钻孔井点抽水试验在拟建深茂铁路恩平站供水水文地质勘察中的应用分析

杨志明

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518172）

钻孔井点抽水试验在拟建深茂铁路恩平站供水水文地质勘察中的应用分析

杨志明*

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518172）

拟建深茂铁路恩平站，计划使用地下水作为车站清洁及冷却用水，因此进行供水水文地质勘察，确定地下水源，本勘察利用钻孔井点抽水试验，确定满足要求的单井稳定出水量，完成供水水文地质勘察任务。

深茂铁路恩平站；供水水文地质勘察；钻孔井点抽水试验

1 概述

拟建深茂（深圳到茂名）铁路恩平站，位于广东省恩平市东成镇，车站中心里程为DK210+300，车站设到发线3条，设基本站台1座，中间站台1座，车站近期到发客运量为75万人/年，远期为109万人/年，最高聚集人数800人。因车站拟使用地下水作为清洁及冷却用水，供水要求为120t/d，故需对车站场地进行供水水文地质勘察，寻找并确定满足要求的地下水源。

2 场地水文、工程地质条件

2.1 地形地貌

拟建场地为丘陵地貌，地面高程介于21.70～38.70m，丘坡自然坡度介于10°～15°，植被发育，谷地多辟为农田及鱼塘。

2.2 地层岩性分布

根据勘探揭示，场地的地层按其成因分类主要有第四系人工填土层、第四系冲洪积土层、第四系全新统坡残积层，以及侏罗系基岩地层。

（1）第四系人土填土层：素填土，褐黄色、褐灰色，稍湿，松散，由粘土及砂、碎石等组成，顶部常见植物根系。平均厚度为1.10m。由人工种植、挖填鱼塘、修筑道路等活动形成，场地局部地段地表有分布。

（2）第四系冲洪积层：

①淤泥质粘土，灰黑色，软塑，主要成分为粘粒，含少量有机质，稍具臭味，分布于谷地池塘、沟渠等底部，平均层厚0.80m。

②粉质粘土，浅灰、褐黄、褐红、灰黄等色，可塑—硬塑，主要成分为粘粒，粘性一般，局部夹砂、砾石等杂物，分布于谷地，平均层厚5.80m。

（3）第四系全新统坡残积层：粉质粘土，黄褐色，硬塑，土质不均，含少量碎石，切面粗糙。分布于丘坡表层或谷地覆盖层的底部，由下伏侏罗系基岩风化残积而成，平均层厚3.80m。

（4）侏罗系基岩：

①全风化泥质粉砂岩，褐红色，原岩风化剧烈，其结构、构造已全部破坏，岩芯呈土状，手捏易碎。平均层厚18.20m。

②强风化泥质粉砂岩，褐红色，风化裂隙发育，岩芯呈柱状及块状，岩质软，锤击声闷，易碎。平均层厚20.50m。

泥质粉砂岩含泥质均一性差，造成岩石软硬不均，导致岩石受风化程度不均，常使岩石不同的风化层交替呈现。

2.3 地质构造

根据区域地质资料，推测车站场地有一小型断裂通过，其性质、规模不明。

2.4 场地水文地质条件

（1）地表水。拟建场地为丘陵地带，分布有小型池塘及灌溉沟渠，水位及水量受季节性降雨及人工灌、排干涉等因素影响较大。

（2）地下水。场地地下水由第四系孔隙水、基岩裂隙水以及构造裂隙水组成，孔隙水赋存于第四系覆盖层中，水量贫乏。基岩裂隙水及构造裂隙水存贮于基岩中，水量受裂隙的发育程度及其连通性影响而变化较大。场地地下水接受大气降水以及池塘、沟渠地表水体入渗补给，地下水位在谷地埋藏较浅，在丘坡埋藏较深，勘察期间测得地下水埋深介于0.60～15.50m间（标高介于15.88～35.08m间）。

3 供水水文地质勘察工作——钻孔井点抽水试验的应用

本次供水水文地质勘察，目的为寻找并确定满足水量要求的地下水源，因受场地、上工期、经济效益等条件限制，本次供水水文质勘察未做大规模的水文地质调查工作，而以钻孔井点抽水试验为主，通过抽水试验确定符合要求的供水源地。

场地第四系覆盖层中未见砂土层、碎石土层等富水地层分布，本次钻孔井点抽水试验目标地层为基岩全—强风化层及断裂破碎带，共布置了第一、第二2个钻孔井点抽水试验工作。

3.1 第一钻孔井点抽水试验工作

第一钻孔井点位于场地内一谷地底部。

（1）第一钻孔地层分布及其水文地质特征：

①0.00～6.30m为冲洪积粉质粘土层，微透水，富水性差。

②6.30～14.20m为残积粉质粘土层，弱透水，富水性差。

③14.20～21.00m、28.30～36.70m、50.60～64.00m等深度为全风化泥质粉砂岩，土状，局部夹强风化岩块，弱透水，富水性差。

④21.00～28.30m、36.70～50.60m、64.00～76.90m（终孔）等深度为强风化泥质粉砂岩，岩质软，裂隙发育，多呈闭合状，由粘土矿物充填，少量张开状，岩芯完整，透水性弱—中等，富水性差—一般。

（2）第一钻孔井点孔内结构设置。钻孔内径146mm，孔内0.00～22.00m为内径127mm套管，22.00～62.80m为内径127mm滤管，62.80～67.50m为内径127mm沉淀套管，抽水泵位于孔内45.00m。

