一、 工程概况
南水北调中线一期工程总干渠焦作1段2标工程位于河南省焦作市解放区和山阳区，施工总长度4.3km，桩号范围Ⅳ33+700～Ⅳ38+000。主要包括长度3526m的明渠、普济河渠倒虹、闫河渠倒虹、1座退水闸、4座公路桥梁、焦作管理处、1座排污廊道、8座抽排泵站等。
渠道为梯形断面，渠底宽度为21m，渠底高程98.574m～98.113m，渠道内外边坡为1:2，一级马道(堤顶)宽5.0m，渠道纵比降为1/29000。全渠段采用混凝土衬砌，渠坡厚度12cm，渠底厚度10cm。混凝土衬砌强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6。全渠段采用复合土工膜防渗。在渠底及渠坡防渗复合土工膜下均铺设保温板防冻层。
二、 工程地质与水文地质
该标段在新庄～恩村工程地质段内，粘性土均一结构，地层岩性主要为重粉质壤土和粉质粘土（alplQ1 4），地表断续分布有一层人工填土。该段以半挖半填为主，挖方深度一般2~7m，最大挖深8m，渠坡岩性主要由重粉质壤土、粉质粘土（alplQ1 4）组成。
根据焦作地面气象观测站，段内最早地面稳定冻结初日在12月9日，终日2月19日，历年最大冻土深度19cm；霜冻初日最早为10月17日，终日最晚为4月3日，并观测有多年各月平均降雨量和降雨日数、多年各月平均气温、各月平均最高和最低气温、极端最高、最低气温、多年各月平均风速、最大风速等资料，见表2－1。
表2－1 焦作站水文气象资料统计成果表
月份（月） 观测项目 1 多年各月平均降雨量（mm） 6.8 多年各月平均降水日数（d） 2.7 多年各月平均气温表（℃） 1.0 多年各月平均最高气温（℃） 5.9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.6 568.4 2.5 74.7 3.1 8.2 -1.2 合计 平均 极值 9.4 22.6 27.3 44.4 76.4 148.0 108.3 61.8 37.9 17.9 3.7 5.1 5.7 6.6 7.6 11.5 10.6 8.2 6.3 4.2 9.0 3.8 9.0 16.4 21.9 26.5 27.5 26.4 22.0 16.2 15.2 20.5 10.4 43.3 -17.8 9.0 14.5 22.1 27.6 32.1 31.9 30.8 27.2 21.9 14.4 4.3 多年各月平均最低气温（℃） -3.2 -0.7 4.1 10.9 16.0 20.9 23.4 22.4 17.2 11.1 多年各月极端最高气温（℃） 18.8 25.4 29.8 35.0 39.3 43.3 40.4 39.0 37.7 35.9 27.0 24.6 多年各月极端最低气温（℃） -13.2 -17.8 -5.8 -1.3 6.6 12.6 15.9 11.8 6.2 -0.8 -7.3 -16.3 1
多年各月平均风速（m/s） 2.2 2.3 2.6 2.7 2.6 2.5 2.3 2.0 1.9 2.0 2.3 2.4 2.3 多年各月最大风速（m/s） 13.0 15.3 18.0 16.3 18.0 22.0 14.7 15.0 12.0 13.7 12.0 15.0 最大冻土深度（cm） 19 22.0 19 因此，结合本工程实际情况，以及进度计划安排、施工技术要求，本标段主渠道降水拟采取管井法进行井点降水，沿渠道中心布置。
三、 编制依据及试验目的
3.1编制依据
1、《南水北调中线一期工程总干渠焦作1段第二施工标段施工招标文件（合同编号：ZXJ/SG/HYD-006》；
2、南水北调中线一期工程焦作1段第二标段渠道施工图； 3、南水北调中线一期工程焦作1段第二标地质总断面图； 4、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）； 5、《水电水利工程钻孔抽水试验规程》（SL 320-2005）； 6、《水文地质手册》。 3.2试验目的
1、通过抽水试验施工，选取合适的井型结构等有关抽水井的参数。
2、通过抽水试验了解含水层富水性、查明含水层的地层结构、复核含水层的渗透系数。获取本地段综合地层渗透系数K，影响半径R等。
3、确定单井出水量、干扰情况下的出水量，预测基坑降水的实际涌水量，并根据涌水量和降深之间的关系选择合适的基坑降排水方案及降水深度及井间距。
四、 试验规划
因本项目为线路工程，全线长4.3㎞，沿线地下水位深度不均匀，根据地质剖面图，Ⅳ33+700～Ⅳ34+800段地下水位高于渠底高程2.5～4m；Ⅳ34+800～Ⅳ35+900段地下水位高于渠底高程0～2.5m；Ⅳ35+900～Ⅳ36+500段地下水位于渠道底附近。闫河倒虹吸出口段至Ⅳ38+000地下水位基本在渠道设计开挖底一下，施工时需根据现场复勘情况确定是否采用排水措施。
据此，标段内拟定做3个单井抽水试验，分别位于Ⅳ34+500、Ⅳ35+000、Ⅳ35+900位置。
五、 抽水试验井的设置与结构
2
5.1抽水试验井的设置
分别在Ⅳ34+500、Ⅳ35+010、Ⅳ35+900渠道中心位置布置3口抽水井，每口抽水井附近布置3口观测井，具体见《单井抽水试验井布置图》。
