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文档简介

福建省工程建设地方标准DB

工程建设地方标准编号:DBJ/T**-**-****

住房和城乡建设部备案号:**-****

建设工程地下水控制与地下结构主动抗浮

技术规程

(征求意见稿)

TechnicalCodeforGroundwaterControlandActive

Anti-floatinginUrbanConstructionEngineering

20**—**—**发布20**—**—**实施

福建省****发布

目次

1

1.总则5

2.术语和主要符号6

2.1术语6

2.2主要符号8

3.基本规定11

3.1一般规定11

3.2地下水控制方法选择16

3.3地下水控制工程设计原则19

4.场地工程与水文地质勘察21

4.1一般原则21

4.2水文地质勘察方案设计与实施22

4.3地下水位观测与地下水试样采集26

4.4水文地质参数现场试验28

4.5水文地质参数计算34

4.6污染场地地下水调查37

4.7场地工程与水文勘察评价与建议37

5.设计计算39

5.1一般规定39

5.2降水设计计算40

5.3截水帷幕设计计算46

5.4地下水渗流数值分析48

6.工程降水50

6.1一般规定50

6.2降水设计55

6.3降水系统布置与施工60

6.4降水工程水泵选择78

6.5降水工程验收与维护82

7.截水帷幕85

7.1一般规定85

7.2截水帷幕方法选择85

7.3截水帷幕设计计算86

2

7.4截水帷幕布置与施工87

7.5截水帷幕验收与维护99

8.人工回灌101

8.1一般规定101

8.2人工回灌设计计算101

8.3人工回灌系统布置与施工104

8.4地下水回灌运行与监测维护107

9.污染场地地下水控制110

9.1一般规定110

9.2污染场地地下水控制设计110

9.3污染场地地下水控制施工111

9.4污染场地地下水控制运行管理112

10.地下结构主动抗浮113

10.1一般规定113

10.2设计计算115

10.3施工要求117

10.4运行管理117

11.地下水控制环境效应119

11.1一般规定119

11.2降水环境效应120

11.3截水帷幕环境效应126

11.4地下水控制环境效应评价127

12.地下水控制工程监测和运行管理128

12.1一般规定128

12.2地下水位观测131

12.3抽排流量观测134

12.4地下水水质监测134

12.5其他监测项目136

12.6监测成果编制136

12.7降水系统性能退化及其处置对策138

12.8降水系统维护与故障对策140

3

12.9地下水控制工程运行管理141

附录A抽水试验142

附录B稳定抽排流量理论计算147

本规程用词说明159

主要引用标准和规定160

条文说明160

4

1.总则

1.0.1贯彻落实国家创新绿色发展理念,保护地下水资源,减小地下水控制工程环境

影响,在城市建设工程地下水控制中做到技术先进、经济环保、安全适用、确保质量,

制定本规程。

1.0.2本规程适用于新建、改建、扩建的城市建设工程地下水控制工程,包括勘察、

设计、施工、监测及验收各个阶段,以及地下结构主动抗浮和污染场地地下水控制。

1.0.3地下水控制应正确处理地下水控制工程与绿色环保、保护地下水资源的关系,

因地制宜,合理选择地下水控制方案。应广泛搜集、分析、利用已有资料和工程经验,

针对场地工程地质与水文地质条件和周边环境条件,精心设计、规范施工和严密监控,

实施信息化施工和动态管理。

1.0.4城市建设工程地下水控制除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准和福

建省地方标准的规定。

5

2.术语和主要符号

2.1术语

2.1.1隔水层(Aquiclude):地基土中渗透系数很低的岩土层,可阻隔地下水流动。

2.1.2含水层(Aquifer):地基土中渗透性好、赋存地下水的土层。

2.1.3弱透水层(Aquitard):地基土中渗透性中等、仅能赋存少量地下水的土层。

2.1.4人工回灌(Artificialrecharge):通过井或者盲沟将降水工程抽取的地下水部分回灌

地基含水层中,降低降水工程造成的周边环境地下水位降幅和环境效应。

2.1.5基底隆起(baseheave):因基底土体孔隙水压力未有效消减,引发的深基坑基底土

体上抬。

2.1.6生物污垢(Biofouling):因地下水中细菌增长,抽水井、抽水泵或者管道产生淤堵

的现象。

2.1.7承压含水层(Confinedaquifer):含水层上覆一层渗透系数低的土层,使含水层压力

水头明显高于上覆层底部。

2.1.8固结沉降(consolidationsettlements):由于地下水位降低、地基土中有效应力增大而

产生的地基沉降。

2.1.9深井(Deepwell):设置潜水泵的地下水抽取井。

2.1.10降水(dewatering):通过抽水井、电渗法等工程措施,降低非承压含水层的上层

滞水和潜水地下水位、以及承压水含水层孔隙水压力,满足建设工程的降水幅度要求。

2.1.11水位计(Dipmeter):钻孔或者抽水井中量测地下水位的设备。

2.1.12抽水量(Discharge):地下水控制系统中泵抽的地下水流量。

2.1.13地下水位降幅(Drawdown):地下水控制系统中,非承压含水层地下水位下降量或

者承压含水层中孔隙水压力下降值。

2.1.14喷射(Ejector):通过喷射泵,由射流喷嘴高压循环产生负压,抽吸地下水与空气,

达到降低地下水位的目的。

2.1.15电渗法(Electro-osmosis):在渗透系数很低的土层中施加电流、加速地下水运动

的地下水控制方法。

6

