降水试验报告.docx
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降水试验报告
常州市轨道交通1号线一期工程
TJ08标文化宫站
抽水试验报告
第一章工程概况2
一、工程简介2
二、工程地质条件2
三、水文地质条件1
四、基坑布井情况2
第二章基坑开挖前的抽水目的3
一、疏干井开挖前抽水目的3
二、降压井开挖前抽水目的3
第三章基坑疏干井群井抽水试验4
第四章基坑第⑧2层泄压井群井抽水试验5
一、试验实测承压水位初始水头埋深5
二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深5
三、试验期间实测降压井单井平均出水量6
四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图6
五、试验实测水位回复曲线7
第五章基坑第⑨2a泄压井群井抽水试验8
一、试验实测承压水位初始水头埋深8
二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深8
三、试验期间实测降压井单井平均出水量9
四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图9
五、试验实测水位回复曲线10
第六章群井试验小结10
第一章工程概况
一、工程简介
常州1号线文化宫站位于和平北路下南北向设置，车站为14m岛式站台地下三层车站，共设置3组风亭、3个出入口，车站有效站台中心线里程：
SK21+525.182，南端头井与盾构区间设计分界里程为：
SK21+414.962，北端头井（“刀把”处）与盾构区间设计分界里程为：
SK21+732.095，车站净长317.133m，净宽21.3m，其中“刀把”部分长63.263m。
1号线车站标准段基坑开挖深度约24.66m，端头井段约为26.36m。
拟建场地地理位置详见下图。
图1.1拟建场地理地位置
因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。
经底板稳定性分析，基坑开挖到一定深度后需采取减压降水措施。
为充分观测和掌握承压水抽水引起对含水层地下水位变化特征，为基坑承压水运行提供依据，我司于3月20日对1号线文化宫站进行抽水试验。
二、工程地质条件
1、拟建场地位置及地形、地貌
本标段车站场地位于常州市天宁区，地形较为平坦，地貌单元属冲湖积高亢平原区,勘查期间勘探孔孔口标高4.41～5.82m。
2、区域地质条件：
1号线车站基坑坑底位于⑦1层粉质粘土层、⑥-4层粉质粘土层、⑥-4a层砂质粉土层中，开挖深度内以粉土、粉砂层为主，依次为①层杂填土、③-2层粘土、⑤-1层粉土、⑤-2层粉砂、⑥-3粘土、⑥-4粉质粘土、局部存在⑦1粉质粘土和⑥-4a粉土；开挖面以下依次为⑦-1层粉质粘土、⑧-2层粉砂。
标准段地下墙墙趾插入⑨-2层粉质粘土层，两端端头井地下墙墙趾插入⑨-3层粘土。
场地范围内地基土的构成与特征如下：
时代
成因
土层
编号
土层名称
层底
埋深
（m）
层底
标高
（m）
层厚
（m）
土层描述
Q4ml
填土
1.60～11.00
-5.63
～
3.55
1.60～
11.00
杂色，广泛分布，顶部多为沥青砼路面，中部主要为二灰碎石和灰土，下部主要为粉质粘土，含碎砖块及建筑垃圾，局部夹植物根茎等，土质不均。
Q3al+l
③2
粘土
5.50
～
9.10
-4.41
～
-0.63
0.60
～
6.50
灰黄色～褐黄色，硬塑，中压缩性，含铁锰结核和高岭土，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。
拟建场地内填土厚度较大处缺失。
1
粉土夹粉砂
9.00
～
12.80
-8.03
～
-3.68
1.40
～
6.30
灰色，稍密为主，中压缩性，局部夹少量粉砂、粘性土，含少量姜结石，土质不均，摇振反应迅速。
拟建场地内基本遍布，仅S16XBJ14、S16XBJ12孔缺失。
2
粉砂
14.00
～
20.00
-15.34
～
-8.95
3.20
～
9.90
灰黄色，中密，中压缩性，主要成分为长石、石英，含少量云母及姜结石。
拟建场地内均有分布。
1
粉质粘土
17.20
～
26.00
-20.60
～
-11.86
0.60
～
9.10
灰色，软塑为主，中压缩性，含少量粉土，局部夹少量未分解腐植物,无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
拟建场地仅个别小范围呈薄层分布。
3
粘土
21.30
～
25.10
-20.27
～
-15.93
1.50
～
8.70
黄褐色，硬塑，中压缩性，含少量铁锰结核，局部夹姜结石，直径为0.50cm～2.00cm,无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。
