行業(yè)資料秦皇島市東港路改革工程(水文地質(zhì)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(shè)局市政辦的委托，我秦皇島市大地卓越巖土工程承擔(dān)了秦皇島市東港路改造工程的水文地質(zhì)勘察工作。該工程全長(zhǎng)約m，寬的U型槽或盲溝連續(xù)壁結(jié)構(gòu)，擬采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基底埋深標(biāo)高為m，水文地質(zhì)勘察等級(jí)為乙級(jí)?？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(bǔ)給條件和水力聯(lián)系；（3） 查明場(chǎng)地范圍內(nèi)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(chǎng)地范圍內(nèi)地下水的變化情況，地下水對(duì)U形槽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響，對(duì)結(jié)構(gòu)抗浮的影響，提出建議及處理方案；（5） 分析結(jié)構(gòu)實(shí)施后，水位變化對(duì)周邊環(huán)境

2、及周邊建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響。勘察依據(jù)1 勘察合同及勘察任務(wù)委托書(shū)1供水水文地質(zhì)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(shù)規(guī)范（GJ/T111-98）1公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）1公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）1抽水試驗(yàn)規(guī)程（YSJ215-89） 通過(guò)研究區(qū)域地質(zhì)資料和水文地質(zhì)調(diào)查，并充分考慮試驗(yàn)條件、地下水與地面水的關(guān)系，在東港路東側(cè)沿線共布置了四組抽水試驗(yàn)井，每組一個(gè)抽水井并加兩個(gè)觀測(cè)孔，進(jìn)行了一次大降深穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，按承壓水完整井（或非完整井）計(jì)算公式，計(jì)算水文地質(zhì)參數(shù)。本次勘察完成的工作量：水

3、文地質(zhì)鉆孔12個(gè)，總進(jìn)尺m；4組抽水試驗(yàn)的水位、水量觀測(cè)、高程測(cè)量；新開(kāi)河受海潮影響調(diào)查；取水樣5件并進(jìn)行了水質(zhì)簡(jiǎn)分析?？辈爝M(jìn)程 野外作業(yè)：2003年10月6日2003年10月19日。 提交報(bào)告：2003年10月22日。2. 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件（略，見(jiàn)東港路改造工程巖土工程勘察報(bào)告）3. 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件水文地質(zhì)環(huán)境 本場(chǎng)地屬于近海沉積平原地貌，地下水的排泄區(qū)。東距新開(kāi)河下游段80120m，距渤海灣直線距離1200m。新開(kāi)河受海水漲落潮的影響強(qiáng)烈。場(chǎng)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(xì)砂及亞砂土，厚度13m，分布不穩(wěn)定，中段以粉細(xì)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(biāo)高相差最大可達(dá)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(qiáng)。底部為強(qiáng)風(fēng)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(dòng)力性質(zhì) 根據(jù)地下水的動(dòng)力性質(zhì)，本場(chǎng)地可分上下兩個(gè)含水層組。（1）上部潛水含水層組含水層主要由、層（編號(hào)與巖土報(bào)告一致，下同）粉細(xì)砂、亞砂土組成（，標(biāo)高1.0左右，該層水直接受大氣降水和新開(kāi)河側(cè)向徑流補(bǔ)給以及由北向南流動(dòng)的徑流補(bǔ)給。 該層水與大氣降水滲入關(guān)系密切，觀測(cè)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(bǔ)給潛水，而在豐水期潛水補(bǔ)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(duì)隔水層。3.4 抽水試驗(yàn)及水文地質(zhì)參數(shù)工程地質(zhì)鉆探發(fā)現(xiàn)，上部潛水含水層透水性差，含水微弱，對(duì)工程降水意義不大，故抽水試驗(yàn)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(jì)算，各試驗(yàn)井點(diǎn)主要水文地質(zhì)參數(shù)見(jiàn)表（第8頁(yè)）及抽水試驗(yàn)綜合圖表。3.5 地下水的水質(zhì)根據(jù)四組抽水試驗(yàn)井在抽水結(jié)束前所取水樣的簡(jiǎn)分析成果及新開(kāi)河水水樣分析，其主要化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)如表

6、（第8頁(yè)）。由表知2抽水井的水樣與新開(kāi)河水樣化學(xué)成分十分接近，受新開(kāi)河影響嚴(yán)重，按公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ064-98）評(píng)價(jià)，對(duì)混凝土具有強(qiáng)分解復(fù)合類腐蝕，1、3、4抽水井地段受新開(kāi)河水影響較輕微，對(duì)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(shuō)明地下水已明顯受到海水入侵的影響。4. 水文地質(zhì)條件對(duì)工程的影響分析根據(jù)委托書(shū)可知，本工程擬采用U形槽或連續(xù)壁結(jié)構(gòu)，但無(wú)論采用何種結(jié)構(gòu)形式，水文地質(zhì)條件決定了本場(chǎng)地不宜采用長(zhǎng)期抽取地下水的結(jié)構(gòu)方案，其理由分析如下。4.1 長(zhǎng)期抽水對(duì)環(huán)境和工程的影響（1）長(zhǎng)期抽水將形成一個(gè)