2.1.16过滤网(filterpack):在抽水井井管滤网回填砂或者砾石作为过滤层,防止地基

土细颗粒进入形成井管滤网淤堵。

2.1.17盲沟(Frenchdrain):由砾石或者有空管包裹砾石,形成倾斜的排水通道。

2.1.18地下水(Groundwater):赋存于土体孔隙或者岩石裂隙中的或者在土体孔隙或者岩

石裂隙中流动的水。

2.1.19地下水控制(groundwatercontrol):采取的隔水或降低地下水位(孔隙水压力)等工

程技术措施,包括截水帷幕、降水及其组合。

2.1.20水文地质勘察(hydrogeologicalinvestigation):运用包括水文地质测绘、勘探、试

验、地下水监测和工程物探等各种勘探手段而进行的野外和室内水文地质勘察,以查

明工程建设场地水文地质条件。

2.1.21水文地质参数(hydrogeologicalparameters):表征地层水文地质特征的指标,包括

渗透系数、导水系数、释水系数、给水度、越流参数等。

2.1.22地下水位观测井(Observationwell):用于观测地下水位变化的井。

2.1.23压水试验(packertest):用栓塞把钻孔隔离出一定长度的孔段,然后该孔段压水,

测定相应压力下的压入流量,以单位试验长度在某一压力下的压入流量值来表征该孔

段岩石的透水性。

2.1.24上层滞水(Perchedwater):赋存于地下水位线以上渗透性低隔水层中的水。

2.1.25截水帷幕(Physicalcut-off):竖向板桩墙或者注浆帷幕用以阻截或减少地下水进

入工程场地和减小降水对于周边环境的影响。

2.1.26孔隙水压力计(Piezometer):埋设于土体或者岩体中用于观测地下水位或者岩土

体中孔隙水压力的传感器。

2.1.27抽水试验(pumpingtest):从抽水井中抽水,记录抽水量和观测井水位变化,含水

层渗透系数原位测试方法。

2.1.28影响半径(radiusofinfluence):抽水导致地下水位变化的影响范围。

2.1.29回灌井(rechargewell):将水回灌含水层的井。

2.1.30减压井(Reliefwell):设置于深基坑底部,消减基坑底部土体或者下卧承压含水

层的孔隙水压力,以达到减小坑底隆起的目的。

2.1.31测压管(Standpipe):打入地基中的有空管,以量测地下水位。

7

2.1.32储水系数(Storagecoefficient):单位地下水位降幅下,从单位水平面积含水层释放

的地下水水量。

2.1.33集水坑(Sump):设置于深基坑内,收集地下水和地表水。

2.1.34导水系数(Transmissivity):含水层的渗透系数与厚度的乘积,表征含水层的输水

能力。

2.1.35井损(Wellloss):地下水从含水层入渗抽水井的水头损失。

2.1.36井点(Wellpoint):由真空泵运行时形成真空抽吸地下水,可分单级井点(可垂直、

水平、倾斜布设)和多级井点。

2.1.37井管滤网(wellscreen):典型深井插入内衬良好的PVC或者HDPE管,底端开槽

或者打孔以便地下水入渗,这一段称为井管滤网。

2.1.38污染场地(contamiantedsite):如废弃填埋场、化工厂场地或者受污染、对人体

健康和环境产生危害的场地。

2.1.39地下水回灌(Groundwaterrecharge):借助工程措施,将地下水或者自来水注入

地下含水层的过程。

2.1.40地下结构主动抗浮(Activeanti-floatingforundergoundstructure):采用地下水

控制措施,消除作用在地下结构基底下方土体孔隙水压力,减小作用在地下结构上浮

力,满足地下结构抗浮稳定要求。

2.2主要符号

A——面积

a——地下水控制系统长度

b——地下水控制系统宽度

C

v——固结系数

D——承压含水层厚度

D10——小于某粒径质量累计百分含量10%的粒径

D15——小于某粒径质量累计百分含量15%的粒径

8

D40——小于某粒径质量累计百分含量40%的粒径

D50——小于某粒径质量累计百分含量50%的粒径

D60——小于某粒径质量累计百分含量60%的粒径

D85——小于某粒径质量累计百分含量85%的粒径

E——土体模量

F——安全系数

G——等代井形状系数

h——地下水水头

hw——抽水井中地下水水头

Hh——地下水位降幅

Hhw——抽水井中地下水位降幅

i——水力梯度

icr——水力梯度

k——渗透系数

kh——水平向渗透系数

kv——竖向渗透系数

L0——平面渗流影响长度

l——基坑下方截水墙插入深度

lw——井管滤网长度

mv——土体体积变形系数

n——抽水井数量

Q——流量

Qfp——完整井抽排流量

Qpp——非完整井抽排流量

9

q——抽水井出水量

R0——径向渗流影响半径

r——钻孔半径

rw——抽水井半径

re——抽水系统等代半径

S——含水层储水系数

t——时间

u——孔隙水压力

W(u)——抽水井函数

z——深度

——土体天然重度

w——水的重度

——总应力

——有效应力

10

3.基本规定

3.1一般规定

3.1.1地下水控制工程包括场地工程与水文地质勘察、地下水控制工程设计、施工、监

测、验收、维护和地下水控制工程环境效应评价等工作内容。

3.1.2地下水控制工程应贯彻落实国家创新绿色发展理念,优先选择有利于保护地下水

资源、减小地下水控制工程环境影响和符合地下水资源保护法规规定的控制方法。

3.1.3根据场地工程与水文地质复杂程度、对地下水资源影响程度、地下水位降幅、需

要保护建(构)筑物等离坑边的距离和控制失效破坏后果的严重程度,按表3.1.3将

地下水控制工程安全等级分为三个等级。

表3.1.3地下水控制工程安全等级划分

对地下水资源影响程度控制失效

安全场地工程与水文地质复杂程地下水位降破坏后果

总抽排流量周边环境

等级度地下水环境幅(m)的严重程

(m3/d)

