某工程多孔稳定流抽水试验方法与结果分析

樊辉然

摘要：抽水试验过程比较简单，难度也不大，但由于其专业性很强，因此选择合理恰当的试验方法和计算公式就显得尤为重要，它不仅可以使工程建设更加合理，还能有效的减少城市地质灾害的发生。本文通过工程实例，简述了抽水试验中较为常见的稳定流抽水试验的方法及计算方式，并对试验结果进行了分析，揭示了合理恰当的选用抽水试验方法和计算公式的重要性。

关键词：稳定流抽水试验方法；过程及要求；稳定流抽水计算水文地质参数

Test method and result analysis of pumping with porous steady flow in a project

Fan Hui-ran

No.332 geological team， Bureau of Geology and mineral resources of Anhui Province，Huangshan 245000，China

Abstract： The process of pumping test is relatively simple and not difficult， but because of its strong specialty， it is particularly important to choose a reasonable and appropriate test method and calculation formula， which can not only make the project construction more reasonable， but also effectively reduce the occurrence of urban geological disasters. In this paper， the method and calculation method of steady flow pumping test which are commonly used in pumping test are briefly described through engineering examples， and the test results are analyzed， and the importance of selecting pumping test method and calculation formula reasonably and properly is revealed.

Key words： Steady flow pumping test methods； Procedures and requirements； Steady flow pumping to calculate hydrogeological parameters

1.引言

随着社会的进步和经济的发展，我们身边的住宅和商场已由最初的多层建筑发展到了目前的高层和超高层建筑。与此同时，因基坑降水方法不当而引发的地面变形、建筑物位移、水土流失和地下水污染等一系列地质灾害问题也日趋严重。因此，对拟建场地进行抽水试验，确定相关水文地质参数以供设计需要就显得尤为重要。本文选取工作中较为常用的稳定流抽水试验以实例形式进行说明，具体如下文所示。

2.场地工程地质条件

拟建地下银街工程为一层全地下商业综合体，层高5m，地下埋置深度8.3m，地上部分为市区双向通行的六车道主干道路，两侧为沿街店铺和住宅。场地地貌单元属休宁—歙县盆地中部的屯溪盆地，微地貌类型为新安江一级阶地。

根据野外钻孔揭露，场地内分布的地层自上而下分别为人工堆填土层、河流相冲洪积层，下伏基岩为中生界侏罗系洪琴组岩层（J2h）。

①层杂填土（Qml）：杂色，稍湿，松散，上部为0.5m～0.8m混凝土或柏油路面及砂石垫层，下部成分为粉土、碎石和建筑垃圾，平均层厚2.17m；

②层粉土（Q4al+pl）：灰黄色，稍湿，稍密，平均层厚1.87m。

③细砂（Q4al+pl）：灰黄色，湿～饱和含水，松散，平均层厚1.63m。

④圆砾（Q4al+p）l：灰黄色，饱和含水，稍密～中密状态，砾石成分主要为硅质岩、砂岩、花岗岩和脉石英等，砾石磨圆度较好，呈次圆～圆状，中间填充细颗粒成份为细砂和粉粘粒，平均层厚5.07m。

⑤强风化粉砂岩（J2h）：紫红色，湿～稍湿，密实。粉砂质结构，中～厚层状构造，岩芯呈碎块状，该层为场地基底，向下随深度加深将逐步过渡到中风化带。

勘察期间测得地下水位埋深3.51m～4.15m，地下水位标高在125.00m～125.67m之间，主要含水層为圆砾层。地下水类型为承压水，其隔水层的顶板为粉土层，底板为强风化粉砂岩层，具体详见图1——拟建场地工程地质剖面图。

3.抽水试验

3.1钻孔布置原则

本次抽水试验采用承压水完整井条件下的稳定流抽水试验方法，设置1个抽水井和2个观测井，其中2个观测井与抽水井间距分别为8m和20m，抽水井与新安江的间距是832m。

3.2钻孔钻探技术要求

施工先后顺序：首先完成距抽水井较近的观测井，以揭露地层判断抽水井的层位厚度，而后一方面及时加工管材（用于抽水井），一方面完成主孔钻探，待完成主孔钻探后，最终确定主孔内各加工管材（实管、花管）的配置长度。

