（岩土工程专业论文）野田河套闸降水方案研究.pdf

摘要 野田河南接工程是江苏省里下河地区骨干水利工程之一，位于江苏 省江都市。工程主要内容包括：开挖河道长约4 k m ，将通南地区骨干河 道红旗河与里下河地区骨干河道野田河连接起来，由此做到沟通江淮两 大水系，达到水源互济互补的目的。工程沿线需建设套闸l 座，闸室长 1 2 0 m ，宽1 3m 。 根据工程初步设计说明书及工程地质勘察结果，套闸工程区底下第 5 层土具有形成承压含水层的地质条件，而套闸底板底部位于第4 层粘土 层，且厚度较薄。根据对承压含水层水位的观测，承压水头为6 _ _ 7 m ， 河道开挖后会对闸室底部的渗透稳定性产生影响，有可能造成地基土体 的渗透破坏。 因此，本文首先对闸室底部的渗透稳定性进行分析计算，结果表明， 隔水层厚度较薄，导致安全系数仅有0 4 2 ，很有可能发生渗透破坏。 在此基础上，考虑不同的工况，进行单井降水效果分析。结果表明， 一般地，单井抽水量越大，抽水井内及其影响范围内的降深也越大；而 由于地层渗透系数较小，在单井抽水量较小的情况下就能得到较大的降 深。据此，本文采用较小单井抽水量为1 0 m 3 d ，共布置1 4 口抽水井，达 到了预期的效果，满足了工程需要，保证了工程的顺利实施。 关键词：套闸：方案；承压水头；渗透系数；降深；观测 a b s t r a c t t h es o u t hc o n n e c t i o np r o j e c to ft h ey e t i a nr i v e r 1 0 c a t e di nt h ea r e ao f l i x i ar i v e ri nt h e j i a n g d uc i t y i s o n eo ft h ei m p a r t m e n th v d r a u l i c e n g i n e e r i n gi nt h ej i a n g s up r o v i n c e t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e ：o n er i v e rw i l l b ed u gw i t ht h el e n g t ha b o u t4k m w h i c hw i l lc o n n e c tt h eh o n g q ir i v e ri n t h en a n t o n ga r e aa n dt h ey e t i a nr i v e ri nt h el i x i ar i v e rr e g i o n 1 i n k i n gt h e t w ol a r g en e t w o r ko fs t r e a m s t h ep r o i e c tw i l la t t a i no n et h ea i mo f e a c h o t h e ro fw a t e rs o u r c e s i nt h ep r o i e c t o n ew a t e rl o c kw i l lb ed e s i g n e dw i t ht h e l e n g t ho f1 2 0 ma n dt h ew i d t ho f1 3 m 1 1 1 er e s u l t so ft h ei n v e s t i g a t i o no fe n g i n e e r i n gg e o l o g ya n dt h ed e s i g n m a n u a li nt h ee n g i n e e r i n ga r e as h o wt h a tt h e r ei so n ec o n f i n e dw a t e rl a y e r c a l l e dn o5l a y e r a n