水位監(jiān)測儀在實際測量中的應(yīng)用

1、水位監(jiān)測儀在實際測量中的應(yīng)用1 水位監(jiān)測儀概述水位檢測儀為全數(shù)字化儀器，具有顯示精度高，可靠性高，抗干擾能力強的特點。該儀器適用于監(jiān)測水深130m,安裝方便，使用簡單。1.1 水位監(jiān)測儀的功能（1）顯示地下水位；（2）設(shè)定高、低水位報警；（3）設(shè)定電池電壓超、欠壓報警。1.2 水位監(jiān)測儀的使用環(huán)境（1）使用地海拔低于2500米（2）使用環(huán)境溫度：-2060（3）環(huán)境相對溫度≤90%（4）周圍介質(zhì)無導(dǎo)電塵埃，無腐蝕性氣體，無爆炸危險1.3 水位監(jiān)測儀的主要技術(shù)參數(shù)（1）水位深度130米（2）顯示精度：1/10002 水位監(jiān)測儀功能結(jié)構(gòu)與基本工作原理水位監(jiān)測儀功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。水位檢測儀是

2、由液位變送器送來液位信號經(jīng)單片進行數(shù)字化處理后發(fā)射至接收部分，再經(jīng)單片機處理后進行顯示及報警。3 水位監(jiān)測儀在實際測量中的應(yīng)用3.1 項目概況烏魯木齊軌道交通1號線南起三屯碑，終點位于地窩堡國際機場，線路全長26.5km,共設(shè)車站21座。起始站三屯碑車站位于烏魯木齊市南郊三屯碑水上樂園廣場，場地東側(cè)為水上樂園大門，西側(cè)為南郊客運站。車站起點里程AK0+265.15m,車站終點里程AK0+469.55m,長204.4m,寬約150m.擬建構(gòu)筑物為地下工程，主體結(jié)構(gòu)為雙層多跨框架，最大開挖深度達25m.3.2 場地水文地質(zhì)條件根據(jù)工程鉆探所揭示的地層結(jié)構(gòu)，場地基巖面以上地下水為松散層孔隙潛水及承壓

3、水，基巖為裂隙潛水。潛水主要埋藏于地表人工（雜）填土和下伏沖、洪積圓礫中，水位 1.33.1m,高程為 922.42925.29m,含水層厚度0.39.5m.承壓水主要埋藏于潛水含水層之下的圓礫中，隔水頂板為其上粘性土層，頂板埋深 7.014.0m,頂板高程 912.28919.38m,隔水底為下伏粘性土層或泥巖強風(fēng)化巖層。含水層厚度1.46.5m,屬強透水地層。場地表層多為硬化的地面、路面，不利于大氣降水的入滲，地下水的主要補給來源為地下徑流，承壓水與潛水含水層有一定的水力聯(lián)系，以地下徑流為主要排泄方式?；鶐r裂隙潛水賦存于下伏三疊系砂巖、泥巖中，水位埋深3.57.5m,高程922.35924

4、.70m,屬中等弱透水地層。3.3 水文地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性（1）據(jù)調(diào)查場地原地貌為一近東西向沖溝，后由于修建水庫及市政工程而不斷回填與平整，形成目前地形，地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜。站址南北兩側(cè)覆蓋層厚度僅35m,中間部分覆蓋層達到3040m,地下水賦存條件復(fù)雜。（2）三屯碑站址目前地面標(biāo)高在925928m之間，而三屯碑水庫水面標(biāo)高為938m,比地面高出10m左右。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查走訪，車站東側(cè)三屯碑水庫底年久失修，存在滲漏現(xiàn)象，車站的地下水與水庫的地表水有一定的水力聯(lián)系，增加了區(qū)域水文條件的復(fù)雜性。4 水文試驗4.1 目的了解各含水層富水性及其相互間的水力聯(lián)系，確定抽水孔的實際出水量，推算最大、單位出水量，

5、計算含水層水文地質(zhì)參數(shù) （滲透系數(shù)、影響半徑等），為基坑降水方案設(shè)計提供依據(jù)。4.2 試驗設(shè)計4.2.1抽水井及觀測井的設(shè)計與布置三屯碑站布置1組多孔抽水試驗 （1個抽水孔，3個觀測孔），2 組單孔抽水試驗。抽水孔 D3Z-35 孔深 22m,觀測孔D3Z-36、D3Z-37、D3Z-38基本沿車站走向線布置，距離抽水孔分別為5m、8m、15m,孔深分別為20m、20m、20m.單孔抽水試驗在已竣工的鉆孔 D3Z-1 D3Z-32 進行。D3Z-1 孔 深 25.2m, 揭 示 地 層 以 泥 巖 為 主 , D3Z-32 孔 深25.2m,揭示地層以砂巖為主，其上均為透水不含水雜填土，孔口均

6、下入6.5m井壁管，未下過濾器。4.2.2試驗方法及要求試驗采用穩(wěn)定流抽水試驗，采用3次降深進行抽水。抽水孔和觀測孔同步觀測、記錄水位。（1）動水位及涌水量觀測抽水孔動水位、涌水量的觀測與觀測孔水位的測量工作需同時進行，按下列時間間距進行觀測，記錄觀測數(shù)據(jù)：5、10、15、20、25、30min各測一次，以后每30min觀測一次。（2）穩(wěn)定水位觀測要求每 30 時測定一次，最后四次所測數(shù)據(jù)相差不超過2cm,即為穩(wěn)定水位。（3）恢復(fù)水位觀測抽水試驗結(jié)束或中途因故停泵，需進行恢復(fù)水位觀測。觀測時間間距為：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、30min進行觀測，以后每隔30分鐘觀測

