降水抽水实验

武汉市轨道交通三号线土建工程第十一标
降水实验报告
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中铁隧道股份有限公司
武汉轨道交通三号线十一标项目经理部
二O一二年十月
一、工程概况
1、工程简介
武汉市轨道交通三号线第十一标段范湖站土建工程位于青年路与常青路及规划马场角路交叉口的东侧，沿规划马场角路下呈东西向布置，与2号线范湖站通过通道换乘。

本站为地下三跨三层12.5m岛式站台，车站主体结构外包尺寸为267×21.6×24.8m（长×宽×高），车站顶部覆土约3.3～3.6m。

范湖站附属工程包括6个出入口、4个紧急疏散口、3组风亭及一个换乘通道；出入口及风亭分设于规划马场角路两侧路边。

车站基坑采用C30P10地下连续墙作为围护结构，墙底嵌入强风化砂岩层，入岩深度2m，地下连续墙采用工字钢接头及接缝间旋喷桩形成隔渗帷幕；基坑平面形状为矩形，长267m，标准段宽21.6m,基坑深度25.07m（标准段）～28.97m（西端头盾构井）（根据工程需要，西端盾构井与车站主体分为两个基坑,其中西端盾构井长度为15.1m，宽度为26.3m；车站主体尺寸为250.9m，宽度为21.6m），基底位于粉细砂层中，地面高程约21.5m，车站顶板标高约17.76m，覆土厚度约3.0m，车站拟采用明挖法，支护形式为地下连续墙加内支撑，地下连续墙深度约49m，墙体厚度为1m。

2、周边环境及管线布置情况
（1）周边环境情况
本工程位于青年路与常青路及规划马场角路交叉口的东侧，北侧有富苑假日酒店和葛洲坝住宅小区，葛洲坝房屋基础为单承摩擦桩，南侧为规划葛洲坝商务中心。

（2）周边管线情况
工程沿线地下管线较多，但不成系统，管线乱拉乱接情况严重。

沿线分布着给水管（西侧DN600，北侧DN300），埋深1m；电力管（10KV），埋深4.5m；除此以外，该路段还有中国电信、中国移动，中国联通等通讯电缆，在施工前已全部改迁完毕。

二、水文地质条件
1、工程地质条件
在场区最大勘探深度范围内，根据钻探资料、原位测试和土工试验成果分析，场区土层除上部为填土层外，其下主要为第四系全新统冲积(Q4al)的粘性土层、砂层、中粗砂夹砾卵石层，下伏基岩为志留系（S2f）的砂岩。

根据年代、成因、土层结构特征及强度上的差异，场地土自上而下可分为4层，其中(3)层分五个亚层，(4)层分三个亚层，(20b)层分两个亚层。

2水文地质条件
拟建场区的地下水有上层滞水、孔隙承压水和基岩裂隙水三种类型。

(1)上层滞水主要赋存于填土层中，受大气降水、地表水及人类生产、生活用水补给影响，无统一自由水面。

勘察期间测得的上层滞水稳定水位埋深在
1.30～
2.45m之间，相当于绝对标高18.13～20.28m。

(2)孔隙承压水主要赋存于(3-5)层及其下的砂层中，上覆粘性土及下伏基岩为相对隔水层顶板、底板（含水层顶板埋深14m，标高为6.58m，含水层底板埋深在44.9m，标高在-24.3m，含水层厚度约为31m）。

根据2011年3月25日在范湖站进行的抽水试验主抽水孔测得的承压水位绝对标高为14.72m。

根据详勘抽水试验结果，含水层的渗透系数为15.1m/d，当降深为12.5m时，影响半径为252m，基坑设计时建议渗透系数采用16.5m/d。

(3)下伏基岩为志留系砂岩，基岩裂隙水水量较小，对本工程的影响不大。

场区内地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋均有微腐蚀性，场区土层场地土对钢结构有中～强腐蚀性。

