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user: 3. 水文地质试验 为了获得处置场边坡、场地主要水文地质参数，进而进行稳定性计算、地下水排水设计施工等，该处置场进行了水文地质试验，包括试坑渗水试验、钻孔压水试验、注水试验、抽水试验等 [ 3 ]。水文地质试验点位置图见图1。 3.1. 试坑渗水试验 1) 试验概况 为了查明覆盖层的渗透性，本次选择了6个点进行渗水试验，渗水试验点分布见图1。试坑深30 cm，坑底面积40 cm 2 ，并保持坑中初始水层厚为10 cm。渗水试验现场见图2。 图1. 水文地质试验点位置图 图2. 渗水试验现场图 试坑渗水试验及水文地质参数计算结果见表1。 Table 1 Test pit infiltration test and calculation results of hydrogeological parameter 试坑编号 试坑渗水面积(F) 稳定流量(Q) 渗透系数(K) cm 2 cm 3 /min cm/s SS01 (ZK25附近) 3200 160 4.6 × 10 −2 SS02 (ZK26附近) 3200 320 1.7 × 10 −3 SS03 (ZK47附近) 4800 80 1.4 × 10 −2 SS04 (KZK27附近) 4800 1600 0.65 SS05 (KZK24附近) 4800 640 0.26 SS06 (KZK18附近) 4800 3200 1.1 × 10 −2 表1. 试坑渗水试验及水文地质参数计算成果表 2) 试验结果分析 从表1中可以看出，SS01、SS03、SS04、SS05、SS06处覆盖层渗透性等级为强透水，SS02处覆盖层渗透性等级为中等透水；结合前期勘察资料可知，SS01、SS02渗水试验点位于1#滑坡前缘，岩性以含碎石粉质粘土为主，结构松散，透水性中等~强 [ 3 ]；SS03位于2#滑坡后缘靠近排水渠附近的平台，岩性为含碎石粉质粘土，厚度约5 m，透水性强。SS04、SS05、SS06分别位于排水渠外围东侧边坡的中部和顶部，为原始覆盖层，岩性分别为粘土、粉质粘土，但结构松散，透水性强。 3.2. 钻孔压水试验 1) 试验概况 为了定性地了解地下不同深度岩层的相对透水性和裂隙发育相对程度 [ 4 ]，根据边坡岩层、地形变化特征，本次选取了25个(边坡18个、场地平台7个)钻孔进行压水试验。试验采用自上而下的分段压水法，最大压力0.6 MPa，试验段长度一般5~10 m左右。压水试验现场见图3。 图3. 边坡压水试验现场图 边坡钻孔压水试验结果见表2；将边坡压水试验成果进行统计所得的结果见表3。 Table 2 Test results of water pressure in slope drillin 钻孔编号 试段编号 试段起止(m) 透水率(Lu) 渗透系数(cm/s) 渗透性分级 ZK21 1 14.8~20.3 18.70 2.45 × 10 −4 中等透水 2 20.4~26.3 17.68 2.84 × 10 −4 中等透水 3 26.4~32.3 5.88 7.67 × 10 −5 弱透水 4 32.4~38.3 2.38 3.15 × 10 −5 弱透水 5 38.4~44.3 2.36 3.12 × 10 −5 弱透水 6 44.4~50.3 2.31 3.06 × 10 −5 弱透水 7 50.4~55.8 2.92 3.47 × 10 −5 弱透水 8 55.8~61.8 2.50 3.31 × 10 −5 弱透水 9 61.8~66.3 1.57 1.47 × 10 −5 弱透水 …… …… …… …… …… …… KZK4 1 17.7~24.4 5.31 8.57 × 10 −5 弱透水 2 24.4~30.4 1.42 2.13 × 10 −5 弱透水 3 30.4~39.4 11.57 1.75 × 10 −5 中等透水 4 39.4~45.4 2.56 3.84 × 10 −5 弱透水 5 45.4~51.4 8.27 1.35 × 10 −5 弱透水 …… …… …… …… …… …… ZK42 1 12.50~20.40 9.24 6.23 × 10 −5 弱透水 2 20.00~27.90 9.58 6.58 × 10 −5 弱透水 3 27.90~33.30 6.24 4.11 × 10 −5 弱透水 4 33.30~39.20 7.55 5.01 × 10 −5 弱透水 5 39.10~47.50 5.73 3.87 × 10 −5 弱透水 6 47.50~56.10 5.28 3.42 × 10 −5 弱透水 表2. 