do n et h i ns o i ii a y e rc a l l e dn o4l a y e ri nt h eb o t t o mo f t h el o c kf l o o r s o i l st oh a v et h ef o r m a t i o nt oa c c e p tt op r e s st h eg e o l o g y c o n d i t i o nw i t hl a y e ro fw a t e r a c c o r d i n gt oo b s e r v a t i o no ft h ew a t e rl e v e l w i t ht h ew a t e rh e a do f6 7 m t h ew a t e rl o c kb ed u gw i l lp r o b a b l yr e s u l tt ot h e s e e p a g ed e f o r m a t i o no f t h ef o u n d a t i o n t h i st e x tf i r s t l yc o n c e n t r a t e so nt h es t a b i l i t yo fs e e p a g ed e f o r m a t i o no f l o c kb o t t o mb yc a r r y i n go nt h ea n a l y t i c a lc a l c u l a t i o n t h er e s u l ts h o w st h a t t h e r ei sas a f ef a c t o ro f0 4 2b e c a u s eo ft h et h i nr e l a t i v ea q u i c l u d el a y e r a n d t h e r ei sap r o b a b i l i t yo f s e e p a g ed e f o r m a t i o n o nt h i sf o u n d a t i o n ，c o n s i d e r i n gt h ed i f f e r e n tw o r kc o n d i t i o n ，t h e p r e c i p i t a t i o ne f f e c to fas i n g l ew e l lb ea n a l y z e d r e s u l ts h o w st h a tt h em o r e t h ep u m pd i s c ! a a r g e ，t h em o r et h ec i r c l ei n f l u e n c e ，a n dt h em o r et h e d r a w d o w n m e a n w h i l e w h e nt h ep u m pd i s c h a r g ef o rs i n g l ew e l l i st h es m a l l t h ei n f l u e n c ec i r c l ea n dd r a w d o w na r eb i ge n o u g hb e c a u s eo ft h er e l a t i v e s i n a i ls e e p a g ec o e 伍c i e n t t h e r e f o r e t h ep r o j e c tu s e sas m a l lp u m pd i s c h a r g e ( 10 m 3 d )f o ras i n g l ew e l l t h a ti s 、w i t h14p u m pd i s c h a r g ew e l l s w h i c h g e t se n o u g hd