（3）第一钻孔井点抽水试验成果。第一钻孔井点稳定地下水位埋深为4.50m，抽水试验孔段为22.00～62.80m，进行最大、中间、最小3次降深抽水，各次试验参数及其成果如下：

①最大降深 S1=38.60m，稳定出水量 Q1= 102.77m3/d，单位降深出水量q1=0.11m3/h·m，属非淹没过滤器井壁进水，用公式k=及 R=10S进行计算得：渗透系数k1=0.055m/d，影响半径R1=91m；

②中间降深S2=27.50m，稳定出水量Q2=94.12m3/d，单位降深出水量q2=0.14m3/h·m，属非淹没过滤器井壁进水，用公式k=及R=10S进行计算得：渗透系数k2=0.069m/d，影响半径R2=72m；

③最小降深S3=8.20m，稳定出水量Q3=37.39m3/d，单位降深出水量q3=0.19m3/h·m，属淹没过滤器井壁进水，用公式k=及R=10S进行计算得：渗透系数k3=0.093m/d，影响半径R3=34m。

三次降深抽水试验成果“涌水量—水位降深(Q-S)曲线图”及“单位涌水量—水位降深(q-S)曲线图”见图1中曲线Ⅰ。

根据上述试验结果，第一钻孔井点出水量为65.15～102.77m3/d（相当于65.15～102.77t/d），小于120t/d，未能满足车站供水要求。

3.2 第二钻孔井点抽水试验工作

第二钻孔井点位于场地推测的断裂通过地段。

（1）第二钻孔井点地层分布及其水文地质特征：

①0.00～5.50m为冲洪积粉质粘土层，微透水，富水性差。

②5.50～8.50m为残积粉质粘土层，弱透水，富水性差。

③8.50～14.40m、39.40～44.00m、53.00～66.50m等深度为全风化泥质粉砂岩，土状，弱透水，富水性差。

④14.40～39.40m、66.50～76.73m（终孔）等深度为强风化泥质粉砂岩，岩质软，裂隙发育，岩芯呈柱状及块状，透水性弱—中等，富水性差—一般。

⑤44.00～53.00m揭露断裂破碎带，裂隙极发育，岩芯破碎，石英脉，石英团块大量发育，岩芯见较多的水蚀坑穴，透水性及富水性中等。

（2）第二钻孔井点孔内结构设置。钻孔内径146mm，孔内0.00～35.00m为内径127mm套管，35.00～59.50m为内径127mm滤管，59.50～64.50m为内径127mm沉淀套管，抽水泵位于孔内42.50m。

第二钻孔井稳定地下水位埋深为4.10m，抽水试验孔段为35.00～59.50m，进行最大、中间、最小3次降深抽水，各次试验参数及成果如下：

①最大降深 S1=22.70m，稳定出水量 Q1= 222.15m3/d，单位降深出水量q1=0.41m3/h·m，属淹没过滤器井壁进水，用公式k=及R=10S进行计算得：渗透系数k1=0.265m/d，影响半径R1=113m；

②中间降深 S2=13.20m，稳定出水量 Q2= 178.66m3/d，单位降深出水量q2=0.56m3/h·m，属淹没过滤器井壁进水，用公式k=及 R=10S进行计算得：渗透系数k2=0.357m/d，影响半径R2=82m；

③最小降深S3=7.30m，稳定出水量Q3=137.91m3/d，单位降深出水量q3=0.79m3/h·m，属淹没过滤器井壁进水，用公式k=及R=10S进行计算得：渗透系数k3=0.577m/天，影响半径R3=55m。

三次降深抽水试验成果“涌水量—水位降深(Q-S)曲线图”及“单位涌水量—水位降深(q-S)曲线图”见图1中曲线Ⅱ。

图1 钻孔井点抽水试验成果图

根据试验结果，第二钻孔井点出水量为130.30～205.54m3/d（相当于130.30～205.54t/d），大于120t/d，满足车站供水要求，可作为车站供水地下水源地。

4 钻孔井点抽水试验成果分析

如图1所示，第一钻孔井点抽水试验成果曲线Ⅰ代表含水层分布范围较小，含水层的渗透性和地下水补给条件较差，出水量较小；第二钻孔井点抽水试验成果曲线Ⅱ代表含水层的渗透性、补给条件好，出水量大，且水量满足设计要求，因此选择第二钻孔井点地段作为车站地下水供水源地是适宜的。

5 结束语

建设工程项目因生产、经营需要进行供水，并进行供水水文质勘察以寻找地下水源地时，因场地范围、勘探工期、以及经济效益条件等限制，不一定能进行长期、大规模的水文地质调查工作，因此布设适当的水文地质勘探钻孔，揭示含水地层，并进行钻孔井点抽水试验，确定单井的稳定出水量，以满足项目用水要求，抽水试验的钻孔井点也可直接作为以后的生产用井，因此，钻孔井点抽水试验不失为一种简单易行，经济高效的供水水文地质勘勘察方法。

[1]工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出版社.

[2]铁路工程地质手册[M].中国铁道出版社，1999.

[3]TB10049-2004 J339-2004铁路工程水文地质勘察规程[S].

[4]GB50027-2001供水水文地质勘察规范[S].

[5] 吴吉春，薛禹群.地下水动力学[M].南京大学.

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1004-5716(2015)02-0108-03

2014-12-17

杨志明（1973-），男（汉族），广东深圳人，工程师，现从事水工环地质技术工作。