季鄭杰

摘 要 本文從降水的全過程進(jìn)行分析和計(jì)算，驗(yàn)證了降水方案的可行性，對同類型的降水方案和水文試驗(yàn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和建議。

關(guān)鍵詞 地下水;抽水試驗(yàn);降水;滲透系數(shù)

1工程概況

本項(xiàng)目為蚌埠一化工廠的廢棄用地，該區(qū)域經(jīng)過勘察，土壤場地內(nèi)主要污染物為硝基氯苯，必須進(jìn)行土壤修復(fù)，設(shè)計(jì)采用熱脫附技術(shù)，對于地下水豐富且土壤滲透性較好的場地，地下水會持續(xù)帶走熱量，從而降低熱脫附效果，所以應(yīng)進(jìn)行降水，把地下水對修復(fù)過程中的影響降到最小。場地土壤修復(fù)深度最深為12m，設(shè)計(jì)加熱深度12.5米，降水深度應(yīng)大于12.5m。該項(xiàng)目污染場地土層分布如下：①雜填土②粉土③粉質(zhì)黏土④粉土⑤粉土⑥淤泥質(zhì)黏土⑦粉砂。場地主要含水層主要分布與④粉土、⑤層粉土及⑦層粉砂中，屬承壓水，以地下水的水平向流動(dòng)補(bǔ)給為主[1]。

2查明水文參數(shù)

為了查清承壓水含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，我方首先對場地進(jìn)行了抽水、恢復(fù)水試驗(yàn)試驗(yàn)，現(xiàn)場布置了抽水井8口，現(xiàn)場共完成3個(gè)臺班單井試抽工作和2個(gè)臺班恢復(fù)水試驗(yàn)。

通過匯總實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滿足降深的情況下，降水期間同時(shí)運(yùn)行8口井總出水量在249.6m3/d～1193.1m3/d。

對本次抽水試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選后，這里利用公式法和配線法進(jìn)行計(jì)算，兩種方法互相驗(yàn)證。

2.1 第一落程（最大能力降深）

抽水參數(shù)：H=16.584m，s=2.702m，s1=0.69m，s2=0.59m，Q=422.14 m3/d。

（1）公式法

主孔單孔計(jì)算結(jié)果：K=11.964m/d;

帶5m觀測孔計(jì)算結(jié)果：K=9.481m/d;

帶10m觀測孔計(jì)算結(jié)果：K=10.478m/d;

兩觀測孔計(jì)算結(jié)果：K=29.211m/d;

其中兩觀測孔計(jì)算結(jié)果偏離較大，為不準(zhǔn)確值，平均K=10.641m/d。

（2）利用Boulton配線法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果：

1）K=6.782m/d，s=0.171;

2）K=8.064m/d，s=0.177;

3）K=5.717m/d，s=0.181。

平均K=6.854m/d，s=0.176。

第一落程兩種計(jì)算結(jié)果K分別為10.641m/d，6.854m/d，平均8.748m/d;給水度平均為0.176。根據(jù)同樣的計(jì)算方法可得第二落程和第三落程的計(jì)算結(jié)果如下：

2.2 第二落程

兩種計(jì)算結(jié)果K分別為11.131m/d，11.693m/d，平均11.412m/d;給水度平均為0.166。

2.3 第三落程

兩種計(jì)算結(jié)果K分別為8.603m/d，6.123m/d，平均7.366m/d;給水度平均為0.171。

本次按保守計(jì)算滲透系數(shù)，將三個(gè)落程取平均值，平均K=9.175m/d，s=0.171。該值屬于細(xì)砂的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)前期鉆孔取芯資料，該數(shù)據(jù)與實(shí)際地層巖性相符[2]。

3降水設(shè)計(jì)

3.1 無止水帷幕最大涌水量

根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（2012年）》中群井按大井簡化的均質(zhì)含水層潛水非完整井的基坑降水總涌水量公式計(jì)算：

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，試驗(yàn)區(qū)在沒有止水帷幕情況下，井徑273mm，水位降至13m以下，滲透系數(shù)取平均值9.175m/d，計(jì)算的最大涌水量為2976.3m3/d。