三、水井分布情况
本工程基坑开挖深度较深，坑底土体抗承压水稳定性问题比较突出，因此在基坑内部布臵了19口疏干井；由于本站围护结构为落地式隔水地连墙，内外水压差过大，坑外设置了21口降压井；按照业主的工序的安排，先施工西端头井，因此目前主要完成西端头井坑内4口疏干井及坑外4口减压井，成井时间为2012年9月8日至10月4日。

为充分观测和掌握基深部承压水抽水时含水层地下水位变化特征，为基坑承压水降压提供依据，我单位于2012年9月10日至10月10日进行了单井、群井、联通抽水试验，以检验本基坑降压水井数量和位置是否能保证基坑降水达到设计的降水安全性。

根据基坑开挖深度及开挖场地的地质条件，西端头井段基坑
开挖至坑底时，坑外降压井应将至地面下15米，即标高6.3米(地面标高约21.3米)。

四、现场群井抽水实验
1、单井抽水实验
成井后分别对4口降压井和4口疏干井进行了单井抽水试验，试验时间从2012年9月10日至2012年9月25日，疏干井水位均在12小时内降至设计深度，25小时内能恢复至初始水位的80%。

此过程中坑外减压井水位一直保持在标高12.1m，无明显下降。

2、疏干井群井抽水实验
（1）本次疏干井群井抽水试验从2012年10月6日上午8:00时，启动J1、J2、J4疏干井进行抽水试验，同时观测J3观测孔水位变化情况，至10月10日上午8:00停止抽水。

疏干井群抽水试验采用QJ200-20-40型潜水电泵进行抽水，单井出水量从大到小，最后降为1.5 m3/h，出水量衰减明显。

疏干井群井抽水试验水位动态特征如下：所进行试验的疏干井水位均在8小时内降至设计深度，接近含水层的底部，降幅较大，且下降较迅速，随后出现掉泵现象，水泵间断出水，出水量变小，观测孔水位随疏干时间延长逐渐降低。

基坑内含水层③3粉土、④2粉土夹粉砂层赋存的滞水补给能力差。

（2）基坑外观测孔水位变化情况J5、J6、B20、B21位于在基坑外侧，抽水试验时，受地连墙阻隔作用，坑内含水层③3粉土、④1粉砂、④2粉土夹粉砂层不受外界水体渗入影响，坑外水位无明显变化。

因此基坑内③3粉土、④1粉砂、
④2粉土夹粉砂层与外围无水力联系。

五、结论及建议
1、结论
通过群井抽水试验成果，查明了抽水试验引起的地下水变化趋势，确定了现有降水井、疏干井的降压及疏干能力。

（1）通过群井抽水试验，使观测孔水位最小降幅降至标高-10.4米以下。

说明现有降水井能满足基坑开挖的要求，可以保证基坑开挖时基底的安全。

（2）降水井群井抽水试验的水位恢复情况表明：基坑内水位在停止抽水后，10小时内可恢复稳定水位的60%，含水层④1粉砂层渗透能力好，补给能力强、补
给速率快、导水能力强。

（3）基坑内疏干井群井抽水试验表明：含水层③3粉土、④2粉土夹粉砂层受地连墙切断，地下水无补给来源。

（4）基坑疏干试验过程中，坑外围观测孔抽水期间水位变化很微小，说明地连墙墙体阻水作用较好，因此开挖施工开始之前，可以确保对基坑内③3粉土、④2粉土夹粉砂层中滞水进行疏干，便于顺利施工。

2、建议
（1）通过群井试验表明，观测井水头下降相对较深，建议后期降水运行时根据开挖情况开启降水井，做到按需降水。

（2）考虑到基坑的风险性，基坑在开挖时一定要注意加强对井管及电缆的保护，挖土时挖机不要碰及井管，井周的土不得用挖机操作，可以采用人工扦土，并要有专人指挥。

（3）由于基坑内疏干井降水较快，而坑外则无明显降水，因此，基坑内外水头差压力过大，对围护结构侧压力加大，不利于基坑安全，必要是应启动坑外减压井，降低坑外水位，确保基坑安全。

（4）疏干井抽水应在基坑开挖前进行，疏干时间不应小于10天，最大限度疏干坑内地层中的滞水。