7、一次，直至完全恢復(fù)，觀測精度要求同穩(wěn)定水位的觀測。4.2.3抽水試驗注意事項（1）在鉆進過程中，對抽水試驗孔及觀測孔地層巖性進行詳細(xì)的記錄、描述，據(jù)此及時修正孔的結(jié)構(gòu)；（2）采用深井泵抽水，及時、準(zhǔn)確地對抽水試驗觀測數(shù)據(jù)和異常現(xiàn)象進行記錄；（3）在出現(xiàn)異?，F(xiàn)象后，抽水試驗工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體的情況，采取合理的應(yīng)對措施，保證抽水試驗的正常進行；（4）確保鉆孔的垂直度和孔徑要求符合設(shè)計；（5） 靜止水位、動水位、恢復(fù)水位的觀測應(yīng)符合精度要求；（6） 鉆孔清孔和洗井質(zhì)量的好壞對試驗成果質(zhì)量影響很大，必須高度重視；（7）鉆孔進尺應(yīng)密切注視含水層的頂?shù)装澹唬?）量水堰箱的安裝要平穩(wěn)。4.2.4抽水試驗

8、現(xiàn)場資料整理進行抽水試驗時，需要在現(xiàn)場整理編制下列曲線圖表，可及時了解試驗進行情況，檢查有無反常。（1）Q、st過程曲線；（2）Q=f（s）關(guān)系曲線；（3）q=f（s）關(guān)系曲線。4.2.5成孔工藝（1）全孔采用無泵反循環(huán)鉆進，抽水孔D3Z-35孔徑150mm 022.0m, 孔 徑130mm 22.025.3m,觀 測 孔D3Z-36、D3Z-37、D3Z-38150mm,一徑到底，濾水管內(nèi)徑127mm.4.3 試驗實施情況鉆探與試驗自2012年4月16日進場至2012年4月28日正式結(jié)束，在實施過程選用流量3、8、25m3/h的水泵先后進行了試驗抽水，與原試驗設(shè)計相比，主要有以下幾點變化：（

9、1） 用25m3/h水泵在D3Z-36孔試抽時水泵進水口堵塞，水量不穩(wěn)定，故抽水孔調(diào)整為D3Z-35.（2） 抽水孔 D3Z-35 孔深 25.3m （濾水管 7.5m），觀測孔D3Z-36 D3Z-37、D3Z-38在抽水孔兩側(cè)布置，基本沿車站走向線，距離抽水孔分別為5m、8m、13m,孔深分別為19.7m（濾水管6.0m），18.0米（濾水管6m），18.2米（濾水管6m）。（3）由于水泵達不到額定的出水量，抽水試驗只做了1個落程。4.4 試驗成果與分析4.4.1抽水試驗簡況D3Z-35 孔試驗自 2012 年 4 月 27 日開始，至 4 月 28 日結(jié)束，D3Z-1 孔自 2012 年

10、 4 月 28 日開始，至 4 月 30 日結(jié)束，D3Z-32孔自2012年5月2日開始，至5月3日結(jié)束。抽水期間均進行了1次降深的穩(wěn)定流抽水試驗，鉆孔出水量、抽水至穩(wěn)定后各孔最大降深見表1.4.4.2滲透系數(shù)K的計算公式根據(jù)抽水試驗類型，選用相關(guān)Dupuit公式或經(jīng)驗公式，結(jié)果如下所示。式中：Q為抽水井流量（m3/d）；M、H為承壓、潛水含水層厚度（m）；rw、R為抽水井半徑及影響半徑（m）；sw、s1、s2為分別為主孔及離井軸徑向距離為r1、r2兩觀測井的降深（m）；k為滲透系數(shù)（m/d）。4.4.3影響半徑R計算公式本次計算采用兩個觀測孔的資料，用下式計算：r（供水水文地質(zhì)手冊第二冊表1

11、-6-1公式1-6-3）my ? R（供水水文地質(zhì)手冊（表1-6-3公式1-6-8）式中：R為影響半徑（m）；sw、s1、s2為抽水孔、觀測孔的水位降深（m）；rw、r1、r2為抽水孔半徑、觀測孔至抽水孔的距離（m）。計算結(jié)果見表2.4.4.4地下水的流速流向本次測定地下水流速流向采用三角形法，選用D3Z-15、D3Z-21、D3Z-36鉆孔水位高程，并繪制等水位線圖。當(dāng)已知滲透系數(shù)和孔隙度值時，可用下式計算：v = Kim式中：u為地下水實際平均流速（m/d）；v為地下水滲透速度（m/d）；i為地下水水力坡度；n為巖土孔隙度；k為滲透系數(shù)（m/d）。經(jīng)計算，本區(qū)地下水流向基本垂直于車站走向線，流向西北，水力坡度為25.6‰左右，如滲透系數(shù)取值48.4m/d,則地下水滲透速度約1.242m/d.5 結(jié) 語（1）由于本次抽水試驗采用是承壓完整井，從求參數(shù)角度考慮，計算的滲透系數(shù)值相對可靠，但影響半徑較大（大致沿觀測線向南110m,向北70m已無松散松散巖類孔隙水）。（2）復(fù)雜水文地質(zhì)條件下的抽水試驗關(guān)鍵是分析場地初始水位與區(qū)域水文變化的關(guān)系，找出其變化規(guī)律，確定場地動態(tài)的初始靜水位。（3）弄清場地的水文地質(zhì)