4
粉质粘土
23.00
～
37.40
-32.41
～
-17.76
0.50
～
8.70
灰黄色，软塑～可塑，中压缩性，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
拟建场地内局部地段缺失。
4a
粉土
24.00
～
32.00
-26.77
～
-18.61
1.00
～
7.60
灰黄色，中密，中压缩性，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。
为
4层中夹层，拟建场地内断续分布。
⑦1
粉质粘土
26.40
～
45.80
-40.64
～
-21.25
0.80
～
19.00
灰色，软塑为主，中压缩性，夹薄层粉土，局部夹腐植物，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
场地均有分布起伏较大。
⑦2
粉质粘土
27.60
～
41.30
-35.63
～
-22.83
0.90
～
4.90
灰黄色～褐黄色，可塑，中压缩性，局部夹少量可塑粘土及密实粉土团块，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
拟建场地局部地段分布。
2
粉砂
34.10
～
40.30
-35.32
～
-29.14
0.50
～
9.20
灰色～灰黄色，密实，中压缩性，含长石、石英及云母碎片，局部夹姜结石，直径为0.50cm～2.00cm。
厚度变化大，拟建场地局部缺失。
Q2al+l
2
粉质粘土
38.00
～
54.00
-49.00
～
-32.78
1.50
～
17.50
灰～灰黄色，可塑为主，中压缩性，夹薄层粉土，局部夹姜结石，直径约为1.0～3.0cm，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，分布有起伏，仅局部缺失。
2a
粉土
夹粉砂
45.80
～
51.20
-46.39
～
-41.02
0.70
～
6.30
灰～灰黄色，密实，中压缩性，局部夹粉土较多，具层理，含少量姜结石，直径约1.0～3.0cm，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，拟建场地局部分布，为
2层中夹层。
3
粘土
52.70
～
57.50
-52.84
～
-48.08
3.00
～
17.20
灰黄～黄褐色，硬塑，中压缩性，含少量铁锰结核和高岭土，夹粉土，局部含少量姜结石，直径约1.0～2.0cm，最大直径约5.0cm，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。
拟建场地内基本均有分布，仅局部缺失。
3a
粉土
夹粉砂
43.00
～
46.30
-41.05
～
-38.37
0.60
～
2.10
灰～灰黄色，密实，中压缩性，局部夹粉土较多，具层理，含少量姜结石，直径约1.0～3.0cm，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，拟建场地零星分布，为
3层中夹层。
4
粉砂
55.30
～
64.60
-59.55
～
-50.75
1.40
～
10.60
灰黄色，密实，中压缩性，主要成分为长石、石英，局部含少量姜结石。
拟建场地局部缺失。
5
粉质粘土
60.00
～
64.00
-59.45
～
-54.84
2.00
～
6.70
灰色～灰黄色，可塑～硬塑，局部夹少量密实粉土及姜结石，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高，为中压缩性土。
拟建场地内仅深部揭露。
6
粘土
64.00
～
68.10
-63.27
～
-58.92
2.20
～
8.60
褐黄色，硬塑，中压缩性，含铁锰结核和高岭土，局部夹薄层粉砂及姜结石，直径约1.0～3.0cm，无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。
拟建场地内仅深部揭露。
Q2L
⑩1
粉砂
未钻穿
灰色，饱和，密实，主要成分为长石、石英，为中压缩性土，拟建场地内仅深部揭露。
典型地质剖面图
典型地质纵剖图
图1.2典型地质剖面图
三、水文地质条件
常州市北临长江，南濒太湖，区内地表水系极为发育，为太湖上游高水网区。
根据地下水埋藏条件，本区域地下水类型主要为潜水和承压水。
⑴潜水
潜水主要埋藏于①填土中，局部区域以上层滞水形式存在，其主要补给源为大气降水、人工用水、地表径流，主要以蒸腾作用排泄，勘察期间测得潜水稳定水位埋深为1.10～4.5m，稳定水位标高约为4.02～0.9m，平均水位标高（黄海标高）为2.63m。
⑵承压水
第Ⅰ层承压水主要埋藏于⑤1、⑤2、⑥4a、⑧2层粉土、粉砂中，其主要补给源为大运河和长江水的侧向补给，排泄途径亦相同，水量较丰富。
