抽水试验在确定水文地质参数中的应用

孟庆结

（山东省地质测绘院，山东 济南 250002）

抽水试验，包括自抽水井抽取一定水量而在某距离之间观测井测定不同时间地下水位的变化，观测数据利用各种地下水流理论式或其图解法分析抽水试验的结果。根据抽水试验孔数不同，抽水试验有单孔抽水试验和多孔抽水试验以及群孔干扰抽水试验之分。同时基于水位稳定性分析，又有稳定和非稳定抽水试验之分；依照抽水孔类型有完整井和非完整井之分。文中结合地铁工程实际，利用多种抽水试验方法，确定水文地质参数，并对基坑方案进行分析，提出相关建议，旨在能为相关工作开展提供一定的参考作用。

1 工程概况

冲积阶地是拟建场地最原始的地貌单元，场地中堆填大量的建筑垃圾，场地范围内主要的地层岩性与野外特征，包括人工填土，砾砂、黏土和残积砾质粘性土以及冲洪积黏土，同时还有粗粒花岗岩（燕山期），场地范围的额对地下水类型多言，主要有承压水、空隙潜水以及上层滞水，和裂隙承压水，存在中弱的透水性及富水性，大气降水以及侧向径流是其主要的补给方式。

工程项目和运行的地铁线路相临近，为了对场地中的水文地质情况充分的了解与掌握，开展相应的抽水试验，通过抽水试验的实施，主要是对场地中的基岩裂隙水富水性和透水性充分查明，对相关的水文地质参数展开测定，更好地指导基坑设计以及施工工作，提高基坑设计水平，保证施工安全性，确保地铁线路能够持续稳定运行。通过基坑开挖深度，对填土内的上层滞水以及砂类土中的孔隙承压水水量运行揭示，地下连续墙是该工程建设的主要设施，所以工程受到上层滞水以及砂层承压水影响较小，不在考虑范围之内。此次试验在相关要求下，主要选择空隙裂隙承压水（下伏基岩强～中风化层）进行试验，从而为相关工作提供相应的水文地质参数[1]。

2 勘察方法

2.1 抽水试验概况

此项工程建设地下室4层，开挖18m深的基坑，残积土层时是基坑底部的主要岩性特征，该实验抽水孔和观测孔保持于6.09m～7.04m的孔口标高变化范围，有约3.80m～5.90m的地下水埋深，达到0.63m～2.98m的水温标高，地下水位在基坑开挖期间为14.20m以上。开挖基坑后，利用人工挖孔桩时，地下水位出现明显下降，达到了30m以下，最大的在38m。

2.2 抽水试验方案

此次抽水试验一共设置的试验孔为六组，各组试验孔主要有观测孔（2个）和抽水孔（1个）所组成。一共设置6个抽水孔和12个观测孔。

岩基岩裂隙水（强～中风化）是此次水文地质勘察的主要对象，根据承压水完整井结构来有效设计抽水试验孔，施工成井。

（1）钻具选择Ф350mm型号大小，采用清水钻进形式，将滤水管Ф127mm下入其中将2层铜纱网包在孔底1m位置上，碎石滤料填在周边，并回填全风化岩底侧，接着将黏土球进行回填到砂层底侧。

（2）终孔之后利用洗孔法进行冲洗，当水便清，砂洗干净之后便可，开展静止水位观测，并对水泵进行合理安装，并合理的设置抽水试验设备，在孔底3m位置上放置水泵，开展抽水试验工作。

（3）利用Ф127进行观测孔开孔，直到底部，Ф50PVC管为漏水管，通过过滤器进行打孔之后，将铜纱网包在上面并用碎石滤料在周边进行回填，并将全风化岩的底部进行有效回填，并将黏土球进行回填以及砂层底部进行回填[2]。