r a w d o w n t h i sf a c tc o m e st oa na n t i c i p a n tr e s u l t ，t os a t i s f yt h e e n g i n e e r i n gd e m a n d ，a n dt og u a r a n t e ef l u e n tc o n s t r u c t i o no ft h ee n g i n e e r i n g k e yw o r d s ：w a t e rl o c k ；p r o j e c t ；c o n f i n e dw a t e rh e a d ；s e e p a g ec o e f f i c i e n t ； d r a w d o w n ；o b s e r v a t i o n 1 工程概况 第一章绪论 野田河南接工程是江苏省罩下河地区骨干水利工程之一，位于江苏省江都 市。工程主要内容包括：开挖河道长约4 k m ，将通南地区骨干河道红旗河与里下 河地区骨干河道野阳河连接起来，由此做到沟通江淮两大水系，达到水源互济互 补的目的。工程沿线配套建筑有：套闸l 座、交通桥3 座。河道通航能力及标准 为7 级，河底宽l o m 。套闸闸室长1 l o m ，闸口宽1 0 m ，闸室宽1 3 m ，交通桥设 计标准为汽一2 0 ，挂一1 0 0 。工程建设单位为江都市野田河工程建设处，勘测设计 单位为扬州市勘测设计研究院。工程计划实施时间为2 0 0 4 年- 2 0 0 6 年。 套闸位于野田河南接工程的北部，北距新通扬运河、野田河4 0 0 米，为闸 站结合形式，兼有灌溉、排涝、通航的功能，紧急情况下还能翻水抗旱，是整个 野田河南接工程中最重要的建筑物。 2 问题的提出 根据江都市野田河南接工程地质勘察报告，野田河南接工程地处亚热带 季风气候区，四季分明，雨量充沛，河道纵横交错，水系发达，底下水补给来源 丰富。工程区地表土体由于存在空洞、空隙、含植物根系，且上部受到近地表生 物影响、地下水位波动及风干等因素而产生裂隙，故第1 1 、第l 层共同组成潜 水含水层，局部地区与第2 层共同组成深层潜水含水层。其下伏第3 、第4 层粘 土层为相对隔水层，第5 层具有一定的透水性，其下伏第6 、第7 层粘土层为相 对隔水层。因此，第5 层土具有形成承压含水层的地质条件。根掘对承压含水层 水位的观测，承压水头较大。 根据江都市野田河南接工程初步设计说明书，工程闸室底高程为一2 m ( 废 黄河零点，下同) ，位于第4 层土的下部。闸塘土方开挖后会对闸室底部地基的 渗透稳定性产生影响，有可能造成地基土体的渗透破坏。 为了保证工程的顺利实施，需要对套闸地基的渗透稳定性进行评价，如果土 方开挖造成地基土体发生渗透破坏的可能性较大，则需要采取降水措施，设计降 水方案。 3 国内外关于基坑降水的理论和实践 在进行基坑开挖施工时，一般应具备以下条件：基坑在丌挖期间保持干燥 状态；保证基坑边坡和基坑底板的稳定；不影响l 临近建( 构) 筑物及地下管线的正 常使用。在地下水水位较高或者承压含水层水头较大的地区丌挖基坑时，由于含 水层被揭露，水力梯度增大，地下水很有可能会大量渗入基坑，造成流土、管涌 等渗透变形，甚至导致基坑坑壁失稳，影响施工安全，甚至危及建筑物。因此， 为确保施工安全，在这种情况下应当采取基坑降排水措施。 对地下水的治理一般可从堵截地下水和降低地下水位两方面进行。 目前，国内外对地下水进行堵截的方法有钢板桩、地下连续墙、稀浆槽、 夹心墙、防渗垂直帷幕、防渗水平帷幕及冻结法等。 降低地下水位的方法很多，美、日以及欧洲等国家按地下水从含水层排出 的原则把降水分为重力法降水、真空法降水、电渗法降水，或者简化为重力法降 水和强制法降水。我国的标准规法多以降水装置划分降水方法，。“通常可分为明 沟排水和井点降水两大类，井点降水又包括轻型井点、喷射井点、电渗井点、管 井井点、自渗井点等降水方法。 