行業(yè)資料秦皇島市東港路改革工程(水文地質勘察)

1、1. 前言工程概況受秦皇島市政府的直接委派及建設局市政辦的委托，我秦皇島市大地卓越巖土工程承擔了秦皇島市東港路改造工程的水文地質勘察工作。該工程全長約m，寬的U型槽或盲溝連續(xù)壁結構，擬采用鋼筋混凝土基礎，基底埋深標高為m，水文地質勘察等級為乙級?？辈炷康暮鸵螅?） 查明各含水層和隔水層層位，埋深和分布規(guī)律；（2） 查明各含水層(包括上層滯水、潛水、承壓水)的補給條件和水力聯(lián)系；（3） 查明場地范圍內各含水層的滲透系數(shù)及影響半徑；（4） 查明各種因素影響下，場地范圍內地下水的變化情況，地下水對U形槽結構穩(wěn)定性影響，對結構抗浮的影響，提出建議及處理方案；（5） 分析結構實施后，水位變化對周邊環(huán)境

2、及周邊建筑物結構穩(wěn)定的影響?？辈煲罁?jù)1 勘察合同及勘察任務委托書1供水水文地質勘察規(guī)范 （GBJ27-88）1巖土工程勘察規(guī)范 （GB50021-2001）1建筑與市政降水工程技術規(guī)范（GJ/T111-98）1公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTJ024-85）1公路工程地質勘察規(guī)范（JTJ064-98）1抽水試驗規(guī)程（YSJ215-89） 通過研究區(qū)域地質資料和水文地質調查，并充分考慮試驗條件、地下水與地面水的關系，在東港路東側沿線共布置了四組抽水試驗井，每組一個抽水井并加兩個觀測孔，進行了一次大降深穩(wěn)定流抽水試驗，按承壓水完整井（或非完整井）計算公式，計算水文地質參數(shù)。本次勘察完成的工作量：水

3、文地質鉆孔12個，總進尺m；4組抽水試驗的水位、水量觀測、高程測量；新開河受海潮影響調查；取水樣5件并進行了水質簡分析?？辈爝M程 野外作業(yè)：2003年10月6日2003年10月19日。 提交報告：2003年10月22日。2. 場地工程地質條件（略，見東港路改造工程巖土工程勘察報告）3. 場地水文地質條件水文地質環(huán)境 本場地屬于近海沉積平原地貌，地下水的排泄區(qū)。東距新開河下游段80120m，距渤海灣直線距離1200m。新開河受海水漲落潮的影響強烈。場地巖土含水特征m厚的雜填土，透水并含水（季節(jié)性），其下為灰灰黑色，混少量粘性土的粉細砂及亞砂土，厚度13m，分布不穩(wěn)定，中段以粉細砂為主，兩端以亞粘

4、土為主，透水性較弱。埋深512m左右為軟塑硬塑的亞粘土，不透水，不含水，該層底面起伏變化大，標高相差最大可達5m以上。下部中粗砂、礫砂，混少量粘性土，厚度512m左右的亞粘土夾層透鏡體，該層透水性強。底部為強風化混合花崗巖，頂面埋深1824m左右，屬于弱透水弱含水地層。 地下水動力性質 根據(jù)地下水的動力性質，本場地可分上下兩個含水層組。（1）上部潛水含水層組含水層主要由、層（編號與巖土報告一致，下同）粉細砂、亞砂土組成（，標高1.0左右，該層水直接受大氣降水和新開河側向徑流補給以及由北向南流動的徑流補給。 該層水與大氣降水滲入關系密切，觀測表明，勘察期間10月10日12日降水量73mm，使2抽

5、水井水位上升30cm。（2）下部承壓水層組含水層主要由、層中粗砂、礫砂組成，承壓水位埋深23m左右，枯水期補給潛水，而在豐水期潛水補給承壓水。上部潛水與下部承壓水之間的隔水層為、兩層亞粘土。位于承壓含水層組中的、層亞粘土，厚度薄，連續(xù)性差，為局部相對隔水層。3.4 抽水試驗及水文地質參數(shù)工程地質鉆探發(fā)現(xiàn)，上部潛水含水層透水性差，含水微弱，對工程降水意義不大，故抽水試驗均布置在承壓水層中，按穩(wěn)定流完整井（3井按非完整井）計算，各試驗井點主要水文地質參數(shù)見表（第8頁）及抽水試驗綜合圖表。3.5 地下水的水質根據(jù)四組抽水試驗井在抽水結束前所取水樣的簡分析成果及新開河水水樣分析，其主要化學成分統(tǒng)計如表

6、（第8頁）。由表知2抽水井的水樣與新開河水樣化學成分十分接近，受新開河影響嚴重，按公路工程地質勘察規(guī)范（JTJ064-98）評價，對混凝土具有強分解復合類腐蝕，1、3、4抽水井地段受新開河水影響較輕微，對混凝土不具腐蝕性。2、3、4井的水樣中的Cl-+SO42-+NO3-離子和礦化度值大幅增加（與該區(qū)地下水背景值相比），充分說明地下水已明顯受到海水入侵的影響。4. 水文地質條件對工程的影響分析根據(jù)委托書可知，本工程擬采用U形槽或連續(xù)壁結構，但無論采用何種結構形式，水文地質條件決定了本場地不宜采用長期抽取地下水的結構方案，其理由分析如下。4.1 長期抽水對環(huán)境和工程的影響（1）長期抽水將形成一個

