轩 向 阳
(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,上海 200031)
上海轨道交通14号线第Ⅰ承压水水位观测研究
轩 向 阳
(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,上海 200031)
分析了上海轨道交通14号线详勘阶段中第Ⅰ承压层水位埋深的观测数据,并与沿线地区的长期观测数据进行了对比,指出本次观测的第Ⅰ承压含水层水位埋深基本保持着往年的变化规律,仅在局部略有不同,为14号线深基坑降水提供了真实可靠的数据依据。
轨道交通,承压水,水位,观测数据
在上海市大规模的地下空间开发与建设中,超深、超大型基坑不断涌现,涉及承压含水层地下水控制的问题也日益增多。研究以及工程实践经验表明[1-3],承压水对地下工程施工安全性具有重要影响,且承压水位变化对相邻环境的安全性亦具有重要的影响,属地下空间开发与建设中的重大危险源之一。
在深大基坑的开挖深度确定时,承压水水位的高低决定了承压水突涌风险的大小。而且在深基坑施工中准确把握承压水的高度可以设计更为经济合理的基坑降水方案,降低工程造价。本文通过14号线详勘过程中对沿线第Ⅰ承压含水层水位的观测,初步掌握当前阶段沿线第Ⅰ承压含水层水位的变化,并将该观测数据与往年的进行对比。
上海市轨道交通14号线沿线经过嘉定区、普陀区、静安区、黄浦区、浦东新区五个行政区,正线全长约38.514 km,沿线地基土的分布情况见表1。
本工程沿线地下水主要为第四系松散岩类孔隙水,按照地质时代、成因类型及水理特征,可分为潜水含水层、微承压含水层和承压含水层。其中承压含水层包括晚更系世第Ⅰ承压含水层、上更新统第Ⅱ承压含水层,中更新统第Ⅲ承压含水层及下更新统第Ⅳ,Ⅴ承压含水层。对本工程有影响的承压水主要是第Ⅰ承压含水层,本工程沿线普遍分布,仅在真新新村站以西区域厚度相对较薄。根据上海地区的区域资料,第Ⅰ承压水埋深一般在3 m~11 m,均低于潜水水位,并呈周期性变化。
上海市轨道交通14号线自西向东跨越上海地质灾害评估分区图(上海市地质调查研究院)中的四个分区,分别是南翔江桥分区(JD2)、中心城区西分区单元(Z2)、中心城区中央分区单元(Z0)、中心城区东北分区单元(Z4)。第Ⅰ承压含水层水位标高历年变化曲线如图1~图4所示。
从图1中可知2010 年以来水位标高为-2.1 m~-1.1 m,呈现逐年上升趋势,其中 2010 年高水位约-2.1 m,2011 年高水位约-1.8 m,2012 年高水位约-1.3 m,2013年高水位约-1.2 m,2014年高水位约-1.1 m。
表1 沿线地基土的分布情况
从图2中可知2000年以来监测结果反映,第Ⅰ承压含水层地下水位呈现相对稳定—下降—缓慢回升过程。2000年—2006年,地下水位基本稳定在-2 m~-3 m,年内最大波动幅度总体较小,2006年—2009年间,高水位从-2.5 m下降至-5.5 m左右,期间水位波动幅度较大,在3 m左右,2010年至今,高水位上升至-2.5 m左右。
从图3中可知2000年—2013年地下水位总体呈现缓慢上升态势,高水位从约-2.5 m逐渐上升至-0.3 m。该区域第Ⅰ承压含水层地下水位处于0 m~-4 m,北部虹口区、杨浦区地下水位相对高,总体在0 m~-2 m,中南部大部分地区在-2 m~-4 m。
从图4可知第Ⅰ承压含水层地下水位变化幅度相对较小,2005年以来水位逐年小幅抬升,该地区高水位一般在1 m~-2 m之间。
14号线详勘中在个别工点布设了第Ⅰ承压含水层水位观测井,汇总的数据见表2~表5。
表2 14号线详勘第Ⅰ承压含水层水位观测数据(JD2) m
由表2可知,封浜站—真新新村站第Ⅰ承压含水层水位标高呈现下降—上升—再下降—再上升的趋势,并没有明显的规律,与2013年的观测数据的趋势大致相同。而且高水位为-0.28 m(异常数据0.03排除),高于2014年的-1.1 m,2013年的-1.2 m,整体呈现逐年上升趋势,与上文分析一致。
表3 14号线详勘第Ⅰ承压含水层水位观测数据(Z2) m
由表3可知,真新新村站—东新路站第Ⅰ承压含水层水位标高除了局部略有异常外,整体呈现出逐渐减小的规律,与2012年的观测数据的趋势几乎相同。
表4 14号线详勘第Ⅰ承压含水层水位观测数据(Z0) m
由表4可知,东新路站—歇浦路站第Ⅰ承压含水层水位标高整体呈现出先减小后增大的规律,与2012年的观测数据的趋势完全相同,说明2012年—2015年期间,该区第Ⅰ承压含水层水位标高的变化规律没有明显的改变。
表5 14号线详勘第Ⅰ承压含水层水位观测数据(Z4) m
由表5可知,歇浦路站—桂桥路站第Ⅰ承压含水层水位标高整体呈现出减小—增大—减小的规律,与2012年的观测数据的趋势大体一致,但是龙居路站—蓝天路站的水位均大于0.00 m,与图上标注的水位标高差别较大。分析其原因如下:近年浦东地区工程项目较为繁多,该地区的覆土面积和深度均有所增大,导致承压含水层的上部荷载增加,最终导致第Ⅰ承压含水层水位标高变大。
通过对14号线详勘阶段第Ⅰ承压含水层水位的观测数据进行分析以及与历年该区域的含水层水位对比分析,可得出如下结论:
1)通过本次实测数据与历年观测数据综合分析可知,尽管第Ⅰ承压含水层水位标高的实测数据与参考资料有一定的偏差,但是考虑到参考点与实测点的距离、水位标高本身随时间变化的规律等因素,可得实测值与参考值基本符合;2)详勘阶段对于承压水观测的时间不长,并且观测涉及的工点单位和班组过多,人为因素所造成的观测误差是无法避免的,因此详勘阶段的承压水观测数据仅供设计单位参考使用;3)承压水观测的影响因素是非常多的,因此设计使用承压水位进行基坑突涌或稳定性验算的时候,建议选取平均值。
[1] 刘 军,潘延平.轨道交通工程承压水风险控制指南[M].上海:同济大学出版社,2008.
[2] 姚天强.承压水降水及土体变形环境控制[R].2006.
[3] 缪俊发,许丽萍.工程降水(承压水)及其对环境的影响[R].2008.
Abstract: The thesis analyzes the 1st confined water layer groundwater depth observation data of Shanghai rail transit line No.14 at specific investigation phase, and compares it with long-term observation data along the railway line, and points out that: the 1st confined water layer groundwater depth basically keeps original alteration law with local differences, which has provided real possible data for line No.14 deep foundation precipitation.
Key words: rail transit, confined water, water level, observation data
Study on the 1st confined water level observation of Shanghai rail transit line No.14
Xuan Xiangyang
(ShanghaiGeotechnicalEngineeringSurvey&DesignAcademyCo.,Ltd,Shanghai200031,China)
2016-03-11
轩向阳(1988- ),男,助理工程师
1009-6825(2016)15-0153-03
U213.2
A