抽水試驗(yàn)(設(shè)計(jì))

1、黑龍江省干流嫩江干流堤防工程第 七 標(biāo) 段巨寶排水閘站基坑降水抽水試驗(yàn)施工單位：湖北水總水利水電工程有限責(zé)任公司二零一六年九月審 定：審 核：校 核：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：編 寫 人：主要參加人：1 工程概況巨寶排水閘站為自排與強(qiáng)排相結(jié)合的改建排水閘站，位于巨寶堤防上，樁號(hào)為10+877；自排流量21.3m3/s，強(qiáng)排流量10.08m3/s。巨寶堤防工程級(jí)別2級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇，防洪水位162.79m，建筑物級(jí)別為2級(jí)。1.1 工程任務(wù)與規(guī)模根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB/T50265-2010）中規(guī)定，排水閘站規(guī)模屬于小（1）型，泵站等別等，泵站建筑物級(jí)別為5級(jí)。防洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇。巨寶排水閘站為改建泵站

2、，本次改建的主要土建工程由引渠、前池、進(jìn)水池、泵房、壓力水池及自排控制閘門、交通橋等組成，壓水池與原排水閘涵洞銜接。1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件1.2.1 工程地質(zhì)巨寶排水閘站位于嫩江左岸漫灘之上，地勢(shì)較低，地面高程在161.20163.21m。本次勘察所揭露的地層巖性為第四紀(jì)全新統(tǒng)（Q4al+l）及上更新統(tǒng)（Q3al+l）沖積地層，自上而下分述如下。人工填土(Qr)：1堤身填土：高度3.0m，主要由低液限粘土填筑，呈可塑狀態(tài)。4雜填土：分布于堤段兩側(cè)，厚度1.63.2m，主要由雜土充填，松散，稍濕。第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al+l）：低液限粘土：黃色，層厚0.82.4m，呈可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度

3、中等，韌性中等，切面稍光滑，微透水弱透水，分布連續(xù)。3低液限粘土：灰色，層厚0.81.5m，呈軟塑流塑狀態(tài)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面稍光滑，微透水弱透水，分布連續(xù)。級(jí)配不良細(xì)砂：灰黃色，層厚2.68.0m，稍濕飽和、松散為主，局部稍密，成分以石英、長(zhǎng)石為主，中等透水，分布不連續(xù)。級(jí)配不良礫：黃色、灰黃色，部分鉆孔揭穿該層，層厚11.613.1m，飽和，稍密-中密，成分以花崗巖為主，強(qiáng)透水，分布連續(xù)。1級(jí)配不良粗砂：灰色，層厚0.91.4m，飽和，稍密中密，成分以石英、長(zhǎng)石為主，強(qiáng)透水分布不連續(xù)。級(jí)配不良粗砂：灰色，未鉆穿此層，飽和，稍密中密，成分以石英、長(zhǎng)石為主，強(qiáng)透水，分布連續(xù)。1.2.2

4、 水文地質(zhì)本次勘察揭露地下水為第四系孔隙潛水，含水層巖性主要為級(jí)配不良礫、級(jí)配不良粗砂、級(jí)配不良細(xì)砂，地下水初見水位埋深1.62.5m，靜止水位埋深1.02.9m，高程在160.12160.34m。地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水和側(cè)向徑流補(bǔ)給，水位年變幅在1.03.0米，地下水水位呈季節(jié)性變化。排水閘基礎(chǔ)坐落于級(jí)配不良細(xì)砂、級(jí)配不良礫之上，滲透穩(wěn)定條件較差，在動(dòng)水位作用下易發(fā)生流土、管涌現(xiàn)象。施工開挖工程采用井點(diǎn)法進(jìn)行施工降水，避免出現(xiàn)基坑流土、管涌。1.3 主要工程問題巨寶排水閘站計(jì)劃于2016年9月開工，2016年11月主體工程完工。根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料， 基坑降水?dāng)M采用了降水井+潛水

