抽水试验在岩土工程勘察中的应用

【摘要】抽水试验是进行水文地质勘察的重要手段，对岩土工程勘测有重要意义。文章中，作者阐述了将抽水试验应用于岩土工程勘察的背景，解读了抽水试验的含义及其水文地质意义，并指出了进行抽水试验时的一些注意事项。 【关键词】抽水试验，岩土工程勘察，背景，含义，意义，注意事项

社会经济持续迅速发展，城市基础设施建设也越来越完善。由于土地资源有限，人类建筑逐渐向高空和地下进发，高层建筑拔地而起，地下设施多如牛毛。高层建筑和地下设施数量的剧增，给地质和地下水评价、管理工作带来了新的要求和挑战。

为了获得准确的水文地质参数，保证高层建筑和地下设施的安全和正常使用，在高层建筑和地下设施建设过程中，往往需要对施工场地进行专门的水文地质勘察。抽水试验是进行水文地质勘察的重要手段，对岩土工程勘测有重要意义。

文章主要分三部分对抽水试验在岩土工程勘察中的应用进行阐述，第一部分交代将抽水试验应用于岩土工程勘察的背景，第二部分说明抽水试验的含义及其水文地质意义，第三部分指出抽水试验中的一些注意事项。

一、将抽水试验应用于岩土工程勘察的背景

岩土工程于许多建筑工程而言是基础工程，建筑设计很大程度上依赖于岩土工程勘察的结果。可以说，岩土工程勘察工作的质量关系到建筑工程的安全、质量、和工期。因此，在进行建筑施工之前，首先要进行岩土工程勘察。

随着社会的进步和发展，人们对岩土工程勘察质量的要求越来越高，但是由于勘察技术存在短板，我国岩土工程勘察的质量不尽如人意。为了提高岩土工程勘察的质量，我们有必要将新技术引进岩土工程勘察工作中。

另外，岩土工程勘察中，查明地下水的相关情况，比如地下水的埋藏情况、补给、水位、与地表水的水力联系等，是一项重要内容。然而，由于岩土工程勘察的设计系统无法对相关信息进行全面采集和分析，岩土工程的勘察结果并不能满足建筑工程建设希望全方位掌握地质、地形等相关地理信息的要求。这种现状同样对勘察技术提出了新要求。

岩土工程勘察对先进技术的迫切需求，为抽水试验进入岩土工程勘察工作提供了契机。

二、抽水试验的含义及其水文地质意义

抽水试验，即利用抽水设备，从抽水孔中抽取一定水量，并通过与抽水孔保持一定距离的观测孔来测定各个时段地下水的变化。

抽水试验具有重要的水文地质意义[1]。进行抽水试验，有助于研究含水层的水文地质特征，评价含水层的富水性和供水能力，确定当地水源与其他水源的关系、地下水的主要补给来源和方向、地下水和地表水的水力联系、断裂构造的水力性质、和抽水的影响等。

另外，通过抽水试验获得的含水层的水文地质参数，还可帮助计算水源地的地下水允许开采量。比如，利用群孔抽水试验获得的资料建立地下水位埋深(D)与抽水量(Q)的相关方程D=7.46*10-5Q+5.317，代入最大允许地下水位埋深值，则可计算当地水源地下水的允许开采量。

三、抽水试验注意事项

抽水试验的方法有很多，比如按实验中钻孔数量的多寡可分为单孔抽水试验、多孔抽水试验和群孔干扰实验，按水位的稳定性可分为稳定流抽水试验、非稳定流抽水试验。在岩土工程勘察活动中，抽水试验多采用单孔抽水或者稳定流抽水。在进行抽水试验时，应注意以下事项：

1.准备齐全实验设备和仪器，保证设备仪器性能良好

备全设备和仪器是抽水试验成功进行的前提条件，也是采取到准确、全面的水文地质参数的重要保证。因此，在抽水试验开始前，必须保证设备和仪器齐全、性能良好。

抽水试验应用到的设备和仪器包含抽水设备、流量计、水位计、温度计等[2]。其中，抽水设备又包括抽筒、水泵、空压机等；流量计含矩形堰、梯形堰、三角堰、孔板流量计、流量箱、量筒等，可根据实际情况选用；水位计常用的有浮子式自动水位仪、电测水位计、测钟；温度计则有带温度表的测钟、水温仪、温度表等。