7、很大的長(zhǎng)條形降落漏斗，地下水的流動(dòng)將含水層中的細(xì)小顆粒帶走，不斷向路塹區(qū)遷移，使沿線兩側(cè)土質(zhì)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(yīng)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(huì)使反慮層失效，滲水能力降低，滲水量減少，當(dāng)?shù)叵滤难a(bǔ)給量大于排水量時(shí)，地下水位就會(huì)上升，增大側(cè)墻的動(dòng)水壓力。如果更換反慮層將十分困難。（2）通過(guò)對(duì)新開(kāi)河調(diào)查（20年海潮潮位觀測(cè)資料表明，最高潮位m）新開(kāi)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(cè)水位標(biāo)高在0.20.9m之間，一般情況下，是地下水補(bǔ)給河水；枯水期地下水

8、下降，河水將補(bǔ)給地下水。水質(zhì)分析表明，新開(kāi)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(jié)構(gòu)（即盲溝），需要不間斷的抽水以保持路基干燥。長(zhǎng)期抽水形成海水倒灌必然導(dǎo)致已經(jīng)十分寶貴的淡水資源遭到破壞，逐漸擴(kuò)大海水入侵范圍加劇地下水質(zhì)惡化。高礦化度水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在干濕交替的環(huán)境中（連續(xù)壁結(jié)構(gòu)將處于此環(huán)境中）比在長(zhǎng)期浸水環(huán)境中（U形槽的水文地質(zhì)環(huán)境）更增大了腐蝕性，縮短混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，對(duì)工程的穩(wěn)定安全不利。而U形槽結(jié)構(gòu)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(lái)的問(wèn)題（1）根據(jù)本次勘探及場(chǎng)地外圍地區(qū)已做過(guò)的勘察資料可知，劃分上下兩個(gè)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(chǎng)地內(nèi)為隔水層，而在較大范圍內(nèi)已變薄甚至消失，上下含水層相互連通，變?yōu)闈撍畬樱@在建國(guó)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(bǔ)給承壓水。新開(kāi)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(cè)由于長(zhǎng)期的工程建設(shè)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(guò)這些垂直通道滲入補(bǔ)給下部承壓水。此外，路塹基底設(shè)計(jì)標(biāo)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(jìn)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(jìn)行施工顯然已不可能。必須同時(shí)考慮采取兩層地下水同時(shí)降低的方案。 4.3 U形槽施工總涌水量的估算根據(jù)設(shè)計(jì)給出的路塹結(jié)構(gòu)縱橫剖面和開(kāi)挖深度尺寸，按線性基坑完整井計(jì)算公式計(jì)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(dòng)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(shè)計(jì)水位降深（m）按年平均最高水位m計(jì)， SL-設(shè)計(jì)基坑長(zhǎng)度（m）， 取320m+（380÷2）m510m計(jì)算得Q1=375m3/d；Q2=8900m3/d承壓水與潛水合計(jì)涌水量Q=Q1+Q29275m3/d如果施工在枯水期進(jìn)行，按年平均最低水位計(jì)算，總涌水量Q7400m3/d。4.4 新開(kāi)河對(duì)地下水補(bǔ)給量估算 本區(qū)地下水補(bǔ)給量由三部分組成：地下徑流、降水滲入、新開(kāi)河測(cè)向滲流。究竟各占多大比例，難以準(zhǔn)確計(jì)算，不過(guò)根據(jù)地下水含鹽量多少對(duì)比分析可知，本場(chǎng)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(kāi)河水同成分的84，可見(jiàn)河水滲入的嚴(yán)重程度。估計(jì)新開(kāi)河補(bǔ)給量約為總涌水量的3050。考慮到路塹在長(zhǎng)期降水的條件下含水層的滲透性還會(huì)提高，其滲透量還可能增大。5. 結(jié)論及建議5.1 本工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜，既有潛水又有承壓水，特別是場(chǎng)地緊鄰直接受海潮影響的新開(kāi)河入海口段，工程場(chǎng)地中段已明顯受河水滲入補(bǔ)給影響，水質(zhì)變差。北段雖較輕微，但今后隨工程建設(shè)力度加大，基坑降水施工在所難免。如不采取相應(yīng)的保護(hù)地下水的措施，海水入侵范圍必將進(jìn)一步擴(kuò)大，加劇地下水水質(zhì)的惡化，對(duì)環(huán)境的破壞將逐步加劇。鑒于本工程處于水文地質(zhì)條件不良地段，建議采取有利保護(hù)地下水質(zhì)，有利于保護(hù)環(huán)境的結(jié)構(gòu)形式U型結(jié)構(gòu)，避免采取在正常使用期間長(zhǎng)期降低地下水位的盲溝連續(xù)壁結(jié)構(gòu)形式。地下水對(duì)混凝土具有中等結(jié)晶類腐蝕和強(qiáng)分解復(fù)合類腐蝕，U型最深部位的混凝土結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)應(yīng)按三級(jí)防護(hù)采取防腐蝕措施，其余部分可按二級(jí)防護(hù)?；凼┕そ邓刹捎脻B水井和抽水井相結(jié)合的降水方案，上部潛水含水層采用滲水井，承壓水采