水文地質鑽孔抽水試驗主要步驟

2022-10-14 12:24:02 字數 3900 閱讀 6255

第一步:抽水試驗孔點位的確定

凡是有基坑開挖的區域都要進行抽水試驗,通過抽水試驗得到水文地質引數,為基坑支護設計及基坑降水設計提供引數。

抽水試驗型別的確定,為求得含水層的滲透係數和抽水降落漏斗的影響範圍,應用多孔抽水試驗(乙個主孔,三個觀測孔)

主孔位置的確定,乙個是要考慮基坑開挖的位置,另外乙個是要考慮含水層的厚度,如果含水層厚度太薄(這個需要結合以前的勘察資料來確定,參考),那就要另外選擇主孔的位置了。

第二步:水文孔地質勘查

查明主抽水孔的地層分布,查明含水層厚度及起止深度,孔深的確定是要將含水層(砂層)打穿,以本工程為例,含水層主要是⑩1-3層的砂,那麼在打地質勘察孔的時候就要將該層砂打穿,進入下面粘土層5m左右。

根據含水層的厚度確定觀測孔的位置。首先是觀測孔走向的問題,當布置一條觀測線(三個觀測孔在一條觀測線上)時,觀測線要垂直於地下水流向布置。以本工程為例一般是南北走向布置。

觀測孔距主孔的距離,根據冶金工業水文地質勘查規範,「要求第乙個觀測孔距主孔的距離應該避開三維流的影響」(大約是1.6倍的含水層厚度)第二個觀測孔距第乙個觀測孔的距離是1.6倍的含水層厚度,第三個觀測孔距主孔的距離不宜太遠,要保證在主孔降水的同時,觀測孔的水位也有下降,本工程基本都控制在50-80m的距離。

確定了觀測孔的位置後要分別進行地質勘查,查明地層的分布,控制觀測孔孔深的條件和主孔的相同。

第三步:材料的準備

在抽水試驗過程中涉及的材料主要有主孔井管(需訂做)、觀測孔井管(包括實管和慮管)、濾料(要考慮濾料的級配問題,砂不能太細也不能太粗,一開始搞的時候沒有經驗,濾料用的是像大豆大小的均勻石子,這樣就沒有起到濾料的作用)、粘土(起隔水作用)、濾網、水幫浦(要結合承壓水含水層的厚度及含水量確定幫浦的功率,本工程採用175**-20型深井潛水幫浦進行抽水)、電測水位儀(實際上就是萬用電表改裝的)、發電機(注意功率的選擇,不要太大了,那樣很不合算的,我們做第一組的時候,一天油費都得1000塊,後來換成小了功率的了)、水箱(測流量用,當然最理想的還是用堰箱,截面有梯形的、矩形的等)、水管接頭(調出水和回水用的)。

詳細的說一下主抽水孔井管的製作,我們專案用的抽水孔井管直徑219mm,壁厚4mm,上部為實管,中間為過濾器,過濾器下部為長1.0m-2.0m沉澱管。

上部實管的長度(從過濾器頂端一直到高出地面30公分左右都是實管)和過濾器(過濾器的長度和含水層厚度相同)的長度要根據主孔的地質勘查資料來確定。比如主孔的地層如下:0-5.

6m為粘性素填土、5.6-8.7m為砂性素填土(透鏡體)、8.

7-9.8m為粘土、9.8-15.

1m為⑩1-3含粘性土中粗砂(這一層就為承壓水含水層)、15.1m-17.6m為粘土,根據上述地層,井管的尺寸為實管(0.

3m+9.8m)、慮管(15.1-9.

8m=5.3m)、沉澱管(1.5m),去加工管材的地方,只需要這些引數。

觀測管用工程勘察φ108mm岩芯管,單根管長3.0m,用管箍絲扣連線。觀測管底部為濾管,外設雙層孔數20的尼龍方格網,上部為實管。觀測孔井管的尺寸確定方法如主孔。

這樣主孔和觀測孔井管就確定下來了!

第四步:擴孔及井管安裝

在勘察孔的基礎上用較大直徑的轉頭將其擴大到要求的直徑,其中主孔是用500mm直徑的轉頭擴孔,觀測孔是用350mm的轉頭擴孔,當轉進至預定深度時,停止轉進,空轉30mm左右,在空轉的過程中繼續往孔內送稀釋過後的泥漿,泥漿越稀越好但是要保證孔壁不坍塌。然後將轉頭、轉杆從孔中提出,開始下井管。

抽水孔井管各管用鑽機吊裝、孔口電焊連線,每兩根管焊接前對中、垂直,然後焊接,焊接完成後,冷卻焊縫15分鐘再放入孔內垂直居中。全部井管安裝完成後,將管用井架固定於孔口中心。

觀測管用管箍絲扣連線。各觀測管安裝以濾管底端標高控制在抽水孔過濾器底端同一標高的位置上。

第五步:洗孔、填濾料

抽水孔與觀測孔填礫前,鑽機再次下鑽進行壓清水換漿。

抽水孔鑽桿下部裝活塞洗井器,水幫浦壓入的清水沖洗過濾器附著包網上的泥漿顆粒與滲入到反濾層礫料與孔壁砂層孔隙中的泥漿,使含水層與反濾層的透水性少受影響。

觀測孔則在孔管頂部安裝鑽桿與孔管接頭,利用接頭向管內送清水,將管內泥漿從管外的鑽孔中排出。

在泥漿換成稀泥漿後開始填礫,填礫採用邊沖邊填法進行,在礫料填充高度超過濾管上端4m後停止壓水,讓礫料下沉,當測得礫料頂面不再降低後,投入粘土球和粘土粉4~5m,最後填入鬆散粘土至地面封閉孔口。