1场地水文地质条件复杂,存

在三层及以上含水层,且相互

周边

间水力联系密切;属污染场地,

0~0.5倍

2含水层单层厚度≥15m,或者含水层含有

基坑开挖

承压水头高度≥10m;对人体健康

一深度范围

3存在张性、强透水断裂破碎和环境有危≧10000≥12很严重

级有需要保

带;害或潜在危

护的重要

4岩溶较发育,富含岩溶水场害的有毒有

建筑物或

地;害物质

者管线。

5淤泥、淤泥质土层厚度

≥3.0m;

11

6存在厚度≥5.0m饱和粉细

砂、粉土层

周边需要

保护的重

各含水层水

要建筑物

质差异较大,

二或者管线

介于一级和三级之间的存在Ⅲ类或3000~100006~12严重

级在0.5-1倍

以下的地下

基坑开挖

深度之

间。

1场地水文地质条件简单,为

单一含水层;周边需要

2含水层单层厚度≤5m;保护的重

3无断裂破碎带;水质均优于要建筑物

4岩溶不发育;Ⅲ类,无不良≦3000≤6或者管线不严重

5淤泥、淤泥质土层厚度影响在1倍基

≤1.0m;坑开挖深

6饱和粉细砂、粉土层厚度度之外。

≤2.0m。

注:

1)条件行中,从一级开始,有一项(含一项)条件最先符合该级标准者,即可划分

为该等级;

2)含水层层数指影响地下水控制工程的所有含水层;

3)水量指地下水控制工程按稳定流分析需要抽排的水量;

4)地下水水质分类依据《地下水环境质量标准》(GB/T14848)分类标准确定;

5)水头控制高度,对于降水指的是地下水位降幅,对于截水帷幕指的是帷幕内外水

头差。

3.1.4地下水控制工程勘察、设计计算和监测要求应根据地下水控制安全等级按表

12

3.1.4确定。安全等级为一级的地下水控制工程,应进行专门的水文地质勘察,进行专

门的设计计算分析,对周边环境进行监测;安全等级为三级的地下水控制工程,可根

据场地工程与水文勘察报告和工程经验进行设计,对周边环境进行巡视;安全等级为

二级的地下水控制工程,视场地工程与水文地质条件和周边环境复杂程度确定勘察、

设计和监测深度。

表3.1.4地下水控制工程勘察、设计计算及监测要求

安全

水文地质勘察设计计算监测

等级

调查场地周边环境条件,确定工程

环境限制要求;

调查场地范围内上下水管线的漏水

情况,并评价其对施工的可能影响;

查清场地含水层的分布规律及岩

应根据场地工程与

性、颗粒级配;

水文地质条件,建

量测各含水层中的水位;

立概念模型,采用

通过抽(注)水试验,计算各含水应制订完善的地下

渗流数值分析方

层的水文地质参数;水控制工程监测方

法,确定地下水控

一级通过抽(注)水试验评价场地周边案,并将监测成果及

制工程设计计算参

含水层的情况和各含水层之间的水时反馈分析,确保地

数,分析地下水控

力联系,分析隔水层分布的连续性;下水控制工程安全。

制工程对地下水环

预测施工期间场地地下水位变化情

境以及周边环境影

况;

响。

预测施工降水对地下水资源和水环

境影响程度;

预测施工降水对周边环境影响程度

及应对措施;

建议地下水控制方案。

13

调查场地周边环境条件;

调查场地范围内上下水管线的漏水

情况;

宜根据场地工程与

查清场地含水层的分布及岩性、颗

水文地质条件,建

粒级配;

立概念模型,采用

查明隔水层分布的连续性;应对周边建筑、管线

渗流数值分析方

量测各含水层中的水位;进行变形监测,发现

二级法,确定地下水控

通过抽(注)水试验确定各含水层异常,及时采取对

制工程设计计算参

的水文地质参数;策。

数,评价地下水控

预测施工降水对地下水资源和水环

制工程对周边环境

境的影响;

影响。

预测施工降水对周边环境影响程

度;

建议地下水控制方案。

了解场地含水层和隔水层的分布;

确定含水层水位;

根据经验和附近资料确定含水层的可采用简化公式或宜对周边建筑、管线

渗透系数,必要时可采用抽(注)者流网法确定地下进行变形监测,发现

三级

水试验方法水控制工程设计计异常,及时采取对

确定含水层的渗透系数;算参数。策。

预测施工降水对周边环境影响;

建议地下水控制方案。

3.1.5地下水控制工程设计之前,应收集下列资料:

1)地下水控制范围、深度、起止时间和周边环境要求;

2)掌握地下结构埋深、基础平面、开挖支护方案;

3)周边建筑物与地下管线分布、基础型式和埋深;

4)场地地下水控制经验。

14

3.1.6地下水控制工程应具备必要的场地工程与水文地质条件,全面了解工程建设场

地和地下结构埋深范围内土层厚度、范围和渗透性,应研究地下水来源、地下水化学

成分分析、地下水位以及随潮汐、季节和临近抽水的变化,应充分调查地下水渗流来

源、补给来源和渗流边界。调查深度取决于地下水对于结构物的影响以及降水系统复

杂性,水文地质勘察的内容和工作深度应根据地下水控制工程安全等级按表3.1.4确

定。当已有勘察资料不能满足设计要求时,应进行补充勘察;当水文地质条件复杂时,

应进行专门水文地质勘察。

3.1.7地下水控制工程设计计算应满足下列要求:

