抽水试验(设计)

1、黑龙江省干流嫩江干流堤防工程第七标段巨宝排水闸站基坑降水抽水试验施工单位:湖北水总水利水电工程有限责任公司二零一六年九月审定:审核:校核:项目负责人:编写人:主要参加人:1 工程概况巨宝排水闸站为自排与强排相结合的改建排水闸站,位于巨宝堤防上,桩号为10+877;自排流量21.3m3/s,强排流量10.08m3/s。巨宝堤防工程级别2级,防洪标准50年一遇,防洪水位162.79m,建筑物级别为2级。1.1 工程任务与规模根据泵站设计规范(GB/T50265-2010中规定,排水闸站规模属于小(1型,泵站等别等,泵站建筑物级别为5级。防洪标准20年一遇。巨宝排水闸站为改建泵站,本次改建的主要土建

2、工程由引渠、前池、进水池、泵房、压力水池及自排控制闸门、交通桥等组成,压水池与原排水闸涵洞衔接。1.2 工程地质及水文地质条件1.2.1 工程地质巨宝排水闸站位于嫩江左岸漫滩之上,地势较低,地面高程在161.20163.21m。本次勘察所揭露的地层岩性为第四纪全新统(Q4al+l及上更新统(Q3al+l冲积地层,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,呈可塑状态。4杂填土:分布于堤段两侧,厚度1.63.2m,主要由杂土充填,松散,稍湿。第四系全新统冲积层(Q4al+l:低液限粘土:黄色,层厚0.82.4m,呈可塑状态,干强度中等,韧性中等,切面稍光滑,

3、微透水弱透水,分布连续。3低液限粘土:灰色,层厚0.81.5m,呈软塑流塑状态,干强度中等,韧性中等,切面稍光滑,微透水弱透水,分布连续。级配不良细砂:灰黄色,层厚2.68.0m,稍湿饱和、松散为主,局部稍密,成分以石英、长石为主,中等透水,分布不连续。级配不良砾:黄色、灰黄色,部分钻孔揭穿该层,层厚11.613.1m,饱和,稍密-中密,成分以花岗岩为主,强透水,分布连续。1级配不良粗砂:灰色,层厚0.91.4m,饱和,稍密中密,成分以石英、长石为主,强透水分布不连续。级配不良粗砂:灰色,未钻穿此层,饱和,稍密中密,成分以石英、长石为主,强透水,分布连续。1.2.2 水文地质本次勘察揭露地下水

4、为第四系孔隙潜水,含水层岩性主要为级配不良砾、级配不良粗砂、级配不良细砂,地下水初见水位埋深1.6 2.5m,静止水位埋深1.02.9m,高程在160.12160.34m。地下水补给来源主要为大气降水和侧向径流补给,水位年变幅在1.03.0米,地下水水位呈季节性变化。排水闸基础坐落于级配不良细砂、级配不良砾之上,渗透稳定条件较差,在动水位作用下易发生流土、管涌现象。施工开挖工程采用井点法进行施工降水,避免出现基坑流土、管涌。1.3 主要工程问题巨宝排水闸站计划于2016年9月开工,2016年11月主体工程完工。根据工程地质及水文地质资料,基坑降水拟采用了降水井+潜水泵的井点降水方式,将基坑地下

5、水位降低至渠底下1m范围,以保障开挖边坡的稳定及干地施工条件。根据已有资料和踏勘初步分析,为制定合理的降水施工方案,需要确定闸站站址处地层的渗透系数。我单位开展了现场抽水试验,对地层的渗透性开展研究。2 抽(降水试验内容、方案及技术要求2.1 试验目的本项试验工作的主要目的是通过现场抽(降水试验确定闸站站址处区域内地层综合渗透系数。通过抽水试验确定地层水文地质参数,复核降水施工方案报告中的有关参数。2.2 试验内容采用多孔抽水试验在不同流量及降深条件下进行抽水试验,观测流量、降深以及水位变化,抽水试验尽可能达到稳定流。根据多孔抽水试验的试验成果,采用公式法和反演方法求得含水层的综合渗透系数。2

6、.3 试验方案2.3.1 试验方案主要依据本次抽降水试验方案主要依据的规程规范:1水利水电工程钻孔抽水试验规程(SL320-2005;2供水水文地质勘察规范(GB50027-2001;3建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99;4岩土工程勘察规范(GB50021-942.3.2 抽水试验布置抽水试验设一个降水井和二个观测井,全部为新打井。降水井及观测井在一条直线上,其方向应垂直于地下水流向(垂直于闸站纵向轴线方向,位于闸站主厂房横向轴线下游13.05m处,抽水井与2个观测井的距离分别为13.35m、41.6m。具体布置位置详见附图。巨宝排水闸站抽水试验降水井、观测井平面布置图 2.3.3 降水

