天津市浅层地下水的分析评价.ppt

1、天津市区浅层地下水的分析评价,铁道第三勘察设计院地路处 二00七年一月,欢 迎 各 位 同仁领 导 莅 临 指 导,天津市区浅层地下水的分析评价,汇报内容 一.内容提要 天津地铁工程概况 天津地铁水文地质勘察概况 地质条件简述 区域水文地质条件 浅层地下水的水文地质特征 浅层地下水的分析评价 浅层地下水对地铁工程的主要影响,一. 内容提要, 本文介绍了天津地铁1、2和3号线的工程概况 本文介绍了天津地铁1、2和3号线的水文地质勘察概况 本文介绍了市区地质条件和区域水文地质条件 本文通过对天津地铁1、2和3号线岩土工程勘察工作的 总结，分析了市区浅层地下水的类型、分布、赋存条件和各含水层的相互径

2、流关系，并对浅层地下水的水文地质特征进行了论述和评价。 本文通过对浅层地下水的认识，分析了各含水层对地铁各类构筑物的设计和施工影响。,二. 天津地铁工程概况 天津市快速轨道交通线网规划图,规划图说明 按天津市城市总体规划（20052020）中心城区的轨道交通网由9条线构成。分别为东北西南方向的地铁1号线；东西向的地铁2号线；东南西北方向的地铁3号线；以及地铁48号线和轻轨9号线。其中的地铁1、2和3号线构成了轨道系统的主骨架，并通过天津站、西南角和国际商场三处换乘枢纽“锚固”了线网的基本框架。规划的线网总长度约235Km。,二. 天津地铁工程概况 1号线工程概况,天津地铁1号线北起刘园停车场，

3、沿辰昌路上跨丁字沽三号路，下钻中环线勤俭道和子牙河进入既有地铁西站，既有线沿西马路南开三马路南京路前行，南段新线进入大沽南路后下钻津河、上跨复兴河后沿微山路珠江道进入双林车辆段。线路总长度26.187Km，其中地下线15.381Km（新建8.103Km），高架线路8.920Km，全线共设车站22座，其中地下站13座（含既有改建站7座），高架站8座，地面站1座。 既有改建地下站的开挖深度为711m，新建地下站的开挖深度为1424m。 天津地铁1号线从2000年可研开始，历经6年多的勘察、设计和施工，于2006年7月建成并通车运营。,二. 天津地铁工程概况 2号线工程概况,线路在中北镇中北工业园区

4、设起点站曹庄站，下穿西外环线，线路沿广乐道、黄河道、南马路、通南路布置，下钻海河、意式风情区及东站股道后，在铁路天津站后广场设天津站，分别与地铁3、9号线、城际铁路、国铁进行换乘。后沿新兆路、华昌大街下穿京山铁路三线至红星路顺驰立交桥进入卫国道，线路沿卫国道过东外环线后线路爬升至地面，并设本工程终点站李明庄站。地铁2号线曹庄李明庄正线长度22.564Km，其中地下线长度21.672km，敞开段长度0.236km，地面线长度0.656km；全线设站19座，其中地下站17座，半地下站1座，地面站1座。 地下站的基坑开挖深度一般1517.5m，换乘站开挖深度2325m。主体结构的施工方法一般为明挖法

5、，围护结构型式一般为地连墙。 地铁2号线试验段（红星路站津赤路站）目前已经开工建设 ，计划全线2011年1月建成。,二. 天津地铁工程概况 3号线工程概况,线路自西青区的华苑产业园区引出，过外环线进入市区，沿迎水道、穿越水上公园、沿水上北路、气象台路、营口道、赤峰道、经天津站及天津站后广场附近的居住小区，沿金钟路、昆纬路、三马路、下穿天津北站及北宁公园，沿张兴庄大街、穿过北环铁路，沿宜兴埠镇规划道路，过外环线后沿津围公路路中前行，过丰产河右转，沿丰产河至银河渡假区，进入小淀停车场。3号线正线全长29.506km，其中地面线0.606km，高架线6.868km，地下线21.432km，过渡段0.