1)地下水控制工程设计前首先应确定场地工程与水文地质条件、地下水来源和地下

水控制目标。

2)地下水控制系统设计分析,应考虑地下水渗流来源、地下水渗流边界条件和场地

工程与水文地质条件,设计计算可采用理论公式、流网法和数值分析。

3)地下水控制设计内容包括地下水控制目标、采用的地下水控制方法以及地下水控

制工程设计参数。

4)地下水控制工程设计安全系数设定应考虑地下水渗流区域土体渗流安全系数,并

考虑工程水文地质条件和土层渗透系数不确定、设计人员经验性、控制系统性能

退化等因素。

5)地下水控制工程设计应考虑环境效应,复杂工程场地应分析地下水控制工程对地

下水环境以及周边环境影响。

3.1.8地下水控制工程应正确施工,确保施工质量,实施前应编制施工组织设计、安全

技术措施及应急预案。

3.1.9地下水控制工程应采用信息化设计施工,定期观测,及时反馈,必要时调整施工

方案或采取其它应急工程措施。

3.1.10地下水控制工程施工完成后,应经过工程检验,满足地下水控制设计要求后方

可进入运行与维护阶段。

15

3.2地下水控制方法选择

3.2.1地下水控制应根据场地工程与水文地质条件、周边环境要求及地下水资源利

用等合理选用截水帷幕、降水或其组合方法。

3.2.2当深基坑坑底以下存在水头高于坑底的承压水含水层时,应进行承压水作用

下的坑底突涌稳定性验算。当不满足突涌稳定性要求时,应对该承压水含水层采取

截水帷幕或者减压措施。

3.2.3当降水会对周边建筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利

影响时,应采用截水帷幕方法控制地下水。采用悬挂式帷幕时,应同时采用坑内降

水,并宜根据水文地质条件结合坑外回灌措施。

3.2.4常见截水帷幕形式包括下连续墙、咬合桩墙、板桩墙、渗透灌浆、旋喷注浆

和搅拌桩墙等,各自类型与应用评价见表3.2.4。

表3.2.3截水帷幕措施类型与应用

截水帷

典型应用评价

幕形式

临时或者长期;

适用于大部分土层,但遇到孤石等障碍物

钢板桩施工快捷;

可能影响施工。

可与支护联合使用。

振动H将H型桩振动打入地基

型桩注中,拔桩过程中,通过桩

适用于淤泥和砂性土,但不能起支护作用。

浆防渗端喷嘴注浆,形成渗透性

墙低的薄墙,造价低。

膨润土

或者粘泥浆槽壁形成渗透系数

适用于渗透系数大于5×10-3m/s的淤泥、砂

性土形低的截水帷幕,施工便

和砾石。

成泥浆捷,造价低。

槽壁

16

钢筋混

同时可起支护作用;

凝土地适用于大部分土体和软岩,形成基坑和竖

常作为地下室边墙;

下连续井的边墙。

噪音振动小。

同时可起支护作用;

钻孔桩适用于大部分土体和软岩。

桩与桩之间密封难度大。

高压旋

适用于大部分土体和软岩。形成重叠的注浆体。

喷注浆

渗透注通过注浆填充土体孔隙

适用于粗粒土、砂和裂隙岩体,

浆减小土体渗透性。

为临时措施;

适用于隧道和竖井,不适用于地下水流速

冷冻法可对土体临时加固;

大于10-5m/s的情形。

工程造价高。

3.2.5常见的降水方法包括:

1)集水井抽排

2)井点降水

3)深井降水

4)喷射降水

5)减压井

6)电渗法

7)人工回灌

3.2.6地下水控制常采用截水帷幕与降水相结合的方法,达到以下目的:

1)采用截水帷幕措施减小渗透性强的含水层降水所需的抽排流量;

2)采用截水帷幕措施减小降水对周围地下水的影响;

3)采用降水措施降低截水帷幕帷幕范围内地下水位;

17

4)采用降水措施降低截水帷幕结构外围地下水位,减小作用在截水帷幕结构的水

平荷载。

3.2.7地下水控制设计取决于水文地质,根据水文地质条件计算抽排流量、环境影

响等,选择合适地下水控制技术,一般地下水控制设计应遵循以下步骤:

1)地下水控制问题定义;

2)水文地质概念模型构建;

3)地下水控制方法选择;

4)设计计算;

5)环境影响评估;

6)信息化设计。

3.2.8地下水控制方法选择是地下水控制设计的基础,需要考虑:

1)场地工程地质与水文地质条件,确定抽排水量,防渗墙深度;

2)场地周边环境条件,减小地下水控制工程对周边环境影响;

3)施工和市政排水条件,考虑抽排地下水处置;

4)有关地下水资源和环境保护法规的规定。

3.2.9地下水控制设计计算简单情形可采用达西定律,复杂情形必须采用数值分析,

甚至采用信息化设计方法。

3.2.10取决于水文地质条件,地下水控制可能影响周边环境,设计阶段需进行环境

影响评估并采取必要措施。大型复杂降水工程需要通过数值分析和现场监测评估地

下水控制工程对周边环境的影响。

3.2.11符合下列条件之一时宜选择帷幕隔水:

1)按照现行法规规定,不符合降水条件的;

2)降水所产生的附加沉降或造成的细颗粒流失可能影响周边环境安全的;

3)潜水或承压水含水层底板位于基坑底标高之上的;

4)潜水或承压水水位高于基底标高,含水层底板位于基坑底标高之下深度不大于现

行法规规定深度的;

