水文地质学课程设计指导书(新

1、 水文地质学课程设计指导书（勘查技术与工程专业用）黄广龙 编南京工业大学交通学院目 录一、课程设计步骤1二、课程设计要点1三、课程设计进度安排2四、主要关键技术的分析、解决和方案比较2水文地质学课程设计指导书一、课程设计步骤1、认真复习“水文地质学”中的有关知识，查阅相关资料。2、针对某具体的基坑工程进行降排水设计，通过计算进行降水方法的比选；确定最优的降排水设计方案。3、整理计算资料，按要求完成课程设计计算书。4、完成降水平面布置图（应包括基坑、井点或管井、观测井、泵组设置及排水布置位置等）；降水区剖面图（包括水文地质剖面、降水孔及降水浸润曲线等）；降水井及观测孔结构图；必要的设计说明。二、

2、课程设计要点1、根据场地要求及场地条件，确定经济技术合理的降水方案。2、确定降水设计所需水文地质参数（含水层系数K，影响半径、含水层厚度H，基坑中心水位降深S）。3、根据所需降深及水文地质参数、估算涌水量，计算单井出水量。4、确定井数及布井方案。5、验算各点降深是否满足设计要求。6、降水井设计，根据上述要求确定井深结构（包括井深，过滤器及水泵类型等）。8、每人上交一份不少于8000字的课程设计报告，内容包括：（1） 设计依据，任务来源，降水范围，深度和工期要求等。（2） 降排水区的自然地理概况：将水区的地形、水文、气象及周围环境状况。（3）工程地质与水文地质条件：地层分布、岩性、结构，含水层类

3、型、富水性、地下水补给、径流、排泄条件和动态特征等。（4）降水方案设计计算：降水方法的选择；降水设计方案的计算与优化。（5）降水施工技术要求：钻探施工技术要求；井点管结构设计要求；下管、填料、洗井要求；设备安装与管理要求；降水场地的供排水部署及要求。（6）降水监测和管理：降水期间的水位、流量观测要求；观测资料的整理分析。（7）需要完成的图件：降水平面布置图（应包括基坑、井点或管井、观测井、泵组设置及排水布置位置等）；降水区剖面图（包括水文地质剖面、降水孔及降水浸润曲线等）；降水井及观测孔结构图；必要的设计说明。（8） 提出降水工程的辅助措施和补救措施。三、课程设计进度安排项 目时 间1、布置课

4、程设计任务及有关准备工作0.52、降水方案选择与确定0.53、降水设计计算24、降水平剖面图绘制15、撰写设计报告1总 计5四、主要关键技术的分析、解决和方案比较1、根据场地要求及场地条件，如何确定经济技术合理的降水方案，对初学者相对比较困难，指导教师可根据学生的实际情况启发学生分析问题，帮助选择合理的降水方案。2、降水设计所需水文地质参数（含水层系数K，影响半径、含水层厚度H，基坑中心水位降深S）的选定，对后续计算结果的影响较大，学生在计算过程中应及时与指导教师沟通。3、估算涌水量时应根据本工程的实际情况选择正确水井类型，选择合适的基坑涌水量计算公式。4、降水井布置时应确保基坑中任意一点降水

5、都能满足要求，必须验算不利点降深是否满足设计要求。5、设计方案在实施的过程中可能出现一些问题，设计方案必须针对可能出现的问题提出应急处理措施。基坑降水设计示例一、 工程概况： 本工程为南京夫子庙人防商场，位于南京市太平南路与建康路交界处，其南侧为一商业综合楼，层高2-7层不等，西北侧五层居民楼两幢，东南侧紧邻太平南路，东北侧为空地，见工程平面布置图附图1。本工程采用箱形基础，基础平面尺寸为4358米，其中主楼基础埋深10m，副楼基础埋深6.5米，为解决基坑开挖时的护坡与涌水、涌砂问题，基础施工前沿基坑周边设置了单排护壁灌注桩，桩身相切桩直径800毫米，由于护壁桩施工质量等问题，与基坑开挖至地下

6、水位以下，特别是挖至第二土层时，地下水由桩间的缝隙出量的渗入基坑，并伴有涌砂等现象发生，使基坑开挖发生困难，为此经设计施工单位研究，决定采取基坑降水措施。二、 场地工程、水文地质条件据江苏省勘察院提供的工程地质勘察报告，场地的基本工程地质、水文地质条件介绍如下：1、地形条件：地势平坦，地面标高9.00米。2、地层条件：该地段主要为古秦淮河冲淤积堆积物，自上而下地层结构及岩性为：填土层：杂色，松散，含少量砖瓦、碎石，平均厚度1.5m。层：粉砂：黄色灰色，中密，饱和，平均厚度8.5m，渗透系数K=1.410-3cm/s。层：粉土夹粉砂：灰色，稍密，饱和。平均厚度6.5m，渗透系数K=3.710-4