勘察期间测得其埋深为地面下3.4～6.3m，水位标高约为1.46～1.53m，标高平均为黄海高程0.05m，第I层承压水年变化幅度约±1.0m。
第Ⅱ层承压水主要赋存于⑨2a、⑨3a层、⑨4a及⑩1层砂土中，主要补给来源为上部含水层的越流补给、含水层顶板粘性土的压密释水以及区域上的侧向径流补给。
其中⑨3a、⑨4及⑩1层承压水埋藏较深，对本标段拟建工程基本无影响。
勘察期间测得第⑨2a层初始水位埋深为地面下4.48m，水位标高约为-0.06m。
⑶地层透水性评价
文化宫地块地下空间基坑开挖及围护设计涉及地层主要有③2、
1、
2、
3、
3、
4、
4a、⑦1、⑦2、⑧2、⑨2、⑨2a、⑨2b、⑨3、⑨3a、⑨4层。
其中
1、
2、
3、
4a、⑧2、⑨2a、⑨3a层粉土、粉砂层透水性较强，其余各土层为粘性土，透水性较弱，详见下表。
拟建场地地层透水性评价表表1-1
层号
土层名称
室内渗透试验
抽水试验k
（cm/s）
建议值k
（cm/s）
透水性分级
kV（cm/s）
KH（cm/s）
填土
2.0E-05
弱透水
③2
粘土
1.84E-008
3.88E-008
3.0E-07
不透水
1
粉土夹粉砂
1.34E-004
3.2E-004
2.90E-003
2.9E-03
中透水
2
粉砂
4.96E-004
3.68E-004
2.90E-003
2.9E-03
中透水
1
粉质粘土
6.0E-07
不透水
3
粘土
2.05E-008
3.67E-008
2.5E-07
不透水
4
粉质粘土
1.02E-005
1.24E-005
6.0E-06
微透水
4a
粉土
3.60E-005
1.67E-004
3.0E-04
弱透水
⑦1
粉质粘土
5.63E-008
7.54E-008
6.0E-07
不透水
⑦2
粉质粘土
2.0E-06
微透水
⑧2
粉砂
2.44E-004
3.80E-004
5.18E-003
5.2E-03
中透水
⑨2
粉质粘土
5.56E-008
1.61E-007
2.0E-06
微透水
⑨2a
粉土夹粉砂
5.0E-04
弱透水
⑨2b
粉质粘土夹粉土
2.0E-05
弱透水
⑨3
粘土
2.25E-008
3.03E-008
5.0E-07
不透水
⑨3a
粉土夹粉砂
4.0E-04
弱透水
注：
1、
1层、
2层、⑧2抽水试验数据为参考邻近工点资料。
2、
、
1、⑦2、⑨2a、⑨3a层渗透系数建议值系根据邻近工点资料结合当地经验共同所得。
四、基坑布井情况
针对基坑开挖深度范围内涉及（第①层～第⑥4层）的潜水含水层和微承压水含水层：
在基坑内布置30口疏干井，其编号分别为S1～S30。
同时在坑外侧布置11口第⑤1、⑤2层观测（兼备用、回灌）井和9口第⑥4a层观测（兼备用、回灌）井，其编号为WG1~WG11和GQ1~GQ9。
详细布置见下图。
图1.3疏干降水井平面布置图
针对第⑧2层承压水：
在基坑内布置7口泄压井和1口观测备用井，其编号分别为BY1～BY7和GBY1。
同时在坑外布设5口观测井，其编号为GB1～GB5；针对第⑨2a层承压水：
在基坑内布置5口泄压井和1口观测备用井，其编号分别为JY1～JY5和GJY1。
同时在坑外布设4口观测井，其编号为GJ1～GJ4。
详细布置见下图。
图1.5第⑦层降水井平面布置图
第二章基坑开挖前的抽水目的
一、疏干井开挖前抽水目的
基坑成井施工后针对潜水，在成井结束后进行疏干井抽水，在基坑开挖前将坑内潜水降低到每层开挖面1.0m以下，在抽水时，主要完成以下内容：
1、在基坑开挖前，测定潜水初始水位；
2、确定单井出水量；
3、检验疏干降水效果；
4、通过群井预降水，检验基坑周围排水系统的排水能力。
二、降压井开挖前抽水目的
基坑泄压井成井施工结束后针对第⑧2层和第⑨2a层承压含水层进行试抽水试验，因此试验目的如下：
1）测定承压水的初始水头埋深及单井出水量；
2）检验降压井的降水效果，确定目前降压井数量能否满足基坑降压要求；
3）为本基坑后期降压降水运行提供依据；
4）检验现场施工用电及排水情况。
第三章基坑疏干井群井抽水试验
我司在全部疏干降水井成井施工完毕后，于2016年3月30日起进行疏干井降水运行，其中留疏干井S1、S7、S19和S27作为观测井，疏干井群抽水试验均采用QDX5-40/1.1型潜水电泵进行抽水，单井出水量从大到小，最后降为1.6～3.2m3/h不等，出水量衰减明显。
从3月31日至4月05日累计抽水6天坑内外水位累计变化如下表所示：
名称
试验前初始水位（m）
抽水6天时水位（m）
变化量（m）
备注
S1
1.52
-19.90
-21.42
坑内
S7
1.95
-19.91
-21.86
坑内
S19
1.92
-19.35
-21.27
坑内
S27
1.75
-19.63
-21.38
坑内
WG1
3.92
3.74
-0.18
坑外第⑤1、⑤2层观测井