5)潜水或承压水水位高于基底标高,且含水层底板位于基坑底标高之下深度大于现

18

行法规规定深度,但可以通过工程手段在合理的造价和工期内实现帷幕隔水的;

6)地下工程位于含水层中,可以通过工程手段在合理的造价和工期内实现帷幕隔水

的;

7)地下水中含有对人体健康和环境危害或具有潜在风险的有害物质,且无配套水处

理措施的。

3.2.12符合下列条件之一时宜选择降水方法:

1)按照现行法规规定,符合降水条件的;

2)对于线状工程,帷幕隔水可能导致地下水环境长期改变的;

3)对于地下工程,实施帷幕隔水难度大,或造价过高,或工期过长的。

3.2.13符合下列条件之一时宜选择帷幕隔水与降水组合方法:

1)实施悬挂式帷幕与基坑内降水的;

2)实施落地式帷幕,而基坑底可能发生突涌的。

3.2.14地下水控制工程宜在基底设置明排系统,当存在含水层水量较少且排水不影响

坑壁稳定的条件,也可将明排作为一种独立的地下水控制措施设计使用。

3.2.15对于采用降水方法或帷幕隔水与降水组合方法进行地下水控制的工程,当地面

可能出现过大沉降或存在回灌条件时,应设置地下水回灌系统。

3.3地下水控制工程设计原则

3.3.1地下水控制工程应满足下列要求:

1)地下结构正常施工;

2)不影响周边环境安全;

3)符合地下水资源保护法规规定。

3.3.2地下水控制工程设计应具备下列资料:

1)场地及其邻近区域的水文地质勘察资料;

2)周边建(构)筑物、地下管线分布及其变形要求等资料;

3)地下水控制经验;

4)有关水资源和环境保护的法规文件。

19

3.3.3截水帷幕设计内容包括:

1)设计依据;

2)截水帷幕型式的比较与选择;

3)截水帷幕进入下卧隔水层深度和坑底抗突涌稳定性计算;

4)截水帷幕施工质量检验要求;

5)地下水位监测要求;

6)截水帷幕结构可能缺陷的修复措施;

7)施工图。

3.3.4降水设计内容包括:

1)设计依据;

2)降水型式的比较与选择;

3)水位降幅计算及井数、井身结构设计;

4)降水井施工质量检验及封井要求;

5)降水影响范围建(构)筑物及地面沉降监测要求;

6)环境影响评估;

7)地下水资源计量及综合利用措施;

8)施工图。

3.3.5截水帷幕与降水组合设计内容包括:

1)设计依据;

2)截水帷幕隔水、降水型式的比较与选择;

3)截水帷幕渗透稳定性、水位降幅计算及井数、井身结构设计;

4)截水帷幕、降水井施工质量检验及封井要求;

5)降水影响范围建(构)筑物及地面沉降监测要求;

6)环境影响评估;

7)地下水资源计量及综合利用措施;

8)施工图。

20

4.场地工程与水文地质勘察

4.1一般原则

4.1.1场地工程与水文地质勘察目的,查明场地工程地质条件、含水层分布、含水

层边界条件、地下水位或含水层孔隙水压力分布和含水层水文地质参数等信息,构

建用于地下水控制工程设计计算的工程与水文地质概念模型。

4.1.2地下水控制工程水文地质勘察应包括以下主要内容:

1)搜集场地及周边区域的工程与水文地质资料,周边环境资料包括周边构筑物和

重要地下管线分布,地下工程设计资料,地下水资源政策法规;

2)搜集区域气候资料,如年降水量、蒸发量及其变化规律,地下水位变动情况;

3)查明含水层和隔水层埋藏条件,主要含水层分布规律、岩土特性,地下水类型、

流向、水位和水质,查明各含水层之间水力联系;

4)查明含水层地下水补给条件,特别与地表水体的水力联系;

5)根据场地适宜条件选择水文地质调查方法,结合室内和现场试验,确定各含水

层水文地质参数;

6)提出适宜地下水控制方法,评价地下水控制工程环境效应。

4.1.3地下水控制工程安全等级为一级,应进行专门水文地质勘察,符合下列要求:

1)查明含水层和隔水层的埋藏条件,地下水类型、流向、水位计其变化幅度。当

场地参在多层含水层,应分别量测地下水位,并查明含水层之间补给关系;

2)查明场地地质条件对于地下水赋存和渗流状态的影响;必要时应设置地下水位

观测孔或者埋设孔隙水压力计,量测孔隙水压力随深度变化规律;

3)通过现场试验,确定含水层水文地质参数。

4.1.4场地水文地质勘察工作开始前,应明确勘察任务和要求,搜集分析现有资料,

进行现场勘察,编写勘察纲要。水文地质勘察深度和内容应符合本规程条文3.1.3

要求,勘察工作结束后,对于地下水控制工程安全等级为一级和二级的场地水文地

质勘察应编写专门水文地质勘察报告;对于地下水控制工程安全等级为三级的场地

水文地质勘察可包含在岩土工程勘察报告中的水文地质部分中。

4.1.5场地工程与水文勘察除满足本规程要求外,还应符合国家和福建省相关标准

21

要求。

4.2水文地质勘察方案设计与实施

4.2.1水文地质勘察方案设计应在收集已有的水文气象、区域地质、水文地质、工

程地质、环境地质和工程环境基础上进行。

4.2.2水文地质勘察方案设计应包括:

1)水文地质勘察孔的布置原则、布置数量和深度;

2)地下水位观测井的布置原则、布置数量和深度,观测井过滤器结构、砾料规格

和砾料厚度;

3)抽水试验井的布置原则、布置数量和深度,抽水试验孔过滤器结构、砾料规格

和砾料厚度。

4.2.3水文地质勘察孔(井)布置原则应符合以下规定:

