基坑工程中地下水的影响和案例

地下水相关概念

饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分，具有相对性：

· 含水层（Aquifer）：是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等。

· 隔水层（Aquifuge)：不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）

· 弱透水层（Aquitard）：渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层——各种粘土，泥质粉砂岩、砂质页岩。

·上层滞水：当包气带存在局部隔水层（弱透水层）时，局部隔水层（弱透水层）上会积聚具有自由水面的重力水，这便是上层滞水。一般雨季获得补充，积存一定水量，旱季水量逐渐耗失。

·潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。潜水没有隔水顶板，或者只有局部的隔水顶板，潜水的表面为自由水面，称作潜水面；从潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层的厚度。潜水面到地面的距离为潜水埋深深度。

图1 潜水、承压水及上层滞水

· 承压水：是指充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水。上、下均为连续的隔水层，分别是隔水顶板和隔水底板，两者之间的距离为该承压含水层厚度。承压性是承压水的重要特性，只有钻孔揭穿含水层顶板时，才可见承压水，水位将顺着钻孔上升到含水层顶板以上一定高度，高出含水层顶板的距离便是承压水头。如果钻孔中的水位高出地表，钻孔能够自溢出水。

图2 潜水、承压水及上层滞水

图3 基岩自流盆地中的承压水

地下水对基坑工程的影响

据不完全统计，地下工程事故85%与地下水控制不当有关。

突涌

图4 突涌

当基底以下存在承压含水层，基坑开挖减小了含水层上覆隔水层的厚度，当上覆土重小于承压水的顶托力时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌。

管涌

图5 管涌

图6 突涌管涌区别

 图7 突涌管涌示意图

图8 管涌成因示意图（单位：m）

帷幕渗漏、地面塌陷

图9 帷幕渗漏

图10 基坑渗漏造成外侧地面塌陷

地面沉降

图11 地面沉降

边坡滑移

图12 边坡滑移

挖机沉陷、影响施工效率

图13 挖机沉陷

图14 挖机沉陷

2014年7月31日杭州地铁4号线塌方透水事故

2014年7月1日武汉地铁4号线盾构机接收涌水涌砂事故

地下水与社会效益及经济效益

郑机城际铁路新郑机场站