6、600km。设站22个，其中地面站1个，高架站4个，地下站17座。 地下站的基坑开挖深度一般1519m，换乘站开挖深度2325m，天津站为地下四层开挖深度30m。主体结构的施工方法一般为明挖法，围护结构型式一般为地连墙。 地铁3号线试验段（华苑站水上公园站）目前已经开工建设 ，计划全线2011年7月建成。,三. 天津地铁水文地质勘察概况,天津地铁1号线各勘察设计阶段的岩土勘察始于2000年，结束于2003年，累计完成勘探量近3万m。 天津地铁2、3号线各勘察设计阶段的岩土岩土勘察工作始于2003年7月，目前仍在进行中，截止到2006年底累计完成勘探量约10.5万m。 根据地铁构筑物设计深度和地

7、层情况，一般勘探点深度3060m，特殊地段孔深达100m。由于地下水对基坑工程设计施工的影响越来越大，其中的水文地质勘察工作也投入了大量的外业工作量。 1. 水文地质试验孔布置原则： 以区间、车站为单位进行布置，根据工程性质、工点长度等确定，一般布置24个水文地质试验孔，进行分层观测水位和抽（提）水试验。 车站：一般布置2孔抽（提）水试验，2孔分层量测水位。 区间：一般布置1孔抽（提）水试验，1孔分层量测水位，明挖区间同车站。 2. 水文地质试验方法： 根据构筑物类型、施工方法和地层岩性确定水文地质试验的内容。对各含水层进行抽（提）水水文地质试验；同时布设地下水位观测孔，分层确定地下水位；分层

8、采取地下水样。以确定地下水类型、水位、不同含水层的水力联系、渗透系数、腐蚀性等水文参数。 重点地段 （如，过河段、重点车站等），进行带观测孔的水文地质试验，或进行大口径群井抽水水文地质试验。以提高测试精度和准确确定各含水层之间的水力联系。,三. 天津地铁水文地质勘察概况,三. 天津地铁水文地质勘察概况 抽水试验现场照片,三. 天津地铁水文地质勘察概况 海河水上勘探照片,四. 地质条件简介 地层岩性,天津市市区内地层岩性主要为第四系松散沉积层，地层岩性从上至下有： 第四系全新统人工填土层(Qml)：杂填土、素填土，多分布于地表。 第四系全新统新近沉积层（Q43Nsi）：灰黑色软土、淤泥质土，属坑

9、底淤积，厚度一般1.0m。 第陆相层（Q43al）：以粘土、粉质粘土为主，黄褐色，可塑。局部有粉土和淤泥质土呈透镜体分布。层底埋深47m。 第海相层（Q42m）：以粉土、粉质粘土为主，灰色，软塑流塑，局部有淤泥质土呈透镜体分布。层底埋深1218m。 第陆相层（Q41al+h）：上部主要为灰白色的粉质粘土，下部主要以黄褐色、灰黄色粉质粘土为主，可塑软塑，局部夹粉土和粘土等薄层。层底埋深1622m。 第陆相层（Q3eal）：主要以黄褐色的粉质粘土、粉土为主，可塑硬塑，夹粉细砂和粘土透镜体，局部粉细砂层较厚，可达11m。层底埋深2833m。 第海相层（Q3dmc）：粉质粘土、粘土，灰黄色，可塑。层底

10、埋深3135m。 第陆相层（Q3cal）：主要由褐、褐黄色可塑硬塑的粘性土和粉细砂组成。层底埋深4755m。 第海相层（Q3bm）：主要为褐灰色可塑粘性土夹粉土，层底埋深5763m。 第陆相层（Q3aal）： 灰黄色硬塑粉质粘土、粉土及粉细砂，层底埋深7478m。 第海相层（Q23mc）：灰灰黄色硬塑粉质粘土、粉土及粉细砂，层底埋深94m。,五. 区域水文地质条件,天津市地下水按储存介质，可分为松散岩类孔隙水和以岩溶水为主的基岩裂隙水两大类型。 第四系孔隙水分布广，厚度大，在水平和垂向上岩相变化复杂。以地质分层为基础，依据埋藏条件、水质等水文地质特征，并考虑多年延用的习惯对含水岩组进行划分，将