主抽水孔填礫與粘土封孔後,抽水井安裝175**20型深井潛水幫浦進行抽水洗井,抽水洗井水幫浦排水量仍由小到大進行。在水幫浦出水管安裝「三通」,小幫浦量抽水調小出水閥門,另將部分出水用回水管流到井內,小幫浦量抽水延續4小時後,再調大出水量,在延續4小時之後,以水幫浦最大出水量抽水洗井,抽水洗井至水清砂淨後結束。

觀測孔填礫與粘土封孔後,安裝深井潛水幫浦進行抽水洗井,直到抽出清水為止。

第六步:抽水、觀測

以本專案為例來說明。

本次抽水試驗採用穩定流法,試驗於2023年9月8日0時50分開始,至2023年9月11日17時結束,歷時88小時(在此期間抽水不能間斷,我們一般是三班倒)

抽水用幫浦為175**20深井潛水幫浦,幫浦的出水處裝有「三通」,以調節出水量和控制動水位。出水量用量桶和秒錶測量,秒錶讀數精確到0.1秒,水位測量用水位儀,讀數以cm計。

觀測孔水位用測鐘,讀數為mm。

本次抽水試驗進行三次落程,三次落程的動水位均不超過含水層頂板,以確定q-f(s)、q-f(s)曲線特性。試驗落程由小到大依次進行,在正式抽水前,測量抽水井和觀測孔的靜止水位,然後開幫浦進行抽水試驗。

第一次下降(s1)於2023年9月8日零時50分開始,至9月9日1時結束,抽水連續24小時,其中穩定延續時間12小時,水位降深7.28m,出水量0.70l/s(60.

48m3/d);第二次下降(s2)與2023年9月9日1時開始,至9月10日9時結束,,抽水延續32小時,其中穩定延續時間12小時,水位降深14.51m,出水量1.39l/s(119.

23m3/d);第三次下降(s3)於9月10日9時開始,至9月11日17時結束,抽水延續32個小時,其中穩定延續時間11小時30分,水位降深21.03m,出水量2.01l/s(173.

66m3/d)。恢復水位觀測從9月11日17時開始,至9月12日9時結束,12日以後將繼續觀測2~3天。

本次抽水試驗抽水孔出水量和水位觀測時間依規範規定,自抽水開始後,前30分鐘每隔5分鐘觀測一次,30分鐘後每隔30分鐘測一次,當出水量和水位接近穩定後,每隔1小時觀測一次。觀測孔水位觀測與抽水孔同時進行,抽水穩定延續時間為12小時,出水量的穩定標準,波動差為正常出水量的3%控制。水位穩定標準,波動差不超過2%,波動幅度為較大值—平均值除以平均值來控制。

抽水試驗結束後進行恢復水位的觀測,抽水恢復水位觀測時間為自停抽後的第1、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分鐘各測一次,2小時後每隔30分鐘測一次,恢復水位觀測於2023年9月12日8時結束。觀測孔水位觀測時間為:前30分鐘每隔5分鐘測一次,30分鐘後,每隔30分鐘測一次至觀測結束。

第七步:資料整理和報告的編寫

1、首先對主孔的原始資料進行整理,分別找出每個降深連續穩定12h的區間,然後計算出每個區間的動水位深度和流量的平均值。

2、選擇計算公式,本次抽水試驗選擇的是承壓水完整井,並且有兩個觀測孔(實際布孔以三個來布,計算、資料處理的時候用兩個觀測孔的資料即可)的計算公式。

取抽水孔與觀測孔ng1、ng2抽水試驗第三次降深資料:

式中:q—抽水井出水量(m3/d),取第三次降深時的出水量;

m—抽水孔含水層厚度(m);

s1—ng1孔第三次水位降深(m)m;

s2—ng2孔第三次水位降深(m)m;

—ng1孔至抽水井距離(m)m;

—ng2至抽水井距離(m)m;

(選取三次降深中的一次降深進行計算,再選擇其中之一的降深進行驗證計算,計算的時候盡量的不要選擇第一次降深的數值,按照經驗第一次降深的流量是最大的,隨著降深的增加,流量逐漸的減小)

3、計算各種引數,包括滲透係數、影響半徑、單井最大湧水量

4、作圖,做q-f(s)、q-f(s)曲線,降深隨時間的變化曲線,動水位隨時間的變化曲線

5、報告的編寫

某市地鐵水文地質抽水試驗報告 secret

第一章 工程概述及試驗目的 第二章 試驗場地地質及水文地質條件 第三章 試驗設計與實施 第四章 試驗資料整理 第五章 試驗成果計算與分析 第六章 結論與建議 第一章工程概述及試驗目的 地鐵i號線西延工程是 市 旨在開發河西新區,解決河西新區的交通問題,迎接2005年全運會而建設的重大城市基礎工程專案...

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