明沟排水是指在基坑内( 或外) 设置排水明沟或渗渠和集水井，然后用水 泵把地下水从集水井中不断抽走，保持基坑干燥的降水方法。明沟排水一般适用 于土层比较密实，坑壁较稳定，基坑比较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂 和管涌等的降水工程。这种方法设备简单、旌工简便、成本低，因而得到了广泛 的应用。但由于地下水沿基坑坡面或坡角或坑底涌出，容易使基坑软化，甚至泥 泞，影响地基强度和施工，特别是当降水段内夹有粉、细砂层时，易产生地下水 潜蚀、边坡失稳以及地面沉降等危害，还会使基坑的土方丌挖受到影响。 井点降水是在拟建工程的基坑四周埋设能渗水的井点管，配置一定的抽水 设备，不间断地将地下水抽走，使基坑范围内的地下水降至设计深度的降水方法。 井点降水适用于具有不同几何形状的基坑，它有克服流砂、稳定边坡的作用。目 前国内常用的井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、自渗井 点等。 轻型井点降水为真空作用抽水，轻型井点降水设备由真空泵、离心泵和水 气分离器组成，其工作原理是真空泵将水气分离器抽成一定程度的真空，使土中 的水分和空气受真空吸力作用形成水气混合液，在离心泵作用下，空气在水气分 离器上部由真空泵排出，水则经离心泵排出。所以常把轻型井点降水称为真空强 制抽水法，更确切地说应是真空一重力抽水法。轻型井点降水一般适用于粉细砂、 粉土、粉质粘土等渗透系数较小的弱含水层降水。降水深度可达6 m ，当需降水 深度大于6 m 时，可采用多层轻型井点系统，即在第l 层井点所疏干的土底部再 设置第2 层井点，最深可达1 2 m 1 2 ”。采用轻型井点降水，其井点问距小，能有 效拦截地下水渗入基坑，尽可能减少残留滞水层厚度，对保持边坡和桩间土的稳 定较有利，因此降水效果较好。缺点是占用场地大、设备多、投资大，在较长时 间的降水过程中，对供电、抽水设备的要求高，维护管理复杂。超轻型井点降水 新技术9 】是在基本工作原理不变的情况_ f ，通过对现有轻型井点降水设备进一 步轻型化改进后产生的一种新降水技术，它的优点是设备简单、轻巧、成孔速度 快，对施工空间无要求，施工污染小，潜水式射流泵噪音低，故障少，可适合多 种环境( 基坑、隧道、空问狭小及有泥水场地) 使用以及出现问题可及时采取补救 措施等。 喷射井点采用高压水泵将压力工作水经供水管压入井点内外之间环形空 间，并经过喷射器两边的侧孔流向喷嘴。由于喷嘴截面突然变小，喷射水流加快。 这股高速水流喷射后，在喷嘴喷射出水柱的周围形成负压，从而将地下水和土中 空气吸入并带入混合室。这时地下水流速加快，而工作水流速逐渐变缓，二者流 速在混合室末端基本上混合均匀。混合均匀的水流射向扩散管，扩散管截面是逐 渐扩大的。当喷嘴不断喷射水流时，就推动看水沿内管不断上升，混合水流由井 点进入回水总管至循环水箱，部分作为循环水用，多余部分溢流排至现场之外。 如此循环，以达到深层降水的目的。喷射井点主要适用于渗透系数较小的含水层 和降水深度较大( 8 2 0 m ) 的降水工程。其主要优点是降水深度大，但地面管网 敷设复杂，工作效率低，成本高，管理困难。 电渗井点降水是利用轻型井点和喷射井点的井点管作阴极，另埋设金属棒 ( 钢筋或钢管) 为阳极，在电动势作用下构成电渗井点抽水系统。当接通直流电 流，在电势的作用下，使带正电荷的空隙水向阴极方向流动，带负电荷的粘土微 粒向阳极方向移动，通过电渗和真空抽吸的双重作用，强制粘性土中的水向井点 管汇集，由井点管吸取排出，使地下水水位逐渐下降。电渗降水一般只适用有一 定导电性，含水层渗透系数较小( 3 5 流土型 r 级配不连续 p 屯5 管涌型 il = - ( 2 5 3 5 ) 过渡型 l 不均匀的十r d o 以管涌型 ii ( m m )ld 0 = 以也过渡型 l级配连续 l ( 二法并存) f厂，1 】只。