边坡钻孔压水试验成果表 注：表2中所示内容仅展示部分边坡钻孔压水试验成果。 Table 3 Test results of water pressure in slope drillin 统计项目 压水试验透水率q值(Lu) 0.1 ≤ q < 1 1 ≤ q < 10 10 ≤ q < 100 q ≥ 100 不起压 段数 7 69 19 1 9 比例(%) 6.7 65.7 18.1 0.9 8.6 表3. 边坡钻孔压水试验成果表 场地钻孔压水试验结果见表4；将场地压水试验成果进行统计所得的结果见表5。 Table 4 Test results of drilling water pressure on sit 钻孔编号 试段编号 试段起止(m) 透水率(Lu) 渗透系数(cm/s) 渗透性分级 XZZK2 1 11.87~18.2 9.8361 2.82 × 10 −5 弱透水 2 17.57~22.7 3.9563 4.33 × 10 −5 弱透水 3 22.57~30.2 1.4424 2.54 × 10 −5 弱透水 4 不起压段 − 5 34.57~42.2 8.0477 1.53 × 10 −4 弱透水 6 41.57~46.7 7.3779 7.97 × 10 −5 弱透水 7 43.37~52.7 9.2110 3.24 × 10 −4 弱透水 8 55.37~64.7 11.7798 4.87 × 10 −4 中等透水 9 64.57~69.7 1.3115 1.43 × 10 −5 弱透水 10 69.59~80.2 5.4941 1.45 × 10 −4 弱透水 …… …… …… …… …… …… XZZK5 1 不起压段 − 2 不起压段 − 3 16.0~22.1 3.6785 4.96 × 10 −5 弱透水 4 22.39~29 4.4950 6.72 × 10 −5 弱透水 XZZK5 5 29~35.1 2.1229 2.86 × 10 −5 弱透水 6 34.55~41.2 28.1253 2.55 × 10 −4 中等透水 7 41.2~47.3 17.4063 3.18 × 10 −4 中等透水 8 41.95~48.8 5.6450 7.70 × 10 −5 弱透水 9 54.8~60.9 120.6579 1.22 × 10 −3 强透水 …… …… …… …… …… …… XZZK13 1 35.8~42.4 5.7974 9.51 × 10 −5 弱透水 2 41.95~48.8 1.5529 2.41 × 10 −5 弱透水 3 不起压 − 4 54.85~61.3 3.4077 4.91 × 10 −5 弱透水 5 62.55~72 2.1472 4.88 × 10 −5 弱透水 6 71.65~80.6 2.3737 5.06 × 10 −5 弱透水 表4. 场地钻孔压水试验成果表 注：表4中所示内容仅展示部分场地钻孔压水试验成果。 Table 5 Statistics of site water pressure test results [3 统计项目 压水试验透水率q值(Lu) 0.1 ≤ q < 1 1 ≤ q < 10 10 ≤ q < 100 q ≥ 100 不起压 段数 1 41 5 1 5 比例(%) 1.9 77.4 9.4 1.9 9.4 表5. 场地压水试验成果统计表 [ 3 ] 2) 试验结果分析 a) 边坡钻孔压水试验 从表2和表3并结合前期勘察资料可以看出，勘察区地层岩性渗透性总体为弱透水，弱透水段占65.7%。由于裂隙、破碎带发育某些钻孔存在中等透水或强透水试段 [ 3 ]。压水试验揭示，勘察区地层的渗透性总体上具有随深度逐渐减弱的特征；受裂隙和破碎带发育的影响，部分试段的Lu值呈跳跃式浮动 [ 4 ]，如KZK4钻孔3试段。根据钻孔岩心资料，大部分中等透水试验段位于钻孔的上部，受风化作用明显，岩芯破碎，以饼状和短柱状为主，风化裂隙发育。