地下水种类及基坑降水

1∮地下水的种类∮基坑降水的方法2地下水的分类地下水的分类1、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。渗入水：降水渗入地下形成渗入水。凝结水：水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。初生水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，成为初生水。埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。2、按矿化程度不同，可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。地下水按矿化度分类表地下水类型总矿化度(g/l)

淡水<1微咸水1～3咸水3～10盐水10～50卤水>50

3、按含水层性质分类，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大，使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。裂隙水：赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性；含水层的形态多种多样；明显受地质构造的因素的控制；水动力条件比较复杂。岩溶水：赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既有具统一水位面的含水网络，又具有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。4、按埋藏条件不同，可分为上层滞水、潜水、承压水。上层滞水：埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广，呈季节性变化，雨季出现，干旱季节消失，其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。潜水：埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广，一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。承压水：埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压；补给区与分布区不一致；动态变化不显著；承压水不具有潜水那样的自由水面，所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动，而是在静水压力的作用下，以水交替的形式进行运动。

赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带，上部是包气带，即非饱和带，在这里，除水以外，还有气体。下部为饱水带，即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用，作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水，还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中，可能发生大量涌水，给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中，潜水蒸发可能引起土壤盐渍化；在地下水位高，土壤长期过湿，地表滞水地段，可能产生沼泽化，给农作物造成危害。

绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中，如水流速度高，则易呈紊流运动。地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给，越流补给和人工补给。在一定条件下，还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。3NO.1

承压水承压水（confinedgroundwater），充满两个隔水层之间的含水层中的地下水。承压水由于顶部有隔水层，它的补给区小于分布区，动态变化不大，不容易受污染。它承受静水压力。在适宜的地形条件下，当钻孔打到含水层时，水便喷出地表，形成自喷水流，故又称自流水。人们利用这种自流水作为供水水源和农田灌溉。在中国，承压水的发现和利用始于距今2000多年。汉朝初，中国四川省开始打自流井取卤水生产食盐，井深可达100多丈。

承压含水构造主要有自流盆地和自流斜地两类。含有一个或多个承压含水层的构造盆地称自流盆地。自流盆地有3个组成部分：补给区、承压区和排泄区。补给区在盆地边缘位置较高的地区。由于上面没有隔水层，水不具有承压性质，实际上这里的地下水是潜水。位置较低的边缘为排泄区，这里往往有泉水出露。承压含水层之上有隔水层覆盖的区段为承压区。斜含水层在下端因构造变动或岩性变化而使水流受阻，便构成自流斜地。4NO.2

孔隙水主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水。在堆积平原和山间盆地内的第四纪地层中分布广泛。是工农业和生活用水的重要供水水源。孔隙水的分布、补给、径流和排泄决定于沉积物的类型、地质构造和地貌等。不同成因的沉积物中，存在着不同的孔隙水。在山前地带形成的洪积扇内，近山处的卵砾石层中有巨厚的孔隙潜水含水层；到了平原或盆地内部，由于砂砾层与粘土层交互成层，形成承压孔隙水含水层。在平原河流的中、下游地区的河床相的砂砾层中，存在着宽度和厚度不大的带状孔隙水含水层。在湖泊成因的岸边缘相的粗粒沉积物中，多形成厚而稳定的层状孔隙水含水层。在冰川消融水搬运分选而形成的冰水沉积物中，有透水性较好的孔隙水含水层。深层孔隙承压水往往远离补给区。离补给区越远，补给条件越差，补给量有限，故深层孔隙承压水的开采应有所节制。

5NO.3

下降泉

下降泉（depressionspring）是由无压含水层（包括潜水和上层滞水）补给的泉。其水流在重力作用下呈下降运动，泉水动态受气象、水文因素影响，有季节性变化。按下降泉出露的原因可分为：侵蚀泉、接触泉、溢流泉。补：（1）侵蚀（下降）泉：沟谷侵蚀无压含水层成泉；（2）接触泉：地形切割达到含水层隔水底板，地下水被迫从两层接触处出露成泉；（3）溢流泉：在地下水流前方透水性突变，或隔水底板隆起，水流受阻涌溢天地表成泉。6NO.4