抽水井 Y1 Y2 Y3 观测井 G1、G2、G3 G4、G5、G6 G7、G8、G9 观测内容 水位降深、出水量、回水时间 水位降深、出水量、回水时间 水位降深、出水量、回水时间 5.2抽水试验井结构
试验位置 井深 Ⅳ34+500 17m 30cm Ⅳ35+010 15m 30cm Ⅳ35+900 13m 30cm 过滤管下1m为沉淀管，井壁外侧过滤管段填充过滤料 12～5m 59mm 备注 抽水井内径 结构 井深 直径 过滤管下1m为沉淀过滤管下1m为沉淀管，井壁外侧过滤管管，井壁外侧过滤管段填充过滤料 段填充过滤料 16～5m 59mm 14～5m 59mm 六、 试验操作及方法
本试验为单井抽水试验，采用定流量的非稳定流抽水试验法。
工作流程：钻机就位→钻孔→成孔清孔→下井管→填砾料→洗井→试抽水→正式抽水→记录→试验成果报告。 6.1抽水井、观测井的钻探
抽水井和观测井根据孔位布置图结合现场情况确定，造孔时，先钻造抽水孔后钻造观测孔，钻探完成后应测量各孔（管）口的坐标、高程。孔内所有测探、过滤器等的安装，均应从统一固定基点算起。
1、钻机就位：按照选定的抽水井和观测井的孔位（参见附图），架设钻井机具，并做好施钻前的准备工作（如井管、砂砾料的采购等）。
2、钻进清孔：钻进前量好钻具总长度，精确计算出机上余尺，控制钻进深度。钻
3
观测井井距 结构 详《单井抽水试验井布置图》 过滤管下1m为沉淀过滤管下1m为沉淀管，井壁外侧过滤管管，井壁外侧过滤管段填充过滤料 段填充过滤料 过滤管下1m为沉淀管，井壁外侧过滤管段填充过滤料
进中要对地层进行描述，明确含水层的确切层位和岩性。钻孔严格控制井孔垂直度（α≤1％），保证井孔孔径上下一致。钻孔完成后及时进行清孔，清除孔内余土，保证孔底高程达到设计标高。
3、下井管：井管应平稳入孔，以免脱落，为了保证井管不贴靠在井壁上，使井管外有一定的填砂砾宽度，在井管上下各加一组扶正器，保证井管外侧的填砂砾间隙。下管要准确到位，自然落下，不可强力压下。下好井管后，校正井管使其居中并临时固定。
4、填砂砾料：井管固定好后，在井管外侧回填砂砾料。
5、封口：为了防止上部泥浆及降水直接流入砂砾料内影响成井质量，在砂砾料灌填结束后，在井口外围区域回填粘土进行封口。
6、洗井
洗井采用活塞和空压机联合洗井方法，洗井要求达到井内出清水，基本不含砂为止。 7、下泵试抽
洗井结束后，待水位恢复再按设计位置下沉水泵，下入位置宜在井管下半部分即8-10m深的位置，以保证足够的降深。试抽前，先连接好排水管道及电源线路，试抽3个小时，测定抽水井内水位及观测井内水位变化，等水位恢复后，进行正式抽水试验。
8、抽水需要每天派人24小时现场值班，并按下表格式做好抽水记录。 6.2抽水水位观测
观测时间开始按开泵后抽水井中的水位观测间隔为1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120min，以后每间隔30min观测1次，至480min后每隔60min观测1次，至1200min后每隔2h观测1次，直至抽水停止。试验过程中，详细记载所发生的有关情况，随时检查各种观测记录，并现场绘制Q～s曲线、s～t曲线、Q～s曲线与q～s曲线（q为单位降深涌水量，Q、s、q均为稳定时段内的平均值）。当Q～s曲线反常时，分析和查明原因，必要时进行重做。
根据现场实测的水位降深资料，运用配线法，直线图解法、水位恢复法估算含水层参数，根据实际情况得出建议降水方案设计选用的含水层参数，根据实际情况得出建议降水方案设计选用的含水层参数，包括：渗透系数K、导水系数T、压力传导系数a、贮水系数S、越流因素B、影响半径R。
抽水试验结束后，立即同步观测抽水孔和观测孔的恢复水位，观测时间同抽水试验一样，并且测量孔深和复测各孔（管）高程。 6.3抽水水量观测
4
水量观测：采用流量表读数，若发现水量过小而水位降低缓慢，可考虑改用流量较小的水泵，流量观测次数与地下水位观测同步。在整个抽水试验的过程中，抽水井的出水量应保持常量，若前后两次观测的流量变化超过±5%时，应及时调整。根据实际出水量合理调整施工阶段的井结构、数量。
七、 抽水试验资源配置
1、 人力资源配置
编号 1 2 3 4 工 种 管理人员 技术人员 技 工 普 工 数 量 3 6 6 12 负责测量、布孔、记录等 打井造孔 打井、抽水及试验的相关工作 备 注 2、 机械设备配置
编号 1 2 3 4 5 机械名称 水井钻机 发电机 潜水泵 电测水位计 水表 规格型号 SPJ-300 50kw QS40-25-5.5 数 量 2 2 5 10 3 打井造孔 备用 抽水,2台备用 备 注 八、 试验资料整编
1、渗透系数计算
根据记录数据依据《建筑施工计算手册（第二版）》第三章中土的渗透系数计算公式进行计算，见下式：
K=0.73Q（lgr1-lgr）/(h12 -h2)=0.73Q(lgr1-lgr)/(2H-S-S1)(S-S1) 式中 K-渗透系数（m/d）；
Q-抽水量（m3/d）； r-抽水井半径（m）；
r1-观测井至抽水井的距离（m）；
h-由抽水井底标高算起完全井的动水位（m）；
5
降水试验实施方案