在压水试验过程中，裂隙由于水的冲积，造成裂隙宽度增加，使压入水量增大，透水率随之增大 [ 4 ]。由于破碎带某些试段给压小，压入水量也很大，为强透水段。 b) 场地钻孔压水试验 从表4和表5并结合前期勘察资料可以看出，场区地层岩性渗透性总体为弱透水，弱透水段占77.4%。由于裂隙、破碎带发育某些钻孔存在中等透水或强透水试段 [ 3 ]。压水试验揭示，场区地层的渗透性总体上变化不大，局部破碎带位置，渗透性较大，渗透系数约为1.22 × 10 −3 cm/s。 c) 压水试验总体情况 基岩总体上为弱透水层，局部裂隙发育、岩心破碎段，其渗透性相对较好，呈中等~强透水。 3.3. 注水试验 1) 试验概况 为了测定松散岩土体的渗透性，本次试验采用钻孔降水头注水法对7个钻孔进行注水试验，并用Diver自动检测水头值。钻孔注水试验结果见表6。 Table 6 Test results of borehole water injectio 孔号 渗透系数(cm/s) 渗透等级 ZK40 5.51212 × 10 − 5 弱透水 KZK12 9.07443 × 10 − 5 弱透水 KZK13 8.261 × 10 − 5 弱透水 KZK18 2.06432 × 10 − 5 弱透水 ZK72 6.48908 × 10 − 4 中等水 ZK2 1.37948 × 10 − 5 弱透水 ZK4 1.91913 × 10 − 5 弱透水 表6. 钻孔注水试验成果表 2) 试验结果分析 从表6可以看出，钻孔破碎的基岩渗透性基本为弱透水，个别极破碎的渗透等级为中等透水，实验结果与钻孔压水试验结果吻合。在试验过程中通过对水头的观测，从浅到深，大部分钻孔水头下降基本成线性，为弱透水；在局部破碎段下降快，渗透性为中等透水 [ 3 ]。个别钻孔岩心整体破碎，渗透性为中等透水。 3.4. 抽水试验 1) 试验概况 为了获取场区降水井的特征曲线，计算降水井最大涌水量与单位涌水量，确定含水层的水文地质参数，本次水文地质试验进行了降水井抽水试验 [ 5 ]。降水井井深13.8 m，稳定水位埋深约3.6 m，水位高程602.4 m，井壁结构见图4。抽水试验在满足水泵抽水能力条件下，对降水井进行稳定流抽水试验，并达到三次降深要求，抽水试验观测数据曲线见图5~7。 图4. 场区降水井剖面特征图 图5. 降深0.63 m观测数据曲线 [ 3 ] 图6. 降深1.25 m观测数据曲线 [ 3 ] 图7. 降深2.96 m观测数据曲线 [ 3 ] 在对降水井完全抽水后，井壁均出现涌水，认为降水井实际并未完全揭露该含水带，可视作非完全井。因此，依据《水利水电工程钻孔抽水试验规程》(SL320-2005)，按巴布什金推荐承压水非完整井公式计算降水井抽水试验参数 [ 6 ]，其计算结果见表7。 Table 7 Results of dewatering well pumping test [3 降深次数 降深S (m) 涌水Q (m 3 /d) 含水层渗透系数K (m/d) 抽水影响半径r (m) 1 0.63 76.8 4.260 14.244 2 1.25 150 4.194 28.041 3 2.96 288 3.400 59.790 平均值 3.951 34.025 表7. 降水井抽水试验成果表 [ 3 ] 2) 试验结果分析 根据抽水试验成果可知，降水井所在含水层渗透系数在3.400~4.260 m/d之间，降水井抽水降深在2.96 m时，稳定出水量达288 m 3 /d，停止抽水后2个小时即恢复原水位，说明降水井富水性较强，为中等富水含水层 [ 3 ]。而降水井主要岩性为泥质页岩，富水性较差，据场地压水试验结果，这类泥质岩类地层的渗透系数在8.64 × 10 −4 ~8.64 × 10 −2 cm/s之间，为弱透水~微透水 [ 3 ]。 抽水试验期间，对降水井附近钻孔及监测井均进行水位观测，但水位均未明显降低，这与勘察期间大量抽取降水井情况下对监测井的水位观测数据相吻合，说明降水井与场区地下水的相关性不明显 [ 3 ]。 从上述特征，结合地质环境分析，降水井水量远大于该地区水井的水量(单井出水量一般小于1 m 3 /d，水量较大的1~5 m 3 /d)，认为降水井为一定地质构造背景下，具有稳定地下水补给的构造裂隙成因地下水 [ 3 ]。