饱水带饱水带岩石空隙全部为液态水所充满，既有重力水，也有结合水。由于饱水带中的地下水连续分布，能够传递静水压力，在水头差的作用下，可以发生连续运动。饱水带中的重力水是开发利用或排除的主要对象，也是水文地质学研究的重点。

饱水带岩层按其透过和给出水的能力，可分为含水层和隔水层。

含水层是指能够透过并给出相当数量的水的岩层。隔水层则是不能透过并给出水，或透过和给出水的数量微不足道的岩层。划分含水层和隔水层的关键在于岩层所含的水的性质。空隙细小的岩层（如致密粘土、裂隙闭合的页岩），含的几乎全是不能移动的结合水，实际上起着阻隔水透过的作用，所以是隔水层。而空隙较大的岩层（如沙砾石、发育溶岩的可溶岩），主要含有重力水，在重力作用下，能透过和给出水，就构成了含水层。

含水层和隔水层的划分是相对的。例如，粗砂层中的泥质粉砂夹层，由于粗砂的透水和给水能力比泥质粉砂强的多，相对说来，后者就可视为隔水层。同样的泥质粉砂夹在粘土层中，由于其透水和给水能力均比粘土强，就应当作含水层了。由此可见，同一岩层在不同条件下可能具有不同的水文地质意义。含水层和隔水层也可在一定条件下转化，粘土层往往在水力条件发生变化时，如较大的水头差作用下，就可以由隔水层转变为透水层。这种兼有透水和隔水性能的岩层，可称之为半含水层-半隔水层。

7NO.5

潜水井钻到潜水中的井是潜水井。潜水井的水位一般应该是和当地的潜水位一致的，如过量抽取，潜水井的水位就会逐渐低于当地的潜水位，形成地下水漏斗区。打穿隔水层顶板，钻到承压水中的井叫承压井，承压井中的水因受到静水压力的影响，可以沿钻孔上涌至相当于当地承压水位的高度。在有利的地形条件下，即地面低于承压水位时，承压水会涌出地表，形成自流井。虽有上涌，但不能喷出地面者叫半自流井

8NO.6

裂隙水岩石裂隙中的地下水。丘陵和山区供水的重要水源，矿坑水的重要来源。

赋存于岩体裂隙中的地下水。按含水介质裂隙的成因，可分为风化裂隙水、成岩裂隙水与构造裂隙水。按埋藏条件，可以是潜水或承压水。与孔隙水比较，裂隙水分布不均匀，水力联系不好，介质的渗透性具有不均一性与各向异性。9NO.7

溢流泉溢流泉属于下降泉的一种类型。是在地下水流前方透水性突变，或隔水底板隆起，水流受阻涌溢于地表形成的泉。10NO.8

侵蚀泉

侵蚀泉，又称侵蚀下降泉，是下降泉的一种类型。是因为沟谷侵蚀无压含水层而形成的泉。11NO.9

接触泉接触泉属于下降泉的一种类型。是因为地形切割达到含水层隔水底板，地下水被迫从两层接触处出露而形成的泉。12基坑降排水措施1目前，截水法和降水法是解决深基坑降水问题的两种有效方法1、堵截地下水位方法探讨