WG2
3.03
2.85
-0.18
WG3
1.28
1.14
-0.14
WG4
3.08
2.70
-0.38
WG5
1.38
1.31
-0.07
WG6
3.08
3.04
-0.04
WG7
1.29
1.01
-0.28
WG8
4.16
4.20
+0.04
WG9
2.12
WG10
3.10
2.80
-0.30
WG11
2.11
QG1
2.08
1.82
-0.26
坑外第⑥4a层观测井
QG2
3.14
3.06
-0.08
QG3
2.13
1.90
-0.23
QG4
3.41
3.21
-0.20
QG5
2.13
1.90
-0.23
QG6
3.98
3.72
-0.26
QG7
3.24
2.85
-0.39
QG8
3.64
3.54
-0.10
QG9
2.40
2.30
-0.10
由上表所知道3月31日至4月05日坑外水位没有一定的变化。
通过上述水位观测，可以看出，本基坑地下围护没有明显渗漏现象。
第四章基坑第⑧2层泄压井群井抽水试验
我司于2016年3月30日至4月06日对本基坑进行了第⑧2层群井试抽试验和停抽水位恢复试验。
试验期间开起YB1～YB7共7口泄压井，同时以GBY1为坑内观测井，GB1～GB5为坑外观测井。
一、试验实测承压水位初始水头埋深
表4.1基坑初始水位埋深表
含水层
井号
GBY1
GB1
GB2
GB3
GB4
GB5
第⑧2层
初始水位深度（m）
5.6
2.6
2.6
2.1
3.5
2.5
注：
水位埋深为自然地面以下；
二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深
①验算第⑧2层承压含水层的稳定性。
②
Σγsi·h≥γw·H·Fs
式中：
h—坑底以下隔水层的覆土厚度（m）；
γsi—基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度（kN/m3）；
H—承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）；
γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；
Fs—抗承压水头稳定性安全系数，取1.1。
表4.2开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表
含水层
开挖深度hs（m）
需降水头h（m）
安全水头埋深D（m）
备注
第⑧2层
15.5
0
5.6（初始水位）
临界深度
24.11～24.471
16.26～16.95
21.86～22.55
标准段
25.531
18.97
24.57
北端头
26.017
19.90
25.50
南端头
25.395
18.71
24.31
刀把端头
根据稳定性计算，若第⑧2层初始水位按5.60m计算，当基坑开挖至地面以下15.5m处时，上覆土压力约为259.3kpa，基坑底板处于临界状态，应陆续开启泄压井，以保证基坑开挖的安全。
三、试验期间实测降压井单井平均出水量
YB1约为0.25m3/h、YB2约为0.23m3/h、YB3约为0.18m3/h、YB4约为0.15m3/h、YB5约为0.20m3/h、YB6约为0.16m3/h、YB7约为0.15m3/h。
即7口泄压井单井平均水量约0.19m3/h。
抽水过程中前期水量相对较大，后期出水量逐渐稳定。
四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图
为满足最大开挖深度的群井抽水：
即：
需降承压水水头19.90m，安全水头埋深为25.50m。
抽水时间（min）
开启试
验井
观测井水位降深/观测井水位埋深（m）
GBY1
GB1
GB2
GB3
GB4
GB5
4440
YB1～YB7
20/25.6
0/2.6
-0.1/2.5
-0.1/2.0
-0.2/3.5
-0.1/2.7
图4.1坑内观测井水位动态变化曲线图
五、试验实测水位回复曲线
抽水井停抽后承压水水位开始恢复，通过观测GBY1在停抽后约12小时恢复到降深的16.7%；停抽后约24小时基本恢复到降深的27.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的46.4%。
图4.2坑内观测井GBY1水位动态变化曲线图
第五章基坑第⑨2a泄压井群井抽水试验
我司于2016年4月1日至4月6日对本基坑进行第⑨2a层群井试抽试验和停抽水位恢复试验。
试验期间总起JY1～JY5共5口降压井，同时以GJY1为坑内观测井，GJ1～GJ4为坑外观测井。
一、试验实测承压水位初始水头埋深
表5.1基坑初始水位埋深表
含水层
井号
GJY1
GJ1
GJ2
GJ3
GJ4
第⑨2a层
初始水位深度（m）
4.88
2.2
3.2
2.6
2.7
注：
水位埋深为自然地面以下.