流十型 l 细料含量测p 5 级配连续级配不连续 临界水力梯度 o 8 1 01 0 1 504 - 0 80 2 o 40 i o 3 容许水力梯度 0 4 - - - 0 5 o 5 0 8o 2 5 0 4 o 1 5 o 2 5o 1 o 2 2 地下水流向完整井的计算原理 2 1 完整井稳定流计算原理 具有圆形定水头供水边界的含水层中，单个定流量井流方程的建立基于以 下条件： ( 1 ) 渗流符合达西定律； ( 2 ) 含水层均质、等厚、各向同性、圆形、水平埋藏，水和含水层均假定 为弹性体； ( 3 ) 完整井位于含水层中央，井径无限小且定流量抽水； ( 4 ) 无垂向补给； ( 5 ) 含水层的侧向为定水头( 补给) 边界，抽水前水头面是水平的。 根据以上条件，承压含水层中地下水向完整井的稳定运动的定解问题为： s 鲁= r ( 等+ 警 t o , o 。 由此可以得到承压水井的d u p u i t 公式，为 日。 w = s w ：面ol n i r 0 ( 2 8 ) q = 2 7 3 等 ( 2 - 9 ) l g 二 式中：h 。水头初值； s 。井中水位降深； q 抽水井流量： t 渗透系数： 井的半径； r 影响半径。 抽水井附近的承压水水头分布方程( 或称降落曲线方程) 为 l n 二 肛”( h o - h w ) 蠢 ( 2 1 0 ) 式中：h 水头； 井中水位； r 径向距离。 在干扰井群中抽水井时，当抽水时间持续较长也可形成一个相对稳定的范 围。在承压含水层中，当干扰抽水处于相对稳定状态时，对于到抽水井距离为，f 一。 的一点a ，可写出i 号抽水井单独工作时，在爿点产生的水位降深值 一飞一品n 等 h ，z ，n ( 2 - 1 1 ) 根据叠加棘理，司得 旷和一赤和n 引 亿 式中：s a 4 点处的稳定水位降深值( ”个干扰抽水井共同工作) ： s 。第i 号抽水井以q j 单独抽水时井内的稳定水位降深值： q 第i 号抽水井的抽水量； r w ，第i 号抽水井的半径。 对具有圆形定水头边界的潜水含水层中央的完整井，以定流量q 抽水，在 含水层中没有垂向补给时，且假定垒h o 0 0 ， r ，= o ，o 0 由此可以得到地下水向潜水井运动的裘布依公式： q = 坐掣# 业 ( 2 - 4 ) 对于潜水完整干扰井群，可按( 2 1 5 ) 计算任一点处相对稳定的水位降深值： 旷瓠, = 1 一上2 7 t k h 。喜( 蛐刳 协 2 2 完整井非稳定流计算原理 在边界无限的承压含水层定流量抽水( 如图2 - t 所示) 时，根据质量守恒原 初始水头线 l 7一 表2 - 1 边界无限的承压含水层定流量抽水 理，单井平面径向流微分方程为 口f 宴+ ! 丝1 ：丝( 2 - 1 6 ) 口i 矿+ 7 瓦j 。百 定解条件为 初始条件： ( r ，0 ) = h 。 边界条件：h ( o o ，f ) = h 。 式中：盯压力传导系数，d ：三，为承压含水层的贮水系数； h 。地下水原始压力水头。 对微分方程求解，可以得到定流量抽水时的t h e i s 公式，即 忙- 训- q - q w(“)(2-17) 。：丛 ( 2 1 8 ) = 一 l z - 5j 式中：s 抽水影响范围，任一点任一时刻的水位降深； q 抽水井的流量； 丁导水系数： f 自抽水开始到计算时刻的时间： ，计算点到抽水井的距离； “+ 含水层的贮水系数； r v ( “) “的函数，r v ( “) = f 等妇，称为井函数，其值可以通过查表 得到。 当“：二0 0 5 ，即r 5 时， 4 a t d ( “) = 一0 5 7 7 2 一l n 石r 2 此时，降深计算式为 m ，f ) = 丽q ( - 0 5 7 7 2 - l n 杀) ：旦_ 2 2 5 a t ：0 1 8 3 q i , g _ 2 2 5 a t(一19)in 2 - 1 = ：= 一- = i g - l 4 兀t，yr 在无垂直补给且侧向边界无限的承压含水层中抽水时，理论上是不可能出 现稳定状态的，但随着抽水时间的增加，漏斗范围不断扩大，水井附近地下水压 力水位的变化渐趋缓慢，在一定的范围内接近稳定状态。