5、泵的井點(diǎn)降水方式，將基坑地下水位降低至渠底下1m范圍，以保障開挖邊坡的穩(wěn)定及干地施工條件。根據(jù)已有資料和踏勘初步分析，為制定合理的降水施工方案，需要確定閘站站址處地層的滲透系數(shù)。我單位開展了現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)，對(duì)地層的滲透性開展研究。2 抽（降）水試驗(yàn)內(nèi)容、方案及技術(shù)要求2.1 試驗(yàn)?zāi)康谋卷?xiàng)試驗(yàn)工作的主要目的是通過現(xiàn)場(chǎng)抽（降）水試驗(yàn)確定閘站站址處區(qū)域內(nèi)地層綜合滲透系數(shù)。通過抽水試驗(yàn)確定地層水文地質(zhì)參數(shù)，復(fù)核降水施工方案報(bào)告中的有關(guān)參數(shù)。2.2 試驗(yàn)內(nèi)容 采用多孔抽水試驗(yàn)在不同流量及降深條件下進(jìn)行抽水試驗(yàn)，觀測(cè)流量、降深以及水位變化，抽水試驗(yàn)盡可能達(dá)到穩(wěn)定流。根據(jù)多孔抽水試驗(yàn)的試驗(yàn)成果，采用公式法和反

6、演方法求得含水層的綜合滲透系數(shù)。 2.3 試驗(yàn)方案2.3.1 試驗(yàn)方案主要依據(jù)本次抽降水試驗(yàn)方案主要依據(jù)的規(guī)程規(guī)范：1）水利水電工程鉆孔抽水試驗(yàn)規(guī)程 （SL320-2005）；2)供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范 （GB50027-2001）；3）建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 （JGJ120-99）；4）巖土工程勘察規(guī)范 （GB50021-94）2.3.2 抽水試驗(yàn)布置抽水試驗(yàn)設(shè)一個(gè)降水井和二個(gè)觀測(cè)井，全部為新打井。降水井及觀測(cè)井在一條直線上，其方向應(yīng)垂直于地下水流向（垂直于閘站縱向軸線方向），位于閘站主廠房橫向軸線下游13.05m處，抽水井與2個(gè)觀測(cè)井的距離分別為13.35m、41.6m。具體布置位置詳見附圖。

7、42.3.3 降水井及觀測(cè)井結(jié)構(gòu)抽水井和觀測(cè)井井管均為壁厚5mm雙壁波紋塑料管，直徑400mm。成井開孔直徑為700mm，成孔后將井管用對(duì)中器吊放入井中，周圍回填合適的反濾料。打井深度為20m。2.3.4 抽水試驗(yàn)方案抽水試驗(yàn)采用多孔抽水試驗(yàn)。以1#井作為降水試驗(yàn)井，2#井、3#井作為觀測(cè)孔進(jìn)行水位觀測(cè)。抽水孔內(nèi)最小降深不宜小于0.5m，最遠(yuǎn)觀測(cè)孔水位降深不宜小于0.1m。降水試驗(yàn)中達(dá)到穩(wěn)定降深，即滿足抽水孔內(nèi)水位波動(dòng)值小于3cm或觀測(cè)井內(nèi)水位波動(dòng)值小于1cm這兩個(gè)條件，2小時(shí)后方可停泵，然后記錄井水位恢復(fù)至初始水位的過程。變換不同的流量進(jìn)行三次抽水試驗(yàn)，分別計(jì)算滲透系數(shù)取平均值作為抽水試驗(yàn)的