1)每个含水层应不少于一个水文地质勘察孔、一个抽水试验井、一个地下水位观

测井;

2)水文地质勘察孔布置应揭示含水层、弱透水层和隔水层分布,特别钻孔应揭示

深基坑坑底下方可能引发深基坑坑底隆起的承压含水层分布;

3)抽水试验井应结合降水工程需要布置;

4)地下水位观测井的布置与抽水试验井距离宜为1~2倍含水层厚度,宜垂直地

下水流向布置;

5)水文地质勘察孔、抽水试验井和地下水位观测井的数量应根据地下水控制工程

安全等级按表4.2.3的规定布置,具体的数量可在此基础上根据场地面积适当

增减。

22

表4.2.3水文地质勘探孔(井)的数量表

地下水控制工程安全等级勘察孔抽水试验井地下水位观测井

一级>3>2>4

二级2~31~22~4

三级111

4.2.4水文地质勘察孔的设计应符合以下要求:

1)水文地质勘察孔(井)布置应有利于揭示地下水控制工程影响范围内场地水文

地质条件,可在充分分析利用场地岩土工程勘察资料的基础上进行,钻孔深度

应揭示含水层、弱透水层和隔水层分布,特别钻孔应揭示深基坑坑底下方可能

引发深基坑坑底隆起的承压含水层分布;

2)水文地质勘察孔的数量宜按表4.2.3的规定布置;

3)线状工程的水文地质勘察孔数量宜在可用的工程地质勘察孔基础上布置,满足

每500m不少于1个水文地质勘察孔;

4)水文地质勘察孔的深度宜大于2倍基坑开挖深度,且穿过所揭露的含水层底板;

5)场地邻近地表水体时,应布置适量水文地质勘察孔确定地下表水体和地下水的

关系。

4.2.5水文地质勘察孔的钻进宜采用跟管钻进或清水钻进,钻进过程中应对地层岩

性和地层含水情况进行详细记录,对每一含水层进行地下水位量测。因采用泥浆护

壁影响地下水位观测时,可在场地范围内另外布置专用的地下水位观测孔。

4.2.6水文地质勘察孔钻进中尚应符合下列要求:

1)松散土层的分类和鉴定,应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021

的有关规定;

2)钻探过程中,需要查明含水层的水质变化规律时,应分层采取水样;

3)钻进结束时,应对所揭露的地层进行准确分层,水文地质勘探的地层划分宜与

岩土工程勘察的地层划分一致,统一对应,便于进行地层对比使用;

4)钻孔在勘察工作完成后应及时注浆封孔,防止不同含水层地下水交叉污染。

23

4.2.7地下水位观测孔的设计应符合下列要求:

1)地下水位观测孔的布置应主要设置于降水含水层中和可能对基坑开挖有影响

的基底以下的其它含水层中;

2)地下水位观测孔的数量宜按表4.2.3的规定布置;

3)线状工程的地下水位观测孔的数量宜为每1000m一组,且可与水文地质勘察

孔结合;

4)地下水位观测孔应分层设置,地下水观测孔的深度宜深入整个含水层。

5)在已确定地表水体与地下水存在关系时,应布置适量地下水位观测孔监测地下

水位随地表水体的变化关系;

6)地下水位观测孔可利用抽水井、抽水试验观测孔或专门设置,观测孔的结构应

满足观测目的和要求;

7)观测孔的填砾规格和填砾厚度,宜根据含水层颗粒筛分数据确定。

4.2.8地下水位观测孔的钻探要求除满足水文地质勘察孔的钻探要求外,尚应满足

下列要求:

1)观测孔结构宜根据地层分布和观测层位综合确定,每个观测孔观测一层地下水

的水位;

2)过滤器放置在观测层位含水层中,其长度不小于观测层位含水层厚度的2/3;

3)洗井可根据含水层类型、观测孔结构、成井工艺等选用水泵、压缩空气等洗井

方法;

4)观测孔成孔后应及时洗孔,确保观测孔过滤器与含水层的连通,观测孔洗至观

测孔内水位反应灵敏。

4.2.9抽水试验井的设计应符合以下规定:

1)抽水试验井布置应满足地下水控制工程需要,场地存在多个影响地下水控制的

含水层,应分层进行抽水试验;

2)每个含水层抽水试验井数量宜按表4.2.3的规定布置;

3)跨越不同水文地质单元的线状工程,应在不同水文地质单元上进行抽水试验,

每1000m进行一组抽水试验;

4)进行潜水泵抽水试验时,抽水试验井的直径应不小于200mm,抽水试验井管材

24

应为铸铁管、钢板卷管等,以满足对抽水试验井洗井的要求;

5)抽水试验井过滤器结构应符合《供水水文地质勘察规范》GB50027的有关规定;

6)抽水试验井宜为完整井,当含水层厚度大于15m时,可以采用非完整井;

