刍议抽水试验在岩土工程勘察中的应用

李永祥

摘要：随着城市化进程脚步的加快，城市基础设施和地下工程都越来越多，为了满足地下设施与地下停产场要求，必须建设地下隧道和深基坑。伴随深基坑的不断增多，地下水评价与治理工作变得更加重要。

关键词：抽水试验 岩土工程勘察 应用

1 概述

岩土工程勘察工作中非常重要的程序是评价地下水，特别是深基工程非常关键，通过深基坑工程来治理地下水。因为岩土工程的地质水文条件十分复杂，所以，必须设立专门地质勘察部门治理地下水隔渗降水问题，要得到准确的地质参数，应进行专门的水文地质勘察。为了提供较准确的水文地质参数，往往需要进行抽水试验等现场水文地质试验。在岩土工程勘察过程中，利用勘察钻孔作为抽水孔及观测孔，有利于实现钻探和试验的有机结合，节约时间和成本，提高竞争力。

2 抽水试验方法选择

抽水试验有很多种方法，具体要根据试验目的、工程特征、水文参数精度要求、工程地质和水文地质条件等进行科学选择。抽水水位的降深及抽水量需要结合试验目的、工程地质来确定。按照进水条件，可以把抽水孔分为非完整井与完整井。非完整井没有将含水层揭穿，或者仅揭穿部分含水层，只是局部厚度上可以进水的井。完整井则可以揭穿全部含水层，且含水层厚度均可以进水。

3 抽水试验流程和相关技术要求

3.1 准备相关仪器设备。抽水试验需要很多仪器设备。常用的水位计有浮子式的自动水位仪、电测水位计及测钟等；普遍使用的抽水设备是水泵、空压机和抽筒；水温计较常见的有配有温度表测钟、温度表和水温仪；流量计需要结合现场条件和预计水量来选择，常见的流量计有矩形堰、量筒、三角堰、梯形堰、孔板流量计及流量箱等。

3.2 钻孔。试验中的观测孔与抽水孔可以和勘察钻孔充分结合起来，通常选用最适宜试验位置的勘察钻孔为抽水孔，施工过程中需要根据试验需要的孔深和孔径钻孔，同时，时刻控制好孔垂直度。通常情况下，观测孔一般布置在与地下水流向垂直的方向上，其与抽水孔的距离随含水层厚度、影响半径及降深而定，它们之间距离通常为含水层厚度的两倍。进行野外施工过程中，抽水孔经常运用直径为150mm的钻头制孔，当钻孔深度接近理想深度时，向孔内下套管，然后清理钻孔，进而再下滤管，滤管有很多好处，它可以放到含水层阶段，且超出含水层阶段可以利用普通套管作为替代。套管拔出后便可以得到完整孔。观测孔制孔方法和抽水孔制孔方法几乎相同，只是如果要降低成控施工难度，可以适当减小滤管直径和钻孔直径。

3.3 清洗井和试抽水。抽水试验开始前，还需要洗井。洗井方法也有很多，常见的是利用潜水泵抽水洗井法和活塞式洗井法。运用潜水泵洗井时，抽完水后要打捞孔内的砂浆，再把深井泵、抽筒等抽水设备放入井内进行抽水。如果条件允许，也要清洗观测孔，直至观测孔能够快速感应水位变化为止。抽水试验正式启动前，需要试探性的抽水。当相同时间内，连续几次抽水量差距在10%以内后，才能正式进行抽水试验。

3.4 进行抽水试验。抽水试验的稳定持续时间是指在某一个降深下，相应的流量和动水位趋于稳定的延续时间，通常情况下，岩土工程抽水试验的持续时间在10个小时左右。抽水时，观测的动态水位与涌水量曲线不会有渐渐减小或渐渐增大趋势，稳定的标准是在稳定时间期间，抽水孔的水位浮动低于水位降低值1%，涌水量浮动值低于正常水流量5%，观测孔水浮动值在3cm以内。要掌握水落程和水量之间的关系，不仅要正确选择计算参数，还要准确测定降深。每次降深大小与降深次数需要结合试验目的、工程性质等来确定。一般情况下的抽水试验需要三次降深，降深大小次数可以自由安排，可从小到大，也可以从大到小。进行抽水试验时，不仅要观测水位与水流量，还需要观测气温与水温。开始抽水前就要观测水静止时的水位，抽水时观测出水量与动水位，具体可以每隔几分钟进行观测，当结束抽水试验时，要及时观测水的恢复水位，恢复水位观测间隔时间不能太长。至于气温、水温等观测可以每隔2个小时观测一下，进行水温观测过程中，温度计需要先浸入到水中一段时间，一般不要低于10分钟。

3.5 分析数据、计算参数及编写试验报告。分析试验数据就是绘制各种水文地质图表，进而验证试验数据是否准确。常见的水文地质图表有：流量、水位和时间的变化曲线图；试验场地的平面图；抽水孔结构图；水位恢复图。勘察岩土工程需要水文地质参数有影响半径和渗透系数，选择参数计算公式前，一定要全面考虑公式适用条件。最后，根据抽水试验的目的、要求、方法及结论等编制试验报告，再将报告列入岩土工程的勘察报告里。

4 进行抽水试验的注意事项

抽水试验也需要时间，所以会给岩土工程勘察计划带来一些影响，一定要全面分析理解工程现场水位地质条件，尽量把抽水试验的施工设计与工程勘察施工设计充分结合到一起，合理安排两项设计，进而缩短整个工程工期；抽水试验需要在单一的含水层内开展；试验时必须严格按照流程进行试验，这样才能保证获取的测试数据准确；按照工程地下水实际情况及水文地质的实际条件，选择恰当的计算公式。

5 结束语

抽水试验通常需要较长时间，不仅会给工程带来人力、物力方面的资金投入，而且会延缓工程进度，所以，要加大对抽水试验的研究力度，不断提升试验效率和速率，使其更好的服务于岩土工程勘察工作。

参考文献：

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