層19.4504.88（初始水位）臨界深度24.1124.4718.849.5313.7214.41標(biāo)準(zhǔn)段25.53111.5516.43北端頭26.01712.4817.36南端頭25.39511.2916.17刀把端頭根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算，若第2a層初始水位按4.88 m計(jì)算，當(dāng)基坑開挖至地面以下19.45 m處時(shí)，上覆土壓力約為379.72kpa，基坑底板處于臨界狀態(tài)，應(yīng)陸續(xù)開啟降壓井，以保證基坑開挖的安全。三、試驗(yàn)期間實(shí)測(cè)降壓井單井平均出水量JY1約為0.12m/h、JY2約為0.11m/h、JY3約為0.13m/h、JY4約為0.12m/h、JY5約為0.1m/h。即5口降壓井單井平均水量約0.11 m/h。抽水過程中前期水量相對(duì)較大，后期出水量逐漸穩(wěn)定。四、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位降深與曲線見下表和下圖為滿足最大開挖深度的群井抽水：即：需降承壓水水頭12.48m，安全水頭埋深為17.36m。抽水時(shí)間（min）開啟試驗(yàn)井觀測(cè)井水位降深/觀測(cè)井水位埋深（m）GJY1GJ1GJ2GJ3GJ42800JY1JY512.58/17.37-0.2/2.00.1/3.2-0.3/2.30.2/2.9圖4.1坑內(nèi)觀測(cè)井水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖五、試驗(yàn)實(shí)測(cè)水位回復(fù)曲線抽水井停抽后承壓水水位開始恢復(fù)，通過觀測(cè)井GJY1在停抽后約12小時(shí)恢復(fù)到降深的12.8%；停抽后約24小時(shí)基本恢復(fù)到降深的22.2