7、很大的長條形降落漏斗，地下水的流動將含水層中的細小顆粒帶走，不斷向路塹區(qū)遷移，使沿線兩側土質疏松，一方面有可能造成地表的沉陷和建筑物的不均勻沉降（水位下降，有效應力增加，、層軟弱土層，還將產(chǎn)生附加沉降），危及建筑物安全；另一方面路基下面的反慮層聚集粘土顆粒增多會使反慮層失效，滲水能力降低，滲水量減少，當?shù)叵滤难a給量大于排水量時，地下水位就會上升，增大側墻的動水壓力。如果更換反慮層將十分困難。（2）通過對新開河調查（20年海潮潮位觀測資料表明，最高潮位m）新開河水位受海潮影響，隨海水漲落潮而有規(guī)律的升降變化，勘察期間經(jīng)觀測水位標高在0.20.9m之間，一般情況下，是地下水補給河水；枯水期地下水

8、下降，河水將補給地下水。水質分析表明，新開河西岸的地下水已受到海水入侵的污染，如果采取連續(xù)壁結構（即盲溝），需要不間斷的抽水以保持路基干燥。長期抽水形成海水倒灌必然導致已經(jīng)十分寶貴的淡水資源遭到破壞，逐漸擴大海水入侵范圍加劇地下水質惡化。高礦化度水對鋼筋混凝土結構在干濕交替的環(huán)境中（連續(xù)壁結構將處于此環(huán)境中）比在長期浸水環(huán)境中（U形槽的水文地質環(huán)境）更增大了腐蝕性，縮短混凝土結構的使用年限，對工程的穩(wěn)定安全不利。而U形槽結構則完全可以避免這些不利情況發(fā)生。4.2 上下含水層的水力聯(lián)系所帶來的問題（1）根據(jù)本次勘探及場地外圍地區(qū)已做過的勘察資料可知，劃分上下兩個含水層組的亞粘土隔水層，厚度及其底

9、板埋深，均在平面分布上變化較大，本場地內為隔水層，而在較大范圍內已變薄甚至消失，上下含水層相互連通，變?yōu)闈撍畬?，這在建國木器廠（中房星苑一、二期）的勘察中已得到證明。此外潛水含水層水位在平水期和豐水期比承壓含水層的水位高，屬于潛水含水層補給承壓水。新開河槽基本切穿了潛水含水層，海水倒灌，首先侵入上部潛水，而后逐步侵入下部承壓水。（2）道路兩側由于長期的工程建設勘察，大量鉆孔（含本次勘察鉆孔，鉆井）已在一定程度上破壞了隔水層的完整性，上部潛水也可通過這些垂直通道滲入補給下部承壓水。此外，路塹基底設計標高最低處接近-6.5m，鉆探剖面顯示中部地段將揭穿隔水層底板進入承壓含水層，另有部分地段隔水

10、層保留厚度也不足m，這就增加了上下含水層的連通性。因此本工程單純考慮降低上部潛水水位而進行施工顯然已不可能。必須同時考慮采取兩層地下水同時降低的方案。 4.3 U形槽施工總涌水量的估算根據(jù)設計給出的路塹結構縱橫剖面和開挖深度尺寸，按線性基坑完整井計算公式計算。公式為：Q1=K1L(H2-h2)÷R(潛水部分) Q2=2K2LMS/R （承壓水部分）其中：R-平均引用影響半徑(m) 本工程?。簼撍?0m，承壓水143mQ-基坑涌水量（m3/d）；K1-潛水含水層平均滲透系數(shù)（m/d）， 本工程取3m/d；K2-承壓含水層平均滲透系數(shù)（m/d）， 本工程取13m/d；H-潛水含水層平均厚

11、度（m）， 本工程取m；h-基坑動水位至潛水含水層底板深度（m），本工程取0；M-承壓含水層平均厚度（m）， 本工程取12m；S-設計水位降深（m）按年平均最高水位m計， SL-設計基坑長度（m）， 取320m+（380÷2）m510m計算得Q1=375m3/d；Q2=8900m3/d承壓水與潛水合計涌水量Q=Q1+Q29275m3/d如果施工在枯水期進行，按年平均最低水位計算，總涌水量Q7400m3/d。4.4 新開河對地下水補給量估算 本區(qū)地下水補給量由三部分組成：地下徑流、降水滲入、新開河測向滲流。究竟各占多大比例，難以準確計算，不過根據(jù)地下水含鹽量多少對比分析可知，本場地取自

12、2抽水井承壓含水層的水樣分析，其中Cl-+SO42-的含量是新開河水同成分的84，可見河水滲入的嚴重程度。估計新開河補給量約為總涌水量的3050?？紤]到路塹在長期降水的條件下含水層的滲透性還會提高，其滲透量還可能增大。5. 結論及建議5.1 本工程水文地質條件復雜，既有潛水又有承壓水，特別是場地緊鄰直接受海潮影響的新開河入海口段，工程場地中段已明顯受河水滲入補給影響，水質變差。北段雖較輕微，但今后隨工程建設力度加大，基坑降水施工在所難免。如不采取相應的保護地下水的措施，海水入侵范圍必將進一步擴大，加劇地下水水質的惡化，對環(huán)境的破壞將逐步加劇。鑒于本工程處于水文地質條件不良地段，建議采取有利保護地下水質，有利于保護環(huán)境的結構形式U型結構，避免采取在正常使用期間長期降低地下水位的盲溝連續(xù)壁結構形式。地下水對混凝土具有中等結晶類腐蝕和強分解復合類腐蝕，U型最深部位的混凝土結構和基礎應按三級防護采取防腐蝕措施，其余部分可按二級防護?；凼┕そ邓刹捎脻B水井和抽水井相結合的降水方案，上部潛水含水層采用滲水井，承壓水采