黃留新 葛鵬 隋曉嵐 胡遠(yuǎn)

Analysis of Hydrogeological Characteristics in Yangzhong Area

HUANG Liu-xin GE Peng SUI Xiao-lan HU Yuan

摘要：揚(yáng)中地區(qū)地質(zhì)條件特殊，其地下水分布情況對(duì)于基坑開挖安全影響重大，減少地下水對(duì)揚(yáng)中地區(qū)基坑工程的不利影響，本文以揚(yáng)中地區(qū)某工程為例，并結(jié)合長(zhǎng)江水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，推測(cè)了揚(yáng)州周邊地區(qū)長(zhǎng)江水位的變化趨勢(shì)，深入了解區(qū)域內(nèi)的地下水位說分布，結(jié)合場(chǎng)地條件，對(duì)揚(yáng)中地區(qū)地下水分布特征及變化進(jìn)行討論。

Abstract： The geological conditions in the Yangzhong area are special， and the distribution of groundwater has a great impact on the safety of foundation pit excavation. The negative impact of groundwater on the foundation pit project in Yangzhong area is reduced. This paper takes a project in Yangzhong area as an example， and combines the monitoring data of the Yangtze River water level to infer Yangzhou. The changing trend of the water level in the Yangtze River in the surrounding area， in-depth understanding of the distribution of groundwater level in the region， combined with site conditions， discusses the distribution characteristics and changes of groundwater in the Yangzhong area.

關(guān)鍵詞：揚(yáng)中地區(qū);地下水分布;土層分布;長(zhǎng)江水位

Key words： Yangzhong area;groundwater distribution;soil layer distribution;water level of the Yangtze River

中圖分類號(hào)：P641? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0255-03

1? 概述

揚(yáng)中市位于江蘇南部長(zhǎng)江江心地帶，四面環(huán)水，地理位置奇特，地質(zhì)為典型的河漫灘相，在該地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，特備是基坑開挖時(shí)，由特殊地質(zhì)特征決定的承壓含水層對(duì)工程安全的影響不容小覷。因此，十分有必要進(jìn)行揚(yáng)中地區(qū)承壓含水層分布特征等方面的研究。本文首先從揚(yáng)中地區(qū)的工程地質(zhì)特征描述開始，以目前國(guó)際流行的GMS軟件為工具，以揚(yáng)中某工程為例，基于地質(zhì)勘探鉆孔數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)模型，清晰生動(dòng)的展示地下土層結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上討論揚(yáng)中地區(qū)的地下水分布變化特征。

2? 工程地質(zhì)情況

2.1 地形地貌

揚(yáng)中市位屬江蘇省鎮(zhèn)江市東北部，三面環(huán)水，為長(zhǎng)江中僅次于崇明島的第二大島，所處位置為沖洪積平原，江心洲地貌單元，地質(zhì)為典型的河漫灘相，土層為第四系全新統(tǒng)Q4沖洪積物（砂性土和少量軟弱粘性土），沉積厚度約115m，下伏第三系地層厚度小于55m;第三系地層之下為白堊系上統(tǒng)粉砂巖夾泥巖[2]。

下部各土層分布基本均勻，層厚較為穩(wěn)定，其中軟土層是在長(zhǎng)江潮汐變化和回水潮流淤積的條件下形成的，由于長(zhǎng)江潮水季節(jié)性和周期性的變化引起河漫灘沉積顆粒的變化，導(dǎo)致在豎向剖面出現(xiàn)含有多層粉砂夾層的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土[3]。

2.2 地層巖性

揚(yáng)中地區(qū)位于寧鎮(zhèn)山脈的東端，屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，下?lián)P子臺(tái)褶帶的北東段，屬低山一丘陵地帶，南部為剝蝕低山區(qū) （I）自西而東，山脈若斷若續(xù)，隱約相連，山形多呈渾圓狀，標(biāo)高多在15-30米。北部沿長(zhǎng)江為帶狀淤積平原區(qū)（ III）：系長(zhǎng)江漫灘，標(biāo)高一般為3-6米。中部為剝蝕丘陵谷地區(qū)（II）各丘頂相連成一平面，標(biāo)高約在30米左右，為長(zhǎng)江1級(jí)階地[4]。為了了解揚(yáng)中揚(yáng)中地區(qū)地下土層的特性，基于大量的地質(zhì)勘探鉆孔資料，總結(jié)了揚(yáng)中地區(qū)典型的土層分布，見表1。