由( 2 - 1 9 ) 式可以看出， 1 5 2 0 m 即可应用。 驴w - jl 图2 - 2 半球形并底进水的不完整井 图2 - 3 - y - 底进水的不完整井 对于m 5 的条件下，式( 1 0 ) 可以给出较满意的结果，误差不 唧 超过1 0 。 如过滤器不与隔水顶板接触，且其底部位于含水层中部以下时，可近似地 通过过滤器中线把过滤器分为上下两部分，即把这种类型的不完整井分成两个过 滤器与隔水顶板接触的不完整井来处理，流量等于二者之和。于是有 q = 2 7 3 k s ，( b + d )( 2 2 7 ) 舯一摹露m 1 d = i 1 2 1 9 4 m 2 z 口2 爿：l - i g 百4 m i 爿。：；( q ) ，a 。：坚，由曲线图确定； 脚j 4 ： ：) ，：o s j ，由曲线图确定 m 2 m 。，m ：分别为过滤器中部至隔水顶、底板的距离a 对于不完整井干扰井的流量计算，可以把每个不完整井化为具有某一假想半 径k 的完整井。不完整井抽水时，只有在，( 1 1 5 ) m 的近井区为三维流，在这 个范围以外，基本上仍然保持二维流，假设这个分界面至井轴的距离为，相应 过水断面上的水头为h 。，则承压不完整井的用水量为 q 2 半南 弦z s ， 0 l n 墨 式中：= 手，其中孝为不完整井阻力系数，对于有限厚承压含水层 言= 斯n 半也s 4 i _ l n 百4 m ，对矧懈压台榀f = 等h 半。 公式( 2 2 8 ) 外形上已经是完整井的流量表达式，利用它可以仿照完整井列 出各种干扰井群公式。 3 1 3 井壁进水的潜水不完整井 对于潜水含水层中的不完整井，取过滤器中点平面为分界面，上段相当于潜 水完整井，下段相当于过滤器紧靠隔水顶板的承压不完整井，如图2 - 5 所示。 图2 - 5 潜水不完整井 如果含水层无限厚，即三2 o 3 m 7 ，不完整井的流量公式为 9 = 1 3 6 6 k s 。 ，+ s w 1 9 旦 2 m * s 警一4 地南 ( 2 2 9 ) ( 2 3 0 ) 品i g 一凡一 “一培 3 2 不完整井非稳定流计算原理 日u 已琏及，小元整井弛水啊，只伺征，( 1 1 5 ) m 阴逝开区力= 爹匪况，征这 个范围以外，基本上仍然保持二维流。因此，以r o = 1 5 m 为分界线，在r 1 5 m 区，按照不完整井公式计算： s = 笔( “) + 彘( “，面l ，云) = 羔( “，古，吉 c z 圳， 式中：喇，一云，剖可通过查相关图表获得。 存r - 2 _ 1 ，5 m 阪格昭窨罄# 非稳宰流计笪 4 降水井布置方案优化原理 降水工程的井点布置基本上可分为两种形式：环状封闭式和线形布置。 基坑成块状的宜采用环状封闭式井点布置。当遇有降水面积大，封闭式井点 布置因跨度大不能满足降水要求时，可分块进行抽水。 当基坑为条形时，则应采用线形形式布置井点。至于采用单排或是双排井点 布置，需视工程特点而定。当基坑宽度不大于5 m 及地下水位降低不超过4 m 时， 一般采用单排井点降水。 降水工程根据井点布置的位置可分为3 种类型：坑外降水、坑内降水、坑内 与坑外结合降水。 坑外降水适用于以下条件：( 1 ) 当坑壁不设围护结构，地下水将向坑内渗流， 在坡趾附近容易产生渗透破坏，宜采用坑外降水；( 2 ) 基坑底部以下有承压含水 层，需降水深度较大时，宜采用坑外降水；( 3 ) 当基坑周围环境允许降水，或坑 外降水对邻近地面影响不大时，可采用坑外降水。如果含水层分靠均匀，可沿基 坑边缘外侧等距离布置；如果含水层分布不均匀，则在主要富水地段加密布设。 在基岩裂隙水场地，重点布设在补给与排泄两端。