3.2 有止水帷幕最大涌水量

（1）參考抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)理論計(jì)算值，無止水帷幕情況下，井徑273mm，水位降至13m以下，K取9.175m/d，試驗(yàn)區(qū)域計(jì)算的最大涌水量為2976.3m3/d，參考《基坑深井降水涌水量計(jì)算公式探討》，取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)n*=0.4，Qmax=1190.5m3/d。

（2）根據(jù)試驗(yàn)區(qū)域降水井試抽實(shí)際數(shù)據(jù)顯示，穩(wěn)定運(yùn)行后單井涌水量范圍31.2m3/d～149.1 m3/d，最大涌水量范圍249.6m3/d～1193.1 m3/d。

綜上，試驗(yàn)區(qū)域在運(yùn)行期間最大涌水量1190.5m3/d（取計(jì)算值）。

3.3 降水井設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)通過計(jì)算單井最大出水能力和降水井?dāng)?shù)量計(jì)算公式進(jìn)行降水建議。

管井的單井出水能力和降水井的設(shè)計(jì)單井流量可分別按下式計(jì)算：

根據(jù)計(jì)算，無止水帷幕情況下，本次最大涌水量為2976.3m3/d，本次單井最大出水能力為2153m3/d，考慮到大方量抽水對降水井的成井結(jié)構(gòu)以及場地環(huán)境地質(zhì)問題影響，在中心和四周共布置8口井可以將試驗(yàn)區(qū)地下水降至13m[3]。

4抽水試驗(yàn)

根據(jù)以上土層的水文參數(shù)最終在場地內(nèi)布置了12口降水井，并且在整個(gè)污染地塊周邊設(shè)計(jì)了止水帷幕，止水帷幕采用850@900的三軸攪拌樁施工，采用套接一孔法，樁長23m。通過計(jì)算整個(gè)場地預(yù)估抽水量約18萬方，若總施工工期360天，則抽降水施工最大穩(wěn)定抽水量為每天1000方。為了驗(yàn)證降水方案的可行性，確定降水水位能否達(dá)到需求的12.5～13米，在止水帷幕施工完成后，降水方案運(yùn)行前首先進(jìn)行了抽水試驗(yàn)。

抽水運(yùn)行試驗(yàn)分兩部分，前期根據(jù)降水效果調(diào)整井?dāng)?shù)量和水泵功率，進(jìn)行了三批次的抽水試驗(yàn)。通過三次試驗(yàn)結(jié)果和對場地整體抽水的考量，進(jìn)行第二階段的抽水試驗(yàn)[4]。最終運(yùn)行結(jié)果如下：

試驗(yàn)開始四天后水位情況見下表：

5結(jié)束語

由試驗(yàn)結(jié)果可見將原位區(qū)域整體水位壓至13m，抽水井水位需位于22m左右，由于河堤腳120m線范圍內(nèi)為水利局管控范圍，依據(jù)場地地勘報(bào)告，該區(qū)域不允許建14米以上的井，且建井?dāng)?shù)量和分布有嚴(yán)格的限制要求。這一區(qū)域降水無法實(shí)現(xiàn)降深到12米以下，若仍要進(jìn)行修復(fù)，需耗費(fèi)大量資源、能源，增加工期，且難以保障修復(fù)效果達(dá)標(biāo)。

根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果，在原止水帷幕設(shè)計(jì)的條件下，降水無法實(shí)現(xiàn)滿足場地內(nèi)原位熱脫附修復(fù)的要求。分析可能是由于止水帷幕施工質(zhì)量問題導(dǎo)致，止水帷幕的止水效果未達(dá)到預(yù)期要求，所以設(shè)計(jì)降水井無法使場地水位達(dá)到設(shè)計(jì)要求。建議在水量較大，對水位降深要求較高的場地，止水帷幕設(shè)計(jì)最好采用雙排或三排，從而保證止水效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：117.

[2] 巖土工程勘察規(guī)范：GB50021-2017（2017版）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[3] 港口工程地基規(guī)范：JTS147-1-2010[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[4] 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程：JGJ120-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.