7、井及观测井结构 抽水井和观测井井管均为壁厚 5mm 双壁波纹塑料管， 直径 400mm。 成井开孔直径为 700mm，成孔后将井管用对中器吊放入井中，周围回 填合适的反滤料。打井深度为 20m。 2.3.4 抽水试验方案 抽水试验采用多孔抽水试验。以 1#井作为降水试验井，2#井、 3#井作为观测孔进行水位观测。抽水孔内最小降深不宜小于 0.5m， 最远观测孔水位降深不宜小于 0.1m。降水试验中达到稳定降深，即 满足抽水孔内水位波动值小于 3cm 或观测井内水位波动值小于 1cm 这 两个条件，2 小时后方可停泵，然后记录井水位恢复至初始水位的过 程。变换不同的流量进行三次抽水试验，分别计算

8、渗透系数取平均值 作为抽水试验的最后成果。 2.4 抽水试验技术要求 1）松散含水层抽水孔中的过滤器外壁应设置测压管，其有眼部 分长度应与抽水孔过滤器一致。多孔试验的观测孔，其过滤器长度和 深度都应与抽水孔过滤器长度和深度相同。 2）在试验各次降深中，抽水吸水管口均应放在同一深度。从潜 水含水层中抽水，吸水管口宜放在最大降深动水位以下 0.51.0m 处。 3）抽水孔和观测孔中静水位和动水位、动水位和出水量均应同 步进行观测。 4）按照多孔稳定流抽水试验方法进行，抽水试验时一种降深稳 定时间不小于 8 小时。 5）抽水试验时，动水位和出水量观测的时间，宜在抽水开始后 第 1、2、3、4、6、8

9、、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、 120min 后各观测一次，以后可每隔 30min 观测一次。 6）所有抽降水井和观测孔应在抽水前 5 天开始观测静止水位， 掌握地下水的动态变化规律。 7）抽降水试验结束后，水位恢复观测时间应与抽降水试验开始 阶段相同。 8）由于抽降水试验时间要求不能间隔，需要实行三班连续作业。 2.5 抽水试验方法 选择一口井进行定流量抽水， 其他井作为观测孔， 同时记录流量、 降深与时间的关系。 抽水设备采用电潜水泵， 电源采用发电机组发电， 出水量采用量水堰测量；水位观测采用多功能渗压计。抽水井主井和 观测孔的水位使用电测水位计测量，

10、在量测前分别对各个观测尺进行 了校核，设定统一计时，消除时间差的误差。 3 抽水试验进行情况 3.1 抽水试验 抽水试验从 2016 且 8 月 4 日开始，至 2016 后 8 月 8 日结束。抽 2 水试验主要是求取地层综合渗透系数。抽水试验基本数据如下表： 第一次抽水试验： 井号 1# 2# 3# 用途 降水井 观测井 1 观测井 2 14.25 42.73 到抽水井 距离(m 井口高程 (m 162.52 162.47 162.51 地面高程 (m 162.22 162.18 162.24 动水高程 (m 158.12 159.31 159.42 最大降深 (m 1.48 0.29 0

11、.18 出水量 3 (m /d 5438.4 第二次抽水试验： 井号 1# 2# 3# 用途 降水井 观测井 1 观测井 2 14.25 42.73 到抽水井 距离(m 井口高程 (m 162.52 162.47 162.51 地面高程 (m 162.22 162.18 162.24 动水高程 (m 156.48 159.17 159.30 最大降深 (m 3.12 0.43 0.30 出水量 3 (m /d 7223.7 第三次抽水试验： 井号 1# 2# 3# 用途 降水井 观测井 1 观测井 2 14.25 42.73 到抽水井 距离(m 井口高程 (m 162.52 162.47 16

12、2.51 地面高程 (m 162.22 162.18 162.24 动水高程 (m 154.99 159.05 159.23 最大降深 (m 4.61 0.55 0.37 出水量 3 (m /d 8921.5 4.试验成果计算与分析 4.1 潜水含水层稳定流计算 按潜水含水层非完整井的稳定流公式计算含水层渗透系数。 根据水利水电工程钻孔抽水试验规程 （SL320-2005）潜水含 水层稳定流渗透系数计算公式： K = 0.16Q l '' l '' ´ ( arsh - arsh r1 r2 l ''(S 1 - S 2 3 式中：l '' = l0 - 0.5 (S 1 + S 2 。通过抽水井和观测井的关系计算出 的渗透系数结果如下表所示： 抽水试验成果表 抽水试 验次序 1 2 3 平均值 S （m） 1.48 3.12 4.61 S1 (m 0.29 0.43 0.55 S2 (m 0.18 0.30 0.37 r1 (m 14.25 14.25 14.25 r2 (