堵截地下水在城市中心区建筑密集的地区开挖基坑，降水时还要考虑对周围环境的影响。当因降水造成的土体固结下沉，会危及地上建筑物安全与使用时，宜采用截水的方法来控制地下水。目前，国内外对地下水进行堵截的方法主要有防渗垂直帷幕法、防渗水平帷幕法、钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、夹心墙及冻结法等。⑴垂直防渗帷幕法。防渗垂直帷幕也称“落地式”隔渗，是在基坑四周采用高压喷射注浆、压力注浆或渗透注浆和深层搅拌等技术方法，在地下形成一道连续的墙幕，既可以起到很好的防渗阻水效果，又能有效地支撑边坡，截水帷幕的底部宜插入不透水层。此法简单，适用广泛，在国内得到了广泛的应用。⑵防渗水平帷幕法。防渗水平帷幕法是在基坑底部采用高压注浆、搅拌方法，形成一道地下水平连续帷幕，用于基坑底的防渗和抗坑底隆起、变形等。一般用于防渗垂直帷幕不能解决问题的工程中。⑶钢板桩。在开挖前，将钢板桩打入地下，能有效地堵截地下水，且对边坡起支撑护坡的作用。为能较好的阻水，需将钢板桩打入基坑下部的隔水层中，并将其连成一体。此法适用于淤泥质砂和粘土质砂等地层。⑷地下连续墙。连续墙为钢筋混凝土结构，有一定的入土深度，它既能承受较大的侧土压力，也能防止地下水入侵。对于软弱、透水性小的土层止水效果较好。⑸稀浆槽。即在基坑四周挖一槽沟，向槽中灌入膨润液，并用不透水物质回填，使膨润液在槽壁上形成一层滤饼，可以防止或减少地下水向坑内渗流，达到止水的目的。该法虽有止水作用，但不能起到支撑的作用，一般用于具有施工场地的浅基础施工。⑹夹心墙。是在稀浆槽中再挖一条沟槽，在槽内灌注混凝土，形成防渗挡土墙。该法造价较高，一般也用于具有施工场地的浅基础施工。⑺冻结法。采用冷冻技术，将基坑四周的土层冻结，达到阻水和支撑边坡的目的。可用于淤泥质砂和粘土质砂及砂卵石土，但技术和设备要求较高，使用较少。2、基坑降水方法探讨

13基坑降排水措施

2当地下水位高于基坑底面时，应进行基坑降水。通常采用的方法有集水明排和井点降水两种。

⑴集水明排。集水明排属于重力降水，它是在基坑内（或外）沿基坑周围开挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井（如图1-2所示），然后用抽水设备将集水井中水排至坑外，保持基坑干燥。排水沟与集水井保持一定高差，集水井比排水沟应低0.5～1.0m，排水沟底比挖土面应低0.3～0.5m，随基坑开挖逐步加深，沟底和井底均保持这一深度差。集水井一般设置在基坑角或每30～40m设置一个，其半径一般为0.7～0.8m，深1.0m。井壁可用挡土板、水泥管或砖作临时支护，井底铺0.3m厚的砾石，以防泥砂堵塞水泵。抽水设备多用潜水泵，此法设备简单、施工方便、费用低廉，在施工现场应用得最为普遍。但是这种方法的缺点是，地下水沿边坡面或坡脚或坑底渗出，使坑底软化或泥泞；当坑底开挖深度较大时，如果土的颗粒较细，在地下水动水压力的作用下，还可能引起流砂、管涌、坑底隆起和边坡失稳，因此，集水明排在深基坑工程中单独使用有一定的条件，在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为阻挡法或其他降水方法的辅助降水措施，它主要排出潜水、施工用水和雨水；在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡面渗水较多，坡面稳定难于保证，因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中，但当基坑不深、涌水量不大、坑壁土体比较稳定、不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、掏空和坍塌等现象的粘性土、砂土、碎石土的地层时，可以在低水位地区或土层渗透系数很小及允许放坡支护的工程中单独应用。集水明排应重视环境影响，必须调查基坑周围地表水是否可能对基坑边坡产生冲刷、潜蚀作用，必须时宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施、集水井排水沟。

14基坑降排水措施

3⑵井点降水。井点降水是应用最广泛的降水方法，是高地下水位地区基坑工程施工的重要措施之一，它是在拟建工程的基坑四周埋设能渗水的井点管，配置一定的抽水设备，在不扰动土的结构的情况下，不间断地将地下水抽走，使基坑范围内的地下水降至设计深度，保证基坑开挖能在较干燥的施工环境中进行。此法降水效果比较好，适用于具有不同几何形状的基坑，它有克服流砂、稳定边坡的作用，能够降低承压水位，防止坑底隆起与破坏，改善基坑的砂土特性，加速土的固结的优点，是一种行之有效的现代化施工方法。对