2.合理布置抽水孔和观测孔

抽水孔的布置是否合理，关系到抽水试验的目的、任务能否达成。不同的目

的和任务，有不同的抽水孔布置原则。比如，以获取水文地质参数为目的的抽水孔要远离含水层的隔水、透水边界，应布置在含水层的贮水和导水性质、补给条件、岩性条件等具有代表性的地方。

观测孔是观测、获取抽水试验数据的关键之一[3]。由于观测孔中的水位具有不受抽水孔水跃值及抽水孔附近三维流的影响、水位波动小等优势，通过观测孔获得的数据往往具有较高的精度，但数据的精度取决于观测孔的布置。岩土工程勘察中抽水试验的观测孔的布置一般在与地下水流向相垂直的方向上，观测孔与抽水孔的距离据含水层厚度、影响半径和降深来定，一般情况下是含水层厚度的1-2倍。

3.试验前先洗井

抽水试验需在洗井之后进行。洗井，简单地说就是清洗抽水孔和观测孔，将孔内的沉渣杂物清理干净，使地下水清并稳定出水。实验前进行洗井作业，同样是为了保证所获取的数据真实、可信。

4.正式抽水前先试抽

抽水试验正式开始前必须先进行多次试抽[4]。试抽是为了检验设备仪器、抽水孔、观测孔的状态，只有当设备仪器、抽水孔、观测孔处于最佳状态时，才能进行正式抽水试验，即当前后两次试抽单位涌水量的差距低于10%时，可进行正式抽水。

5.抽水试验过程要避免干扰

为了保证试验数据的准确性，抽水试验应避做好防干扰准备。比如，做好地面排水工作，不让抽出的水影响试验结果；抽水试验全程在单一含水层进行，同时，要采取有效措施排除其他含水层的干扰。

6.把握好抽水试验的稳定延续时间、稳定标准和抽水降深

抽水试验的稳定延续时间是指，在某一降深中，相应流量和动水位表现稳定的延续时间。在岩土工程勘察中，抽水试验的稳定延续时间一般在8h-24h之间。

抽水试验的稳定标准，即抽水过程中，当涌水量和时间的关系曲线、动水位和时间的关系曲线，不存在逐渐上升或者下降的趋势时，可视为达到稳定标准。具体来说，抽水孔水位的波动值不能高于水位降低值的1%，观察孔的水位波动值不能超过3厘米，涌水量的波动值不能超过正常流量的5%。

正规的抽水试验应有三次降深，三次降深的程度可由小变大，也可由大变小，但三次降深的间距需大体一致，如第一次降深为最大降深时，第二次降深可取第一的2/3，第三次则取第一次的1/3。

四、结束语

岩土工程勘察是建筑工程的前期准备，建筑工程方案的设计、选择和施工都以岩土工程的勘察结果为依据[5]。因此，岩土工程勘察工作必须力求准确，必须能够为建筑工程提供一切必要的地理信息。

查明地下水的情况是岩土工程勘察工作中的一项重要内容，将抽水试验引进勘察工作中，能够为建筑工程提供诸多重要信息。抽水试验是一项技术性极强的工作，在进行抽水试验时，一定要遵循一定的操作流程和原则，一定要注意某些操作事项，比如要保证抽水试验中所需设备和仪器齐全且性能良好等。

目前，对抽水试验应用于岩土工程勘察工作进行理论研究的文章比较少，希望笔者的这篇文章能为日后的理论研究提供参考。

【参考文献】

[1]李建生.工程勘察中水文地质问题分析研究[J].中国新技术新产品,2010,20(3):94.

[2]李爱平,张国飞,姜慧琴等.浅谈岩土工程勘察中抽水试验中的几个问题[J].地下水，2012,34(5):46.

[3]王素萍,叶维,孙春圃.浅谈提高岩土工程勘测的方法[J].科技信息,2012,32(2):345.

[4]刘永涛.浅谈我国岩土工程勘测弊端和改善措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012,24(7):138.

[5]贾少华.岩土工程勘察中存在的问题与对策[J].中国水运,2011,11(12):210-211.