合肥市区工勘中常见地下水及防水措施研究

魏 刚

(煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230041)

1 概述

合肥市坐落在安徽省中部，位于江淮分水岭的南侧。地形相对较平缓，地势总体西北高、东南低，除大蜀山锥状火山丘孤峰凸起，高程达282.1 m外，海拔多在50 m以下。地貌单元属江淮波状平原。本次研究区包括合肥市区、规划新区，以及长丰县、肥东县、肥西县的部分区域。

本区地表主要覆盖为第四系灰黄色、黄褐色黏土、亚黏土，近代冲积层主要分布在河流的中下游。区域地下水可划分成以下三种基本类型：松散岩类孔隙含水层(组)、碎屑岩类裂隙孔隙含水层(组)、基岩裂隙含水层(组)。

2 工勘中常见地下水

2.1 工程勘察工作内容

岩土工程勘察目的是查清地层和地下水空间分布情况，提供岩土体工程性质设计参数为工程设计提供依据。对工程场地的稳定性与适应性进行评价；提出地基、基础设计等各项工程方案；预测后期施工中可能出现的岩土类工程问题，并提出对应的施工措施和防治建议；预测工程对环境的影响及环境变化可能对工程的影响。

2.2 勘察手段

岩土勘察中有多种勘察手段，本地区通常选用采取钻探、原位测试(静力触探、标准贯入试验等)以及室内试验等综合勘察手段。

2.3 该区地层分布

按不同地貌单元将本区一般性地层分布分别描述如下。

2.3.1河漫滩、一级阶地区

该区一般地层分布如下：

④层强风化泥质砂岩(K)：棕红色，层理结构不明显，无光泽，风化裂隙很发育，破碎，干钻钻进较容易，遇水易软化。场地内普遍分布。

⑤层中风化泥质砂岩(K)：棕红色，层理结构不明显，无光泽，以黏土和矿物为主，裂隙发育，岩芯呈柱状。钻进较为困难，表部较破碎，随深度增加风化程度逐渐减弱，岩石逐渐趋于较完整。

2.3.2波状平原区

该区一般地层分布如下：

2.3.3丘陵岗地区

该区一般地层分布如下：

②层强风化砂岩(K)：棕红色，层理结构不明显。部分钻孔夹碎石，粒径2 cm～8 cm。

③中风化泥质砂岩(K):棕红色，无明显层理结构。该层较厚，未揭穿。

2.4 常见地下水及水文地质特征

在工程勘察过程中，可根据地层分布情况，初步判断该区地下水类型。结合水位观测、抽(注)水试验、连通试验以及室内水化学分析，对含水层的富水性、导水性、理化性质进行定量分析。

本区岩土工程勘察中常见地下水有：

1)赋存于第四系全新统(Q4)、上更新统(Q3)黏土、亚粘土中的松散岩类孔隙水，钻探揭露该含水层一般与上部包气带水混合，富水性弱，主要为潜水。潜水(含包气带水)主要赋存于①层、②层土，③层黏土、亚黏土，透水性能差，可看做弱透水层，能起到一定的隔水作用，该含水层抽水试验单井涌水量10 m3/d～100 m3/d，供水意义不大。

2)赋存于第四系全新统(Q4)、上更新统(Q3)粉土、粉砂、细砂中的孔隙水，一般位于河流的一级阶地区，有稳定水头，富水性较好，为潜水或弱承压水。弱承压水赋存于③-1层粉土、③-2层粉细砂中，含水层抽水试验单井涌水量一般在30 m3/d～500 m3/d，局部可达1 000 m3/d以上。

3)赋存于第三系(N)、白垩系(K)、侏罗系(J)等中生代地层的碎屑岩类裂隙、孔隙水，含水岩组为砂砾岩、砂岩、泥岩、泥质砂岩等，一般又称为红层裂隙水，富水性弱，为承压水。红层裂隙承压水主要赋存于④层强风化泥质砂岩，该层裂隙发育，地下水径流方向受多种因素影响，水位及埋深变化较大，该层抽水试验单井涌水量一般在10 m3/d～200 m3/d，张性断裂带附近抽水试验单井涌水量可达600 m3/d。中生代泥砂岩为压实沉积，⑤层中风化泥质砂岩裂隙不发育，一般可看做隔水层。