二、基坑不同开挖深度需降承压水水头埋深
①验算第第⑨2a层层承压含水层的稳定性。
②
Σγsi·h≥γw·H·Fs
式中：
h—坑底以下隔水层的覆土厚度（m）；
γsi—基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度（kN/m3）；
H—承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）；
γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；
Fs—抗承压水头稳定性安全系数，取1.1。
表5.2开挖深度hs-安全水头埋深D对应关系表
含水层
开挖深度hs（m）
需降水头h（m）
安全水头埋深D（m）
备注
第⑨2a层
19.45
0
4.88（初始水位）
临界深度
24.11～24.471
8.84～9.53
13.72～14.41
标准段
25.531
11.55
16.43
北端头
26.017
12.48
17.36
南端头
25.395
11.29
16.17
刀把端头
根据稳定性计算，若第⑨2a层初始水位按4.88m计算，当基坑开挖至地面以下19.45m处时，上覆土压力约为379.72kpa，基坑底板处于临界状态，应陆续开启降压井，以保证基坑开挖的安全。
三、试验期间实测降压井单井平均出水量
JY1约为0.12m3/h、JY2约为0.11m3/h、JY3约为0.13m3/h、JY4约为0.12m3/h、JY5约为0.1m3/h。
即5口降压井单井平均水量约0.11m3/h。
抽水过程中前期水量相对较大，后期出水量逐渐稳定。
四、试验实测水位降深与曲线见下表和下图
为满足最大开挖深度的群井抽水：
即：
需降承压水水头12.48m，安全水头埋深为17.36m。
抽水时间（min）
开启试
验井
观测井水位降深/观测井水位埋深（m）
GJY1
GJ1
GJ2
GJ3
GJ4
2800
JY1～JY5
12.58/17.37
-0.2/2.0
0.1/3.2
-0.3/2.3
0.2/2.9
图4.1坑内观测井水位动态变化曲线图
五、试验实测水位回复曲线
抽水井停抽后承压水水位开始恢复，通过观测井GJY1在停抽后约12小时恢复到降深的12.8%；停抽后约24小时基本恢复到降深的22.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的40.8%。
图5.2坑内观测井G6水位动态变化曲线图
第六章群井试验小结
1、根据本工程疏干井抽水结果，基坑内的疏干井抽水约6天，目前坑内观测井由初始水位1.52~1.95m下降到19.35~19.91m，已满足第一层至第六层土体开挖条件的要求，基坑开挖过程中，仍保持降水。
2、开挖及支撑施工阶段，如发现地下围护结构渗水应及时进行堵漏工作，坑内的明水应及时排出基坑。
3、通过第⑧2层群井降压试验可以看出基坑群井抽水约74小时坑内观测井水头下降了20.0m，达到基坑计算需降水头19.90m，满足基坑开挖时抗承压水的要求。
同时实测坑外水位没有明显的变化。
4、通过第⑧2层群井试验中的水位恢复试验可知：
观测井GBY1在停抽后约12小时恢复到降深的16.7%；停抽后约24小时基本恢复到降深的27.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的46.4%。
说明本区域承压含水层补给条件较较弱，补给速率较慢。
5、通过第⑨2a层群井降压试验可以看出基坑群井抽水约47小时坑内观测井水头下降了12.58m，达到基坑计算需降水头12.48m，满足基坑开挖时抗承压水的要求。
同时实测坑外水位没有明显的变化。
6、通过第⑨2a层群井试验中的水位恢复试验可知：
观测井GJY1在停抽后约12小时恢复到降深的12.8%；停抽后约24小时基本恢复到降深的22.2%；停抽后约48小时基本恢复到降深的40.8%。
说明本区域
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