采用坑外降水时，如果基坑宽 度较大，也可以与坑内降水相结合，在基坑内布置少量降水井点。 在基坑边部设置围护结构及止水帷幕的条件下，采用坑内降水方案可以减少 降水的总出水量，缩小降水的影响范围，减小坑外的水位下降及由降水引起的地 面沉降。井点布置多为网格状或梅花状。 在进行降水方案设计时通常采用的方法是：( 1 ) 根据场地的地质条件和降水 要求选择井型；( 2 ) 估算基坑总排水量：( 3 ) 估计单井干扰出水量：( 4 ) 确定降 水井的数量、井点间距；( 5 ) 检验水位降深值是否满足设计水位降深的要求从而 进行井点的具体布置。 本文根据套闸地基的水文地质与工程地质情况，采用不同的降水方法，根据 不同的原理模拟单井的降水效果，设计了不同的降水方案，迸而对不同降水方案 下场地的三维降水效果进行模拟，从而达到优化降水方案的目的。最后，本文将 工程实际降水效果与模拟效果进行拟合，验证了优化方案的合理性。 第三章野田河套闸地基渗透稳定性分析 1 地质条件 1 1 河道地区地层岩性 第1 1 层：轻粉质壤土夹轻粉质砂壤土，灰黄色、灰色，局部央有瓦砾，为 路基填土，层厚0 - 8 1 3 0 m ，平均层厚0 9 8 m ，该层主要分布于勘区内公路及田 问道路附近。 第l 层：轻粉质壤土夹轻粉质砂壤土，狄黄色、灰色，该层土出露地表处 主要为耕作土，含有机质及植物根系，层厚o 4 0 2 0 0 m ，平均层厚1 0 8 m ，勘 区内普遍分布。 第2 层：轻粉质砂壤土，夹薄层轻粉质壤土，局部地段为轻粉质砂壤土与 轻粉质壤土互层，灰黄色、灰色，松散中密状，其中k 0 + 1 3 0 k l + 2 5 0 及 k 3 + 1 0 5 k 3 + 9 9 0 段为稍密中密状，k l + 3 4 0 k 2 + 8 7 5 段为松散稍密状， 层厚1 2 0 9 9 0 m ，平均层厚4 1 0 m ，勘区内普遍分布。 第3 层：淤泥质轻粉质壤土，一些地段夹轻粉质砂壤土，局部为互层，灰 色，流塑软塑状，该层土层厚变化较大，最小厚度为0 1 0 m ，最大厚度达到 1 1 5 0 m ，勘区内普遍分布。 第4 层：粉质粘土，灰色，可塑硬塑状，含孔隙，局部地段含砂礓，粒 径0 2 c m ，层厚3 1 0 7 0 0 m ，平均层厚5 2 5 m ，该层土局部地段缺失( 例如k 1 + 0 7 0 k l + 2 5 0 段) 。 第5 层：轻粉质砂壤土夹轻粉质壤土，一些地段为轻粉质壤土夹轻粉质砂 壤土，局部地段为互层，黄褐色、灰黄色，稍密中密状，层厚6 o o 1 0 0 0 m ， 平均层厚7 6 6 m ，勘区内普遍分布。该层土局部地段含砂礓，粒径o 5 4 o m 。 1 2 套闸区域工程地质条件 第l 层：轻粉质壤土夹轻粉质砂壤土，灰黄色、灰色，为耕作土，含有机 质及植物根系，层厚o 5 0 1 5 0 m ，平均层厚o 9 1 m ，勘区内普遍分布。 第2 层：轻粉质砂壤土，夹薄层轻粉质壤土，灰黄色、灰色，稍密中密 状，层厚4 0 5 5 4 0 m ，平均层厚4 8 4 m ，勘区内普遍分布。 第3 层：淤泥质轻粉质壤土，夹轻粉质砂壤土，局部为互层，灰色，流塑 软塑状，层厚0 1 5 1 o o m ，平均层厚o 3 6 m ，勘区内普遍分布。 第4 层：粉质粘土，灰色，可塑硬塑状，含孔隙，局部地段含砂礓，粒 径o 2 c m 左右，层厚4 6 0 7 5 0 m ，平均层厚6 0 9 m ，勘区内普遍分布。 第5 层：轻粉质砂壤土夹轻粉质壤土，局部夹粉砂，黄褐色、狄黄色，稍 密中密状，层厚4 7 0 7 9 0 m ，平均层厚6 6 7 m ，勘区内普遍分布。 第6 层：粉质粘土夹轻粉质壤土，灰黄色、灰色，可塑状，层厚3 1 0 5 2 0 m ， 平均层厚3 9 8 m ，勘区内普遍分布。 第7 层：粉质粘土，夹轻粉质壤土，狄黄色、灰色，可塑状，勘区内普遍 分布。 