抽水井开孔φ168mm，终孔φ110mm，孔深深度在15m左右（入岩不小于2m，建议3m～5m），其中第四系覆盖层（含基岩顶部0.5m）孔径为φ168mm，基岩孔径φ110mm。

抽水井下φ127mm的无缝钢管，其中实管5.5m，中部花管7.0m，下部实管1.3m。

观测井开孔φ146mm，终孔φ110mm，孔深深度在12m左右（入岩不少于1m）。下φ110mm的PVC管用于观测水位，其中1号观测井实管4.7m，下部均为花管长7.6m；2号观测井实管5.8m，下部均为花管长7.8m。

花管采用梅花型排列，其中钢管外焊接四条垫筋，采用 18目的尼龙丝网包裹，花管眼直径采用0.8cm（或1cm～ 1.5cm），孔隙度30%（或50%～60%）；PVC管花管眼直径采用0.5cm，孔隙度20%～30%。

3.3抽水试验方法及要求

（1）准备工作

抽水前首先确定含水层厚度和钻孔的稳定水位（钻孔稳定水位要求每小时测定一次，3次所测数字相同或4h内水位变化不超过2cm，即为稳定水位）。

（2）抽水时水位水量观测时间要求

在开始抽水后的第1min、3min、5min、10min、15min、20min、25min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、100min、120min、140min、170min、200min，以后每隔30min观测一次。

（3）抽水试验稳定标准

A.在抽水稳定延续时间内，抽水孔涌水量和动水位与时间关系曲线只在一定范围内波动，且没有持续上升或下降的趋势。

B.在抽水穩定延续时间内，主孔水位波动值不超过水位降低值的1%（前后两次所测水位差值/（最大水位-静止水位））；当水位降深小于10m时，水位波动不应小于5cm（用空压机抽水时，水位波动不超过10cm～15cm）。观测孔水位波动值不应超过2cm～3cm。

C.涌水量波动值不超过正常流量的5%（前后两次所测流量差值/流量平均值）。

（4）稳定时间要求

由于本次勘查工期要求时间较短，故只进行了最大降深的抽水，其稳定延续时间约为8h。

4.水文地质计算

4.1计算渗透系数

本次为对已得试验数据进行比较，参考了《水文地质手册》中的计算公式，采用两种方法计算含水层的渗透系数，具体如下：

4.3抽水试验成果

由于场地限制，试验中两个观测井实际位于抽水井的两侧，呈东西向，西侧观测井位于抽水井以西8m处，东侧观测井位于抽水井以东20m处，故本次成果整理中只能按单孔抽水试验和一个观测孔、一个抽水井试验来整理，得出实验结果如下（图4、图5）：

4.4抽水试验成果分析

首先通过对该次稳定流抽水试验过程的相关数据进行收集、计算和整理，使得我们对拟建场地的相关水文地质情况有了一个具体而明确的认识，为我们后期采取何种方法进行基坑降水提供了第一手的宝贵试验资料，该资料准确而直观。

其次抽水试验结果中，观测孔距离抽水孔的远近对试验精度有一定影响，越远越接近单孔抽水，根据《水文地质水册》（第四版），一般建议选用1倍～1.5倍的含水层厚度为宜。

最后抽水试验过程虽然比较简单，但也要结合场地的地下水类型，对试验方法和计算公式等进行合理的选择，做到心中有数。

5.结语

综上所述，由于抽水试验等相关水文地质工作在现如今的工程建设中扮演着越来越重要的角色，能否准确判定场地的水文地质参数，不仅关系到了工程建设效果，而且还影响到了对城市地质灾害问题的有效控制，因此，合理准确的选择抽水试验方法和计算公式就显得尤为重要。

参考文献：

[1]《水文地质手册》. 1978年4月地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队主编.

[2]《水文地质手册》（第二版）. 2012年9月中国地质调查局主编.

[3]《水利水电工程钻孔抽水试验规程》（SL320-2005）2005年7月中华人民共和国水利部.