7)应进行不少于1个水位降深的抽水试验,当含水层厚度大或者承压水头较高时,

可进行3个不同水位降深的抽水试验。

4.2.10抽水试验井施工应根据井孔结构、设计井深、井径,结合地层情况选择钻探

机型以及相应的辅助设备。在松散地层中钻探成孔,宜采用冲击式钻机清水水压逐

级扩孔法施工工艺。在基岩含水层中钻孔成孔,宜采用回转式岩心钻进。在钻探过

程中,应进行地层描述,必要时应分层取土样。

4.2.11抽水试验井成孔过程中应确保井孔垂直度小于1°。成孔后应及时对钻孔孔

壁、孔径、孔深进行校核。下管前应用稀浆或清水压入孔底,自下而上将原成孔时

的浓浆换出孔。根据地层实际情况调整设计的井孔结构,在换桨结束后马上下管,

井管应与井孔同圆心。根据设计的抽水井结构,回填砾料和止水材料。

4.2.12抽水试验井完成后应及时洗井,根据成孔工艺和含水层岩性,可选择压缩空

气、活塞、抽水或化学洗井液等方法或几种方法的联合洗井工艺。抽水井应洗至

水清砂净,符合出水含砂量要求,并宜符合两次相同最大水位降深的出水量相差小

于5%。

4.2.13抽水试验地下水位观测孔布置,应根据试验目的和计算公式要求确定,并符

合以下规定:

1)以抽水试验井为原点,布置1~2条地下水位观测线,每条观测线上地下水位

观测孔一般不少于3个;

2)当布置1条地下水位观测线,宜垂直地下水位流线;布置2条地下水位观测线

时,另一条宜平行地下水位流线,且宜布置在抽水试验井的上游侧;

3)距抽水试验井最近的第一个地下水位观测孔,一般应避开三维渗流影响,距离

不小于含水层厚度;

4)距离最远的地下水位观测孔应保证在抽水试验过程中有一定地下水位降幅;

5)各地下水位观测孔的过滤器长度和深度都应与抽水试验井过滤器长度和深度

相同。

25

4.3地下水位观测与地下水试样采集

4.3.1场地地下水位分布和含水层孔隙水压力是降水设计的基础资料,应详细调查。

4.3.2水文地质勘察孔钻进时地下水位的量测应符合下列规定:

1)遇地下水时应量测初见水位;

2)稳定水位应在初见水位量测后经一定的时间后量测;

3)对工程有影响的多层含水层的水位量测,应采取止水措施,将被测含水层与其

他含水层隔开。

4.3.3水文地质勘察孔钻进过程中采取的土样、岩样宜符合下列规定:

1)取出的土样能正确反映原有地层的颗粒组成;

2)用于鉴别地层的土样,非含水层宜每3~5m取1个;含水层宜每2~3m取1个,

变层时,应加取1个;

3)颗粒分析用的土样,当含水层厚度小于4m时,应采取1个;当含水层厚度大

于4m时,宜每4~6m采取1个;每件土样的取样重量不宜少于表4.3.3的规

定。

表4.3.3每件土样的取样重量

土样名称重量(kg)

砂1

圆砾(角砾)3

卵石(碎石)5

注:颗粒分析试验需要提供的是含水层颗粒分布累积曲线上,过筛重量累积百分比

为10%、20%、50%、60%时的颗粒直径d10、d20、d50、d60。

4.3.4地下水位的观测应符合下列要求:

1)现场勘察结束后宜统一量测地下水位观测孔的稳定水位。在现场工作期间,对

观测孔进行每天1次的观测;在提交报告前,对观测孔宜进行每周1~2次的

观测;

26

2)与地下水有水力联系的地表水体的水位观测,应与地下水水位观测同步进行;

3)同一水文地质单元的水位观测,观测日期及时间尽可能一致;

4)水位观测可采用测绳、电测水位仪等水位监测工具,水位监测工具应经常检查、

校准。水位观测数值应以米为单位,并应测计至小数点后三位;

5)人工观测水位时,同一测次应量测两次,间隔时间不应少于1min,并应取两次

水位的平均值作为观测结果,两次测量的允许偏差应小于10mm;

6)测量水位时,应记录当天的天气情况,遇有水位变化异常的观测孔,应加密监

测,并分析原因;

7)当需要进行地下水动态监测时,应根据工程需要确定观测频率和延续时间。

4.3.5地下水试样采集应符合下列要求:

1)每个含水层地下水试样的采取和试验数量应根据地下水控制工程安全等级、地

下水控制方法,按表4.3.5确定;

2)应从地下水观测孔中分层取地下水样。取样前应重新洗井;

3)取水试样过程中,应尽量减少水试样的暴露时间,及时封口;对需测定不稳定

成分的水样,应及时加入稳定剂;

4)水样的采取数量应按水质分析的类别确定;

5)水样采取后应及时送验,放置时间应符合试验项目的相关要求;

6)水质分析的项目,可根据监测目的和工程分析需要进行选择。

表4.3.5地下水试样采集和试验数量

地下水控制工程地下水控制方法

安全等级截水帷幕降水组合法

一级1~22~32

二级0~11~21~2

三级011

4.3.6地下水化学试验项目主要有:酸碱度、氢离子浓度、硬度和矿化度等,试验

方法应符合现行国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123)。

4.3.7地下水流向和流速的测定应符合下列要求:

27

1)地下水流向可利用不在一条直线上的地下水位绘制等地下水位线图确定;

2)地下水实际流速可采用化学法、比色法等指示剂法测试;

3)抽水孔内的实际流速可采用钻孔流速仪测量。

4.4水文地质参数现场试验

4.4.1水文地质参数现场试验包括抽水试验、压水试验、注水试验等,宜根据含水

层分布、含水层渗透特性、工程特点及设计要求进行选择。

4.4.2抽水试验选择应符合下列要求:

1)抽水试验应针对地下水控制工程的需要布置,对于工程场地存在多个影响基坑

工程的含水层,应分层进行抽水试验;

2)抽水试验井的数量宜通过综合分析判断后按表4.2.3的规定确定;

3)线状工程每1000m应进行一组抽水试验。跨越不同水文地质单元的线状工程,

应在水文地质单元上进行抽水试验;