4)岩浆岩裂隙含水层，区内仅分布在大蜀山，埋深较大，裂隙不发育，富水性极弱，仅在大蜀山开展压水试验时触及该层，对工程施工影响小，不再探讨。

2.5 地下水补、径、排条件

1)地下水补给。

本区天然降水较丰富，是地下水的主要补给来源。在广大的波状平原区，地形坡度不大，较利于降水补给。尤其是降雨量大、时间较长时，大气降水对地下水有显著的补给作用，雨后地下水位有明显的上升。雨水是本区地下水的主要补给来源，地表水的径流、入渗也可以补给地下水，在地表水体周边的民井水位一般偏高。

2)地下水径流。

地下水流向整体为西北向东南，与地形起伏基本一致。

3)地下水排泄。

本区地下水极限蒸发深度一般高于地下水位埋深，蒸发作用不是地下水的主要排泄形式。主要形式为不同水期交替性补给河流，埋藏较深的地下水以极缓慢的地下径流形式向区外排泄。另一排泄方式为少量的人工开采利用地下水。

3 地区施工防水措施

3.1 防水措施简介

3.1.1降水措施

基础施工过程中，要求地下水水位要在基坑的基础垫层以下，埋深大于0.5 m。故当地下水影响地下工程施工、使用时，就必须采取降水措施，常用的工程降水方法有集水明排和降水井。

集水明排是指用明沟、集水井、管道等组成排水系统，将水排出基坑。基坑开挖不深、场地水力条件简单时选用该方法往往更加便捷、经济。

当含水层为多层，水力条件相对复杂时，宜选用降水井法。常用方法有：真空井点、喷射井点、管井、渗井等。

3.1.2止水措施

当地下水位位于基坑坑底以上时，需设置止水帷幕，帷幕要插入坑底渗透系数较小的地层中。常用的止水帷幕有：地下连续墙、搅拌桩、旋喷桩、重力式挡墙等。

3.2 本区常用施工防水措施

本区各地貌单元一般性地层以及地下水分布特征存在明显差异，故将施工中常用的地下水防水措施按地貌单元分类，分述如下。

3.2.1河漫滩、一级阶地区

1)该地貌区域黏土、亚黏土地层，局部夹粉土，渗透系数K在10-5cm/s～10-6cm/s，含水层抽水试验单井涌水量10 m3/d～100 m3/d，富水性差。基坑坑底若在③层以上，基坑开挖时，坑内可采用集水井、明沟降、排地下水，坑外设置截水、挡水设施，防止地表水流入坑内。

2)③-1层粉土、③-2层粉细砂，渗透系数K在10-3cm/s～10-4cm/s，含水层抽水试验单井涌水量一般在30 m3/d～500 m3/d，局部可达1 000 m3/d以上，富水性良好。基坑坑底若在该层，基坑开挖时，宜采用挡土墙、水泥搅拌桩等止水措施，帷幕插入到下部中生代砂岩，坑外设置截水、挡水设施，防止地表水流入。

3)④层强风化泥质砂岩，该层裂隙发育，渗透系数K在10-4cm/s～10-5cm/s。⑤层中风化泥质砂岩裂隙不发育，渗透系数K<10-7cm/s，一般看做隔水层。基坑坑底若在基岩层，基坑开挖时，坑内可采用集水井、明沟降、排地下水。若周边有导通的张性断裂带，安全起见，宜采用水泥搅拌桩等止水帷幕。

3.2.2波状平原区

该地貌区域以黏性土地层为主，颗粒结构密实，渗透系数K在10-6cm/s～10-7cm/s，含水层抽水试验单井涌水量一般小于10 m3/d，富水性极差。基坑开挖时，坑内采用明沟降、排地下水即可，主要防止雨水、地表水流入。

3.2.3丘陵岗地区

丘陵岗地区一般基岩埋藏很浅，局部基岩直接露头。只有极少量裂隙水赋于强风化砂岩的风化裂隙中。透水性、富水性均较差。基坑开挖时，一般采用明沟降、排水即可。

3.3 防水效果

根据地区经验，在区内大量施工案例中，采取以上相应地下水防水措施，均能起到很好的降水、止水作用，本文所研究的一般性防水措施在合肥地区有很好的应用效果和参考价值。

4 结语

合肥市区地形较平缓，地层分布相对简单。地貌单元与地层分布间有很强的规律性，地层与地下水分布之间有明显的关联性。通过整体宏观分析整个地区工程勘察的一般性地层及相应地下水的水文地质特征，地下水的补、径、排条件，可得出一般地貌单元的边坡和基坑等工程，施工过程中常用的降水、止水措施，能为施工方案设计提供合理、可靠的参考依据。