摘要：空隙少而小的致密岩（土）层是相对的不（弱）透水岩（土）层，称为隔（弱透）水层，一般情况下按隔水层考虑的粘土层及粉质粘土层，由于其内部存在微结构决定的特殊地下水，在工程中需作降水处理。本文以无锡地铁2号线九里河站-无锡东站区间基坑降水为例，针对粉土、粘土层及粉质粘土层等弱含水层，从渗透系数（K）的确定、降水施工方案设计、成井施工工艺、机具选择及降水运行管理4个方面阐述弱含水层基坑降水。
1、工程概况
无锡地铁二号线九里河站及九里河站～无锡东站区间，位于无锡市安镇。车站和区间都采取大放坡开挖，总长度579.86m，开挖深度车站14m左右，区间在14m～11.6m，基坑宽度23.5m，坡顶宽度82.5m左右。
2、工程地质条件
工程沿线地势平坦，水系发达，地面标高一般在4.50～5.2m之间。按其成因类型、岩性及其工程特性，结合区域地质资料，主要含水层为：
3粉质粘土夹粉土层：冲湖积相沉积物，灰黄～青灰色，软塑为主，薄层层理发育，薄层粉质粘土与粉土互层。
2层粉土层：冲湖积相沉积物，灰色，少～中密湿，夹薄层粉质粘土，局部呈互层状分布，摇振反应中等。
3降水重点和难点
根据地层及水文地质特征，本降水工程有如下特征：
1、含水层为弱含水层：3层粉质粘土夹粉土及2层粉土含水层均为弱含水层，渗透性差，所以要求成井质量必须很好，不然将抽不出水且容易涌砂。
2、粉质粘土一般夹薄层粉土，由于其内部存在微结构决定的特殊地下水，其渗水将对边坡的稳定造成影响，必须把其水位降到安全水位以下。薄层粉土降水必须采取全孔滤管及全孔滤料。
4、渗透系数（K）的确定
渗透系数K值是含水层固有的特性，无论是稳定流理论还是非稳定流理论，在一定厚度弱含水层中的单井出水量主要取决于含水层渗透系数(K)，其它因素影响较小。渗透系数的测定方法有：现场抽水实验与实验室测定两种。对于重大工程，宜采用现场抽水试验，以取得较为准确的渗透系数值。其方法是在现场设置抽水井，并距离抽水孔为1X与2X处设两个观测井（X为距离，三者在同一直线上），在抽水过程中，记录水位降深及水量直到稳定一定时间。
由于弱含水层补给速度慢、抽水时就会形成断流，成为间歇式抽水，不利于抽水相关参数的采集。针对此情况，可以在试验过程中将水泵接反转或在水泵出水口添置一个三通，让另外2股水流回抽水井中，从而可以保证抽水试验不间断进行。由此获得的数据可以计算出准确的渗透系数（K）。
5、降水施工方案设计
弱含水层的降水设计计算与富水层不同，弱含水层渗透系数远小于富水层，在其他条件相同的情况下，其影响半径也远小于富水层。本基坑主要含水层为3粉质粘土夹粉土、2层粉土层。均为弱含水层，且2层粉土具有微承压性，故在降水设计时需要考虑单独布置降压井。
通过渗透系数对水量的计算，仅仅作为参考，本次降水主要是降低含水层以及非含水层中的粉土夹层中的水量和水头，且弱含水层在降水过程中出现井内动水位与基坑底面静水位相差较大的现象（在抽水试验中发现，主井抽水时水位降深20m，46m处的观测井水位仅下降0.18m，水位基本不动）。根据抽水试验中出现影响影响半径较小情况，降水井间距不易太大，同时通过地下水流数学模型模拟计算，布置22口井同时抽水基坑中间点水位仅下降1.5m，所以建议取消单独布置降压井，使用混合井较为安全，同时使用混合井费用也比布置降压井低得多。
6、成井工艺及施工机具选择
为保证成井质量，针对该地层，选用了以下二种施工工艺：
（1）正循环成井工艺，泥浆护壁，钻机选用80-ZJ130型高效轻型水井钻机、SR100旋挖钻机。
（2）反循环成井工艺，泥浆护壁，钻机选用GF200型车载反循环钻。
通过试验可以看出，采用正循环工艺的QJ-130水井钻机成井单井出水量平均值为1.48m3/h，而采用反循环工艺的GF200型钻机单井出水量平均值为1.221.48m3/h。相比之下，针对粉土、粉质量粘土夹粉土等弱含水层来讲，采用正循环工艺普通水井钻机施工能取得较好的成井质量。
7、降水运行管理
由于弱含水层补给速度慢、抽水时就会形成断流，成为间歇式抽水。在此情况下，水泵容易空转，需要工人及时关闭水泵，而水位恢复后又需要工人及时抽水，井数量少，一定数量的工人可以完全保证降水运行。若井数量大的话，将增加大量劳动力，特别是夜间更是无法保证正常降水运行。鉴于此情况，在水泵上增加一个外挂的自动控制系统，可以保证水泵在水位达到起抽线时自动抽水，水位在停抽线时自动切断水泵电源，既提高水泵使用寿命，也节省了施工成本。
8、结论
1、采用抽水试验方法求取渗透系数时，因弱含水层渗透性差，抽水容易形成断流而影响试验数据的采集，可以根据现场情况采用水泵电线反接或在水泵出水口处添置一个三通，以确保水流量稳定。
2、此类地层中若存在微承压水，可以不考虑单独布置降压井，直接采用混合井较为安全，同时施工成本费用较少。
3、针对粉土、粉质粘土等弱含水层，采用正循环施工工艺施工，能取得较好的成井质量及出水量。
4、弱含水层补给速度慢、抽水时就会形成断流，可以采用水泵自动控制系统，提高水泵使用寿命。
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