3? 揚(yáng)中地區(qū)的承壓含水層分布特征

3.1 長(zhǎng)江水位特征

1951～1985年35年中，長(zhǎng)江的最高潮水位為7.44米，最低潮水位為1.13米，年最高水位平均為6.63米，年最低水位平均為1.57米。揚(yáng)中河段位于長(zhǎng)江下游，長(zhǎng)江流經(jīng)揚(yáng)中市時(shí)，被其分成大江（揚(yáng)中市以北及東側(cè)）和夾江（揚(yáng)中市以西側(cè)）兩部分。揚(yáng)中夾江段全長(zhǎng)45km，水流方向?yàn)槲鞅绷飨驏|南。100多年來其進(jìn)出口位置、河道平面擺動(dòng)及河道尺寸等變化較小，分流比一直穩(wěn)定在10%左右，是長(zhǎng)江中下游較為穩(wěn)定的支漢河道。

揚(yáng)中地區(qū)位于鎮(zhèn)江水位站下游約30km～60km的沿程距離，根據(jù)研究[5]，南京鎮(zhèn)江段的長(zhǎng)江水位比降，低潮時(shí)為萬分之0.054～0.267，高潮時(shí)為萬分之0.018～0.211。取平均值萬分之0.161（落潮），0.115（漲潮），進(jìn)行分析揚(yáng)州地區(qū)的長(zhǎng)江水位，降低0.65m（落潮），0.52m（漲潮）。

除此之外，揚(yáng)中地區(qū)地形狹長(zhǎng)，上洲新壩鎮(zhèn)與下洲西來橋鎮(zhèn)的長(zhǎng)江水位一般相差20～50厘米。夾江和大江水位亦有差距，一般要比大江水位高10～25厘米。

3.2 揚(yáng)中地區(qū)的地下水分布特征

為了開展揚(yáng)中地區(qū)承壓水分布特征的研究，采用揚(yáng)中地區(qū)基坑工程中的周邊地區(qū)地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。結(jié)合長(zhǎng)江海事局提供每日長(zhǎng)江水位公告，并結(jié)合場(chǎng)中地區(qū)基坑工程基坑開挖前地下水位，選取了上述工程中在 2013年內(nèi)的3個(gè)工程作為揚(yáng)中地區(qū)承壓水特征分析的典型案例。

統(tǒng)計(jì)這3個(gè)工程中關(guān)于地下水水位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲得的水位進(jìn)行每日平均，并與揚(yáng)中周邊長(zhǎng)江水位計(jì)算的平均值進(jìn)行比較，如圖2～圖4所示。雖然，這3個(gè)工程的地下水位變化，都是隨著時(shí)間而總體有所降低，其原因可能受到基坑降水的影響，但其初始值具有較好的參考價(jià)值。從中可以看出：

①長(zhǎng)江花城五期工程在2013/3/6～2013/6/14時(shí)期的地下水位，總體上是從3月的1.8m左右逐漸降至5月的1.0m左右，在這個(gè)階段內(nèi)，長(zhǎng)江水位總體上沒有顯著的變化。從5月開始，長(zhǎng)江水位有明顯的上升，而長(zhǎng)江花城五期處的地下水位未發(fā)生明顯變化;揚(yáng)中三茅城工程在2013/7/16～2013/9/27時(shí)期的地下水位，總體上有略微的降低，同時(shí)長(zhǎng)江水位總體上有明顯的降低;博聯(lián)明珠工程在2013/11/7～2013/12/11時(shí)期的地下水位，與長(zhǎng)江水位相似，都出現(xiàn)了略微的降低的發(fā)展趨勢(shì)。

