浅谈承压水抽水试验施工技术

李俊麒+王文轩

摘 要：基坑降水是保证基坑开挖过程方便、安全的重要施工环节。施工前，通过抽水试验可确定开挖地层水文地质参数，分析水文地质特性，制定有针对性、合理可行的基坑降水方案，从而防止基坑开挖过程中产生突涌，漏水漏砂现象，确保基坑施工安全。本文以上海轨道交通13号线三期108标土建工程中科路站抽水试验为例，浅谈抽水试验具体技术措施及方案。

关键词：抽水试验；水文地质；承压水

上海轨道交通13号线三期108标土建工程对⑤3t及其相邻⑤31层、⑤32层进行抽水试验，从而确定地层水文地质参数并分析水文地质特性，制定有针对性的降水施工方案。依托本标段抽水试验过程及结果分析，总结试验过程及试验结果处理的关键技术措施，为后续施工提供经验参考。

1 工程概况

1.1 基坑概况

拟建上海轨道交通13号线三期108标中科路站车站主体位于中科路（交金科路）下方。车站全长292.37m（内衬外边线），标准段车站宽20.9m（内衬外边线），站台中心里程为K35+207.713。本站为地下二层岛式站台车站，车站采用明挖法施工，标准段底板埋深为18.459～17.941m，采用800mm厚地下连续墙+400mm厚双层衬砌结构，墙长34～33.5m。

1.2 场地工程地质条件

本工程车站拟建场地在勘察揭露的深度范围内，均为第四纪松散沉积物，属第四系河口、滨海、浅海、沼泽相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。根据勘察成果表明，本标段工程沿线区域勘察深度范围内主要为第四系的全新统（Q4）及上更新统（Q3）地层。其中影响该工程地质土层有：第③层夹层灰色砂质粉土层及局部第③层灰色淤泥质粉质粘土层，第③夹灰色粉质粘土层、第⑤3t层地段粉质较重，在水动力作用下，易产生管涌、流砂、坍塌等现象。

1.3 场地水文地质条件

拟建场地浅部地下水属潜水类型。勘察揭示，由于本场地第⑤3t层中也具有渗透性较强的薄层粉性土分布，出于工程重要性考虑，勘察也考虑第⑤3t层赋含微承压水的可能性，测量第⑤3t层微承压水的水位埋深，测得微承压水水位稳定埋深为7.18～7.80m（相应标高为-2.86～-3.02m）。

承压水主要分布于第⑦2层色粉砂质粉土层中。根据上海地区的区域资料，承压水埋深一般在3～12m，均低于潜水水位，并呈周期性变化。

2、抽水试验布置

2.1 抽水试验目的及技术要求

（1）实测⑤3t层的地下水位，确定⑤3t层减压降水幅度；

（2）实测⑤3t层单井涌水量以及距离抽水井一定距离的水头降深，实测停止抽水后水位恢复速度，求解该层的水文地质参数，分析该层的水文地质特性，确定后期现场用电排水风险控制；

（3）确定⑤3t层、⑤31层、⑤32层之间的水力联系情况；

（4）确定基坑降水施工方案。

2.2 抽水试验工作量的布置

根据抽水试验目的和技术要求，并结合围护设计与基坑降水关系，试验将布置3种类型的试验井。为分析⑤3t层的水文地质特性，共布置2口⑤3t层的抽水试验井，鉴于⑤3t层为粉质粘土夹粘质粉土层，其渗透系数一般较小，2口试验井间距布置为约10m，井深度32m。为分析各层之间的水力联系，另各布置1口⑤31层和⑤32层的抽水试验井，其距离⑤3t层抽水井间距约10m（基坑降水期间⑤3t层抽水井距离保护建构筑物距离大于10m）。试验井均设置为完整井（井底位于含水层底），井深度39m，43m。

3 抽水试验测量

3.1 试验测量频率

抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间为：开始抽水后前2小时内每隔30min观测一次，抽水2小时至6小时每隔1小时观测一次，抽水6小时至12小时每隔2小时观测一次，抽水12小时至24小时每隔4小时观测一次。

停止抽水后观测观测井恢复水位，观测时间为停止抽水后第1'、2'、3'、4'、6'、8'、10'、15'、20'、25'、30'、40'、50'、60'、90'、120'，以后每隔30min观测一次，至480'后每60min观测一次，至720'后每2h观测一次，直至水位恢复至初始水位或至试验截止时间。

3.2 试验测量要求

（1）稳定水位观测

抽水试验开始前，连续2小时观测抽水井及观测井内的地下水位。如果观测水位变化幅度不大于2.0cm，认为地下水位处于稳定状态。

（2）抽水试验要求

正式开始抽水之前，要检查电源、水泵是否完好，校正測线，统一时间起点，人员及设备到位，排水途径贯通。通知甲方试验开始时间，并请甲方协调相关事宜，保证抽水试验的顺利进行。

抽水试验的出水量Q，应保持常量，如有变化，其允许波动率应小于3%。抽水期间应对抽水井动水位进行间隔观测。

（3）恢复水位的观测

地下水位稳定标准为：连续2小时内的水位变幅不大于2.0cm。每次抽水试验结束，待水位恢复稳定后方可进行下一组抽水试验。

4 成果分析

（1）抽水试验期间实测⑤3t层初始水位埋深3.49～5.03m（标高+0.94～-0.60m）。实测⑤31层初始水位埋深4.92～5.57m（标高-0.49～-1.14m）。实测⑤32层初始水位埋深5.53～6.09m（标高-1.1～-1.66m）。

（2）抽水试验实测⑤3t层单井出水量约22.9m3/d（持续出水，未断流）；⑤32层单井出水量约30.3m3/d（持续出水，未断流）；⑤31层抽水约2.5h后产生断流现象，累计出水量约2.1m3。实测抽水井水位恢复速率⑤32层大于⑤3t层大于⑤31层，同地质资料揭示其土层特性分析成果相一致。

（3）通过试验实测数据反演求解⑤3t层微承压水含水层水文地质参数见下表。

（4）试验期间⑤3t层降水时，其下⑤31、⑤32层水位均无明显变化。分析认为，⑤3t层降水时⑤31层可视为相对隔水层，⑤32层对⑤3t层无明显越流补给现象。基坑地下连续墙已进入⑤31层至少2.5m，隔断⑤3t层基坑内外水力联系，对⑤3t层可直接采用疏干降水型式。

（5）对⑤32层降水时，其上⑤31层存在较为明显的水位变化，但⑤3t层水位无明显变化。结合⑤3t层降水时⑤31层、⑤32层水位变化情况进行分析，⑤31层在近⑤32层区域可能分布有一定量的粉性土层，对⑤32层降水引起其水位下降，⑤31层在近⑤3t层区域主要以粘性土分布为主，其可视为隔水层。结合基坑围护设计图纸，地墙并未进入⑤32层，应尽量减少对⑤32层的减压降水。本工程仅西端头井位置处于⑤32层减压降水临界状态。

5 结束语

根据降水试验，通过稳定水位观测、抽水过程中出水量实时观测、恢复水位的观测，可确定施工区域内土层承压水水位实测埋深，通过实际出水量判断土层特性，并针对相应工程实测试验结果，制定专项、可行且更加符合实际的降水方案。有效防止突涌、漏水漏砂等现象，保证基坑施工过程中的安全。