11、第四系孔隙水划分为四个含水组，三个含水亚组。即第一含水组相当于全新统和上更新统(，Q4+3)，底界深度一般在70m以上（分布有对地铁工程影响最大的上部潜水，第一、二和三层微承压水）；第二含水组相当于中更新统(，Q2) ，底界深度在180-220m （含第四层承压水） ；第三含水组大致相当于下更新统上段(，Q1+2)，底界深度290-310m；第四含水组相当于下更新统下段，在隆起区尚包括部分上第三系含水层(，Q1+N2)，底界深度370-430m。另外从地下水资源评价和地下水开采条件方面，将赋存于不同含水组的地下水划分为浅层地下水和深层承压水，一般将埋藏较浅、由潜水及与潜水有水力联系的承压水组成

12、的地下水称为浅层地下水，而将埋藏相对较深，与浅层地下水没有直接联系的地下水称为深层承压水。第一含水组属于浅层地下水系统，第二四含水组属深层地下水系统。 多年以来从地下水资源评价和地下水开采条件方面，对深层地下水的性质进行了比较详细的研究，但是由于浅层地下水的开采价值低、一般工程也只涉及表层地下水，因此对浅层地下水的研究成果不多。近年来随着地铁工程和高大建筑的增多，基坑开挖深度越来越深，浅层地下水对工程的影响也越来越大，因此通过地铁工程岩土勘察对天津市浅层地下水特征进行深入细致的总结、分析和研究是极其必要的。,六 浅层地下水水文地质特征 类型和分布,上部潜水含水层：分布在第海相层粉土层中为主 ，

13、但与粉质粘土、淤泥质土呈千层状互层分布，埋深范围2.514.7m，稳定水位0.34.0m，水位受季节性影响明显，该含水层分布基本连续。下部的隔水层以第和第陆相层的粘土和粉质粘土为主，分布不稳定。,第一浅层微承压水含水层：分布在第 和陆相层的粉土粉砂中，埋深范围1432.8m，稳定水位2.53.8m，该含水层分布较稳定，同时接受上部潜水的补给。其下部的隔水层以第陆相层粉质粘土为主，分布不稳定。,第二浅层微承压水含水层：分布在海和陆多以“透镜体”状存在的粉土粉砂之中，埋深范围2352m，稳定水位3.05.86m，接受上部承压水的补给，其水平上不连续，垂直方向不稳定。下部的隔水层以陆、海的粉质粘土为

14、主，层厚大且稳定。,第三浅层微承压水含水层：分布在第陆相层的粉土、粉砂和细砂层之中，埋深范围6272m，稳定水位12.2513.86m，与其它含水层水力联系不明显，该层分布稳定。下部的隔水层以陆、海的粉质粘土为主，层厚大且稳定。,第四深层承压含水层：分布在第海相层多以“透镜体”状存在的粉土粉砂细砂之中，其水平上不连续，垂直方向不稳定，分布深度80m，稳定水位埋深16.66m。,六. 浅层地下水水文地质特征 透水性分类,根据渗透系数的大小，可将地层透水性划分为三类：,六 浅层地下水水文地质特征 代表性工点的渗透系数和透水性,六. 浅层地下水水文地质特征 腐蚀性评价,综合统计天津地铁13号线取水试

15、验结果，各层水的腐蚀性汇总如下（按类环境）： 潜水：对混凝土结构一般不具腐蚀性或具硫酸盐弱腐蚀性，特殊地段具硫酸盐中等腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱中等腐蚀性；对钢结构具弱中等腐蚀性。 第一层微承压水：对混凝土结构一般具硫酸盐弱中等腐蚀性，特殊地段不具腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性或具有弱腐蚀性；对钢结构具有中等腐蚀性。 第二层微承压水：对混凝土结构一般具硫酸盐弱中等腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性；对钢结构具有中等腐蚀性。 第三层微承压水：对混凝土结构一般具硫酸盐弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性；对钢结构具有中等腐蚀性。 第四层承压水：对混凝土结构一般