1 3 水文地质条件 1 3 1 含水层类型 勘区地表土体由于存在空洞、孔隙，含植物根系，且上部受到近地表生物、 地下水位波动及风干等因素影响而产生裂隙，故第l _ 1 、第1 层共同组成潜水含 水层，局部地区与第2 层共同组成深层潜水含水层。其下伏第3 、第4 层粘性土 层为相对隔水层，组成潜水含水层的隔水底板，同时又是下伏含水层第5 层的隔 水顶板，第5 层黄褐色、灰黄色轻粉质砂壤土央轻粉质壤土具有一定的透水性， 其下伏第6 、第7 粘性土层为相对隔水层。 因此，第5 层士具有形成承压含水层的条件。根据水位观测资料，承压含 水层水位在v 3 m 处。 1 1 3 2 地下水腐蚀性评价 勘探期间实测混合地下水位为v 4 8 2 v 7 7 1 m ，主要受大气降水和地表水 体影响，潜水位随季节变化有所升降。勘区附近无较大的污染源对环境水造成污 染。在场区内潜水和承压水对混凝土均无腐蚀性，无不良水文地质现象。 1 4 其他 根据地质资料还可以知道，整个套闸地基的土层分布结构基本一致，但各土 层的具体高度及厚度南北方向并不相同。其中第4 层土，即粉质粘七层南端位于 v 3 0 v 3 5 m 之间，厚度约为6 5 m ，而北端粉质粘土层则位于v 2 4 v 2 5 m 之间，厚度约为4 9 m ，两端之间的土层结构呈渐变分布。东西方向的土层分布 则相同。 套闸工程的旌工时间确定在2 0 0 5 年5 月2 0 0 6 年7 月。根据水文气象资料 分析，工程地点年平均降雨量为1 0 3 6 7 m m ，其中6 9 月的降雨量占全年降雨量 的6 0 7 0 ，降雨量多，而此时正是套闸基础工程的实施时间。工程北距新通 扬运河、野田河4 0 0 m ，南距大寨河9 0 0 m ，工程四周还有若干小河和沟、塘，地 下水补给源多，水量充沛，因此，降水方案的制定和优化对工程的顺利实施显得 十分重要。 2 计算区域及计算参数 2 1 计算区域 计算区域为套闸地区，根据工程地质勘查资料，套闸地区的地层剖面示意图 如图3 1 所示。 r _ - _ 卜 i 一 一 一一一一一 i 二画萄磉旨 二二二二二二_ - 二_ ! = - _ _ _ _ _ l ：；篮：爹蚓 l 一一一 一 ! ! = 亟堡宣坐萎堕 j 孵岬 图3 1 套闸地区地层剖面示意图( 单位：m ) 2 2 计算参数的选择 根据工程地质勘查报告，计算区域的地质参数取值如表3 一l 所示。 表3 1 计算区域的参数取值 参数 取值 土粒比重 2 7 4 0 孔隙比 0 6 6 0 含水层渗透系数，( 们) 0 1 7 l 含水层厚度，m 6 6 7 0 2 3 含水层渗透性分级 根据水利水电工程地质勘察规范g b 5 0 2 8 7 9 9 ，岩土渗透性划分标准如表 3 2 所示。 o 8 6 4 2 o 2 吨喝 表3 2 岩土渗透性分级 渗透性等级标准岩体特征十类 渗透系数透水率g ，l u k ，( c m ，s ) 极微透水 量 1 0 4 g 0 1 完整岩石，含等价粘十 开度 0 0 2 5 m m 裂隙的岩体 微透水 1 0 。6 k l o 一5 o 1 g 1 含等价开度粘十粉士 o 0 2 5 o 0 5 m m 裂 隙的岩体 弱透水 1 05 k 1 0 4 1 g 1 0 含等价开度粉十一细粒土质 o 0 5 0 0 l m m 裂砂 隙的岩体 中等透水l o4 足 l o 。2 1 0 g 加。含连通7 l 洞或等粒径均匀的巨 价开度 2 5 m m 裂 砾 隙的岩体 根据工程地质勘查报告，含水层为轻粉质砂壤土夹轻粉质壤土，渗透系 数为o 1 7 l m d ，即1 9 8 l o 。4 c 州s ，属中等透水层，接近于弱透水层。 套闸地基的渗透稳定性分析 根据工程地质勘查报告，套闸地层第3 、第4 层粘性土层为相对隔水层， 组成潜水含水层的隔水底板和下伏含水层第5 层的隔水顶板。套闸地基开挖后， 开挖面高程为v 2 m ，第3 层土将完全被开挖掉，