4)抽水试验方法可按表4.4.2确定。当含水层岩性为细砂、粉砂、粉土、粘性土,

且含水层厚度不大,单孔或多孔抽水试验不可行时,可采用降水头注水试验。

当含水层岩性为细砂及其以上,且含水层有一定厚度时可进行潜水泵抽水试

验;

5)应进行不少于1个水位降深的抽水试验,当含水层厚度较大或承压水头较高

时,可进行3个不同水位降深的抽水试验。

表4.4.2抽水试验方法和应用范围

试验方法应用范围

钻孔或探井简易抽水试验粗略估算弱透水层的渗透系数

单孔抽水试验初步测定含水层的渗透性参数

较准确测定含水层的各种参数、取得在相互影

响条件下群孔的总涌水量和井群降落漏斗中

群孔抽水试验

水位降深值的资料以及对周边环境影响监测

和评价等

28

4.4.3抽水试验应符合下列要求:

1)在正式抽水前数日对所有的抽水试验井和地下水位观测孔及其附近有关水点

进行水位统测,编制抽水试验前初始水位等水位线图,如果地下水位日变化很

大时,还应取得典型地段抽水前的日水位动态曲线;

2)正式抽水试验前应进行试抽水,检查抽水设备运行是否正常,检查各观测孔水

位反应是否灵敏,确定稳定流抽水的最大降深、非稳定流抽水的稳定出水量等

抽水试验参数。试验抽水后应及时测量孔深,如发现孔内沉淀较多时,应查找

原因并加以处理;

3)在试验各次降深中,抽水吸水管口均应放在同一深度;

4)抽水试验井和地下水位观测孔中的静水位和动水位、动水位的出水量均应同步

进行观测;

5)抽水试验的动水位观测应采用同一方法和工具,抽水孔的动水位应读数到厘

米,观测孔的动水位应读数到毫米;

6)抽水试验出水量的测量,当采用堰箱或孔板流量计时,水位或水柱应读数到毫

米;当采用容积法时,量筒充满水的时间不宜少于15s,读数准确到0.1s;当

采用水表时,读数准确到0.1m3;

7)试验时,应采取防止抽出的地下水在抽水影响范围内回渗到含水层中的措施,

同时应避免抽出的水可能产生的环境问题;

8)停泵后应立即观测恢复水位,观测时间间隔与抽水试验要求基本相同。若连续

3小时水位不变,或水位呈单向变化,连续4小时内每小时水位变化不超过1

厘米,或者水位升降与自然水位变化相一致时,即可停止观测;

9)试验结束后应测量孔深,确定过滤器掩埋部分长度。淤砂部位应在过滤器有效

长度以下,否则,试验应重新进行;

10)抽水试验期间应记录天气情况,如有降水天气,则降水时段和降水量等信息应

记录和收集。

4.4.4稳定流抽水试验应符合下列要求:

1)稳定流抽水试验宜进行3次水位降深,最大降水深度应接近地下结构埋置深度,

29

水位降深顺序宜按先小后大逐次进行;

2)抽水试验稳定标准,在稳定延续时间内,涌水量和动水位与时间关系曲线在一

定范围内波动,而且没有持续上升或下降的趋势。当水位降深小于10米,用

空压机抽水时,抽水孔水位波动值不得超过10~20厘米;用潜水泵等抽水

时,水位波动值不超过5厘米。水位波动值一般不应超过平均水位降深值的

1%,涌水量波动值不能超过平均流量的3%;

3)观测频率及精度要求:

a)水位观测时间一般在抽水开始后第1、3、5、10、20、30、45、60、75、90分

钟进行观测,以后每隔30分钟观测一次。

b)涌水量观测应与水位观测同步进行,应主要采用误差不超过3%的数字显示流

量计;当采用堰箱或孔板流量计时,读数应准确到毫米。

c)水温、气温的观测时间,宜每隔2~4h同步测量一次。

4)抽水试验的稳定延续时间,宜符合下列要求,并可根据含水层的类型、补给条

件、水位变化和试验的目的等因素适当调整:

a)卵石、圆砾和粗砂含水层为8h。

b)中砂、细砂和粉砂含水层为16h。

c)当有观测孔时,稳定时段应以最远观测孔的动水位判定,且应考虑自然水位的

影响。

4.4.5非稳定流抽水试验应符合下列要求:

1)采用定流量时,抽水试验井流量变化幅度应不大于3%;采用定降深抽水时,

地下水位变幅不超过1%;

2)抽水试验延续时间,应按水位下降与时间关系曲线[s(或Δh2)-lgt]来确定。

a)当s(或Δh2)-lgt曲线至拐点后出现平缓段,并可以推求出最大水位降深时,

抽水方可结束。

b)当s(或Δh2)-lgt曲线没有拐点,则延续时间宜根据试验的目的确定,并至少

有两个对数周期。

c)在承压含水层中抽水时,采用s-lgt曲线;在潜水含水层中抽水时,采用

30

Δh2-lgt曲线。

3)观测频率及精度应符合下列要求:

a)水位观测宜按抽水开始后的第1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30、

40、50、60、75、90、105、120分钟进行观测,以后每隔30分钟观测一次,

其余观测项目及精度要求可参照稳定流抽水试验要求进行;

b)抽水孔与观测孔水位必须同步观测;

4)抽水结束后,或试验期间因故中断抽水时,应观测恢复水位,观测频率应与抽

水时一致,水位应恢复到接近抽水前的稳定水位。

4.4.6群孔抽水试验宜符合下列要求:

1)当一个抽水孔抽水时,对另一个最近的抽水孔产生的水位下降值,不宜小于

20cm;

2)抽水孔的水位下降次数应根据试验目的而定;

3)当抽

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