16、不具腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性；对钢结构具有中等腐蚀性。,七. 浅层地下水的分析评价 各含水层水力联系情况,从右侧水位恢复观测结果可以看出：在天然状态下，下部第一层微承压水水位恢复特点是：初期约半个小时内，水位上升很快，可达地面下10m左右，以后水位上升速度逐渐变慢。经过长时间的恢复，水位逐渐接近上部潜水水位。因此，上部潜水与第一层微承压水具有较强的水力联系。 综合分析岩土勘察结果，市区100m深度以内分布有五层含水层。上部潜水以粉土为主要含水层，含水层分布深度范围2.514.7m，局部与下部第一微承压水连通；第一层微承压水以粉土粉砂为主要含水层，深度范围1432.8m，局部与

17、下部第二微承压水连通；第二层微承压水以粉土粉砂为主要含水层，深度范围2352m；第三层为微承压水以粉土粉细砂为主要含水层，埋深6272m；第四层深层承压水以粉土粉细砂为主要含水层，埋深80.8m以下。 从大口径群井抽水试验结果也证明：上部潜水与第一层微承压水、第一层与第二层微承压水含水层之间具有水力联系，第三、四含水层之间以及与上部含水层之间未反映出水力联系。上部潜水与第一含水层之间的水力联系比第一与第二含水层之间的水力联系稍强。 所以，市区浅层地下水含水介质既有补给关系和水力联系，又具有明显的垂向不均匀性，因此天津市区浅层地下水是统一含水体，层状含水层。,七. 浅层地下水的分析评价 含水层和

18、隔水层,含水层：主要含水地层是粉土、粉砂和细砂。 隔水层：主要的隔水地层粘土粉质粘土。 含水层和隔水层的分析评价： 上部潜水含水层以第海相层粉土为主 ，但与粉质粘土、淤泥质土呈千层状互层分布，因此其渗透系数不大K=0.30.8m/d，属弱含水层，下部的隔水层以第和第陆相层的粘土和粉质粘土为主，其粉质粘土的统计IP=10.113.4，粉粒含量高，所以其隔水性也是相对的； 第一微承压水含水层分布在第 和陆相层的粉土粉砂中，K=0.59m/d，属中等弱含水层，该含水层分布较稳定，其下部的隔水层以第陆相层粉质粘土为主，分布不稳定； 第二微承压水含水层分布在海和陆多以“透镜体”状存在的粉土粉砂之中，其水

19、平上不连续，垂直方向不稳定，K=0.54m/d，属中等弱含水层，下部的隔水层以陆、海的粉质粘土为主，层厚大且稳定； 第三微承压水含水层分布在第陆相层的粉土、粉砂和细砂层之中，该层分布稳定，K=0.55m/d，属中等弱含水层，下部的隔水层以陆、海的粉质粘土为主，层厚大且稳定； 第四深层承压含水层分布在第海相层多以“透镜体”状存在的粉土粉砂之中，其水平上不连续，垂直方向不稳定，分布深度80m。 所以各含水层之间的水力联系强弱与含水层的岩性、隔水层的渗透系数和厚度有直接联系。,八. 浅层地下水对地铁工程的主要影响,1. 第I海相层粉土、粉砂层和淤泥质土由于土体松散软弱，且粉质粘土多含粉土夹层，在潜水的作用下，易造成基坑的涌泥（土）、涌水，影响基坑的稳定性，设计和施工中应注意。 2. 第、陆相层中的粉土、粉细砂层，一般分布在地下1432.8m，含有微承压水，对基坑的影响最大。围护结构的设计和施工中应考虑对该层微承压水的封堵，以减少基坑坑底的突水和隆起从而影响工程的安全，要加强基坑的坑内降水、坑外减压、坑外回灌和地表监测措施为宜。 3. 第陆相层以下的粉土、粉细砂层，一般分布在地下62m以下,含有承压水，由于上部相对不透水层的阻隔，对一般挖深