（4）开始抽水试验。在开展抽水试验之前，首先针对抽水孔开展相应的洗井工作，利用清水进行洗井，然后将浑水返出，当全部变成清水之后，不必再进行洗井工作。利用深井水泵对个出水孔开展抽水试验，抽水时间各个抽水孔进行8h以上的持续降深，并进行4h以上稳定水位观察，结束抽水之后，对水位进行恢复观察，当水位当大稳定后停止。

2.3 抽水试验技术要求

（1）开展抽水试验过程当中，主要通过稳定流抽水试验来完成。各个抽水孔中，抽水在基岩段，抽水过程中降深分为两个，每次进行2m降深，保持在6h～8h的稳定降深时间，保持在2cm以下的稳定水位波动，结束抽水之后，需要对恢复的水位进行测量，对含水层涌水量进行评价，了解其渗透性以及补给情况，完成抽水之后，观测恢复水位。

（2）利用稳定流抽水试验的相应流量稳定标准，在无量需型增大涌水量以及区间变小中，平均流量值以及各流量的最大差值在3%以下。在稳定持续性抽水试验过程中，水位稳定标准没有出现上升和下降；动水位需要在1%的平均水位降深以下。

（3）对井的设置以及水位频率进行观察，将2个观察孔布设在各抽水孔旁侧，同时进行抽水和时间观测，观测抽水时间应当为开始抽水第1min、3min、5min、10min、15min、20min、25min、30min都开展一次，接着在30min和60min后在进行观察。

2.4 抽水试验井管结构

砾砂层以及黏性土和人工填土等组成的第四系覆盖层，是场地的主要特点，具有较好的渗透性以及富水性，此次进行勘查过程当中，仅仅对基岩裂隙水开展相应的抽水试验，利用黏土球来有效的封堵砂层水，观测孔覆砂层水封堵时利用Φ127mm套管来实现封堵，达到分层抽水的效果[3]。

3 水文地质参数计算

此次试验过程当中开展多孔抽水试验，结合地下水的类型不同以及不同的抽水试验类型，利用单孔抽水试验渗透系数以及承压水稳定流完整孔相应的计算公式，根据水位恢复法相应的计算公式，分析抽水试验结果，通过相应的计算获得有关渗透系数与相应的影响半径，见表1。

表1 单孔抽水试验下水文地质参数

表1中的抽水试验（ZK3号孔）：该孔成孔过程中不是很好，将其中的观测井（G1）、（G2）进行剔除，并开展相应的统计工作；抽水试验（ZK6号孔）在成孔过程当中，主孔以及观测孔不好，将其作为失败孔。全面的进行研究，根据1.50m/d考虑强中风化岩渗透系数，按照140m考虑其影响半径。

4 基坑方案分析与建议

因基岩裂隙水在场地中非常发育，进行基坑开挖以及人工桩基开挖时，很难进行坑内降水，但是要是不断将水，又会影响到周围的建筑物以及市政道路，更会导致地铁出现沉降以及变形开裂等不良情况。

应当利用排桩+高压旋喷桩量和应用地下连续墙进行基坑支护以及止水帷幕，保持深度需要控制在分化岩的0.5m以下。

充分分析场地的具体实际，场地和运行的地铁相邻，地铁在埋深上，处于20m以内，基坑的边缘相较于地铁控制线17m左右，具有非常高近的距离，地基沉降会对运营地铁造成较大的影响。所以在紧邻地铁一侧进行基坑支护，应当应用，地下连续墙的方式来完成，并且利用回灌措施来应对地铁线的附近区域，控制沉降问题发生[4]。

基坑以及桩基工程施工过程中，必须要周围的建筑物以及市政道路，尤其是地铁应当合理的设置监测点，开展沉降以及位移监测，同时强化巡查工作，观察周围有无涌水以及涌砂情况发生。该项目和地铁线较为接近，需要将多处注水井设置于基坑的两侧，对地下水的改变进行观测，如果出现较大的水位变化，便极易导致地铁出现沉降问题，应当向注水井内进行注水，保证地铁可以正常的运行。具体施工时，还需要针对涌水以及涌砂问题设置相应的应急预案，雨季应当禁止施工。