8、最后成果。2.4 抽水試驗(yàn)技術(shù)要求1）松散含水層抽水孔中的過濾器外壁應(yīng)設(shè)置測(cè)壓管，其有眼部分長(zhǎng)度應(yīng)與抽水孔過濾器一致。多孔試驗(yàn)的觀測(cè)孔，其過濾器長(zhǎng)度和深度都應(yīng)與抽水孔過濾器長(zhǎng)度和深度相同。2）在試驗(yàn)各次降深中，抽水吸水管口均應(yīng)放在同一深度。從潛水含水層中抽水，吸水管口宜放在最大降深動(dòng)水位以下0.51.0m處。3）抽水孔和觀測(cè)孔中靜水位和動(dòng)水位、動(dòng)水位和出水量均應(yīng)同步進(jìn)行觀測(cè)。4）按照多孔穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)方法進(jìn)行，抽水試驗(yàn)時(shí)一種降深穩(wěn)定時(shí)間不小于8小時(shí)。5）抽水試驗(yàn)時(shí)，動(dòng)水位和出水量觀測(cè)的時(shí)間，宜在抽水開始后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、1

9、20min 后各觀測(cè)一次，以后可每隔30min 觀測(cè)一次。6）所有抽降水井和觀測(cè)孔應(yīng)在抽水前5天開始觀測(cè)靜止水位，掌握地下水的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。7）抽降水試驗(yàn)結(jié)束后，水位恢復(fù)觀測(cè)時(shí)間應(yīng)與抽降水試驗(yàn)開始階段相同。8）由于抽降水試驗(yàn)時(shí)間要求不能間隔，需要實(shí)行三班連續(xù)作業(yè)。2.5 抽水試驗(yàn)方法選擇一口井進(jìn)行定流量抽水，其他井作為觀測(cè)孔，同時(shí)記錄流量、降深與時(shí)間的關(guān)系。抽水設(shè)備采用電潛水泵，電源采用發(fā)電機(jī)組發(fā)電，出水量采用量水堰測(cè)量；水位觀測(cè)采用多功能滲壓計(jì)。抽水井主井和觀測(cè)孔的水位使用電測(cè)水位計(jì)測(cè)量，在量測(cè)前分別對(duì)各個(gè)觀測(cè)尺進(jìn)行了校核，設(shè)定統(tǒng)一計(jì)時(shí)，消除時(shí)間差的誤差。3 抽水試驗(yàn)進(jìn)行情況3.1抽水試驗(yàn)抽

10、水試驗(yàn)從2016且8月4日開始，至2016后8月8日結(jié)束。抽水試驗(yàn)主要是求取地層綜合滲透系數(shù)。抽水試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)如下表：第一次抽水試驗(yàn)：井號(hào)用途到抽水井距離(m)井口高程(m)地面高程(m)動(dòng)水高程(m)最大降深(m)出水量(m3/d)1#降水井162.52162.22158.121.485438.42#觀測(cè)井114.25162.47162.18159.310.293#觀測(cè)井242.73162.51162.24159.420.18第二次抽水試驗(yàn)：井號(hào)用途到抽水井距離(m)井口高程(m)地面高程(m)動(dòng)水高程(m)最大降深(m)出水量(m3/d)1#降水井162.52162.22156.483.1

11、27223.72#觀測(cè)井114.25162.47162.18159.170.433#觀測(cè)井242.73162.51162.24159.300.30第三次抽水試驗(yàn)：井號(hào)用途到抽水井距離(m)井口高程(m)地面高程(m)動(dòng)水高程(m)最大降深(m)出水量(m3/d)1#降水井162.52162.22154.994.618921.52#觀測(cè)井114.25162.47162.18159.050.553#觀測(cè)井242.73162.51162.24159.230.374.試驗(yàn)成果計(jì)算與分析4.1 潛水含水層穩(wěn)定流計(jì)算按潛水含水層非完整井的穩(wěn)定流公式計(jì)算含水層滲透系數(shù)。根據(jù)水利水電工程鉆孔抽水試驗(yàn)規(guī)程（SL320-2005）潛水含水層穩(wěn)定流滲透系數(shù)計(jì)算公式：式中：。通過抽水井和觀測(cè)井的關(guān)系計(jì)算出的滲透系數(shù)結(jié)果如下表所示：抽水試驗(yàn)成果表抽水試驗(yàn)次序S（m）S1(m)S2(m)r1(m)r2(m)Q(m3/d)0(m)(m)K(m/d)11.480.290.1