②總體上，在2013年內(nèi)，揚(yáng)中周邊長(zhǎng)江水位發(fā)生了從低位期，到上升期、高位期、下降期，最后到年底的低位期，這個(gè)過程中，揚(yáng)中地區(qū)的地下水位總體上，3月份從1.8m左右，升高到了2.2m左右，再到11月份降低到了1.3m左右。從這樣一水位的變化規(guī)律，即是揚(yáng)中地下水位隨著長(zhǎng)江水位的變化而變化，也可以推測(cè)，揚(yáng)中地區(qū)地下水位的主要受到長(zhǎng)江水的補(bǔ)給為主。另外，揚(yáng)中地區(qū)地下水位的變動(dòng)速率遠(yuǎn)低于長(zhǎng)江水位的變化，因此長(zhǎng)江水的補(bǔ)給對(duì)揚(yáng)中地區(qū)地下水的變化還受到其他因素影響，如土體滲透系數(shù)，從而產(chǎn)生十分滯后，并消除了每個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)波動(dòng)的效應(yīng)特征，具有平穩(wěn)化的效應(yīng)。

③總體上，3月份時(shí)地下水位約1.8m，7月份時(shí)地下水位為2.2m左右，11月份時(shí)地下水位為1.3m左右。當(dāng)長(zhǎng)江水位處于低位期時(shí)，揚(yáng)中的地下水位可能高于長(zhǎng)江水位，如圖4所示。而長(zhǎng)江水位處于高位期時(shí)，揚(yáng)中的地下水位明顯低于長(zhǎng)江水位。前者相對(duì)后者的情況，在一定程度上有利于基坑開挖的坑底穩(wěn)定性。

4? 結(jié)語

本文基于對(duì)揚(yáng)中地區(qū)的工程地質(zhì)特征的探討，以及分析揚(yáng)中地區(qū)地下水位以及揚(yáng)中周邊長(zhǎng)江平均水位，研究了揚(yáng)中地區(qū)承壓含水層的分布和時(shí)域特性。主要結(jié)論如下：①揚(yáng)中地下水位隨著長(zhǎng)江水位的變化而變化，推測(cè)揚(yáng)中地區(qū)地下水位的主要受到長(zhǎng)江水的補(bǔ)給為主。而揚(yáng)中地區(qū)地下水位的變動(dòng)速率遠(yuǎn)低于長(zhǎng)江水位的變化，長(zhǎng)江水的補(bǔ)給對(duì)揚(yáng)中地區(qū)地下水的變化還受到其他因素影響，如土體滲透系數(shù)，從而產(chǎn)生十分滯后，并消除了每個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)波動(dòng)的效應(yīng)特征，具有平穩(wěn)化的效應(yīng)。②當(dāng)長(zhǎng)江水位處于低位期時(shí)，揚(yáng)中的地下水位可能高于長(zhǎng)江水位;而長(zhǎng)江水位處于高位期時(shí)，揚(yáng)中的地下水位明顯低于長(zhǎng)江水位。前者相對(duì)后者的情況，在一定程度上有利于基坑開挖的坑底穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐樂昌.地下水模擬常用軟件介紹[J].鈾礦冶，2002，21（1）：33-38.

[2]湯建銘，王鈺.珠江特大橋承臺(tái)基坑突涌事故處理降水設(shè)計(jì)與施工[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2018，45（11）：50-55.

[3]韓丹，凌國(guó)華.揚(yáng)中市河漫灘相軟土工程性質(zhì)分析[J].江蘇建筑，2011（2）：75-77.

[4]束龍倉(cāng)，黃晶，李亞平.鎮(zhèn)江市地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[J].長(zhǎng)春科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（2）：149-151.

[5]姚允龍.長(zhǎng)江下游干流南京至鎮(zhèn)江河段水面比降分析[J].水文，2008，28（2）：78-80.

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（NO.51579119）;鎮(zhèn)江市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（社會(huì)發(fā)展）項(xiàng)目（NO.SH2018024）。

作者簡(jiǎn)介：黃留新（1963-），男，江蘇溧陽人，學(xué)士，高級(jí)工程師，從事巖土工程相關(guān)設(shè)計(jì)及施工管理工作。