7、cm/s。粘土层：灰黄或褐黄色，可塑-硬塑，平均厚度8.5m，渗透系数K=1.010-7cm/s。3、水文地质条件：场地范围内基坑降水的目的层以第层粘土为隔水底板，以第层粉砂层和第层粉土夹粉砂层为含水层的潜水含水层，潜水埋深2.0m，主要补给源为大降水及邻近居民区下水道的渗漏补给。三、 设计的目的和任务：设计的目的是防止基坑受渗漏影响，使基坑开挖不受地下水影响，防止流砂和涌砂，要求任务如下：1、根据场地要求及场地条件，确定经济技术合理的降水方案。2、确定降水设计所需水文地质参数（含水层系数K，影响半径、含水层厚度H，基坑中心水位降深S。3、根据所需降深及水文地质参数、估算涌水量。4、确定井数及

8、布井方案，并验算各点降深是否满足设计要求。5、降水井设计，根据上述要求确定井深结构（包括井深，过滤器及水泵类型等）。6、经济成本核算。四、 工程平面图（见附图1）五、 确定水文地质参数1. 土层渗透系数据水文地质勘察资料，该场地基坑开挖影响范围内含水层为以第层粉砂层和第层粉土夹粉砂层组成的潜水含水层，其各土层参数如下：土层渗透系数K厚度（m）层粉砂1.2m/d8.0m层粉土夹粉砂0.3m/d6.5m渗透系数平均值：2含水层厚度：H=（1.5+8.5+6.5）-2.0=14.5m3. 设计水位降深要求降低后的地下水位应至少低于基坑底面0.51.0m，这里偏安全地取1.0m，故降深为：S=（10+

9、1）-2=9m4. 确定影响半径对于群井抽水，潜水含水层，依经验公式得：5. 大井半径： F：开挖面积：（43+2）（58+2）m2六、 降水方案的比较确定依据勘察报告所提供水文地质条件，含水层厚14.5m，含水层岩性为粉砂，渗透系数0.8m/d，降深为9.0m，降水方案可选择二级轻型井点或管井降水方案。管井降水施工简单，质量易控制，降水效果明显，结合地区的降水经验及施工工艺等特点，本次优先采用管井降水。由于基坑周边布设了灌注桩，所以降水在坑内进行，即采用坑内降水。1. 水量估算与井数确定(1)总水量降水含水层为潜水，设计降深尽管未未达到隔水层顶板，但出于安全考虑，依然采用完整井，根据基坑周边

10、的边界条件，选用均质含水层潜水完整井，远离边界时的大井涌水量计算公式计算基坑总出水量：(2)单井涌水量：管井半径取200cm，过滤管长1米，则：(3)确定井数：2. 降水井布置及水位降深验算：1）降水井的布置根据基坑特点，将10眼降水井布置到基坑平面布置图上，降水井间距为1518m左右，降水井点距基坑边沿线0.8m，再进行危险点水位验算，根据验算情况对井位作调整，直到基坑范围内任意点验算水位均满足设计要求时为止。2）验算基坑中心点及各不利点水位降深是否满足要求： 本设计为潜水完整井稳定流，因此选用公式（1）。本设计中应满足：S9m（ri为井点到各点的距离）验算基坑中心点由平面布置图：r1=r2

11、= r6=r7=30m r3=r5= r8=r10=26.2mr4=r9=21.5m代入公式得：故中心点降深满足设计要求。基坑不利点A的水位降深验算。 r1=44mr2=46.5r3=41.7mr4=32.6mr5=29mr6=20.5mr7=14mr8=14mr9=20.5mr10=33.1m代入公式得： 故A点降深满足设计要求。基坑不利点B的水位降深验算： r1=59.7mr2=64.8mr3=61.5mr4=51.9mr5=45.2mr6=29.0mr7=14mr8=14mr9=29.0mr10=44m代入公式得： 故不利点B降深满足设计要求。所以井数及布井方案合理，满足设计要求。 七、

12、 降水井井管结构设计及井身结构降水井深度为16.5m，降水井采用内径为400mm、外径450mm的钢筋混凝土井管，井结构为：每口井上部 4根井壁管，每根长3.0m；下部1根滤水管，每根井管长度1.0m，1根沉淀管长3.5m。成井时要求井孔应圆整垂直，水井开孔井孔直径650mm，详见降水井结构图。井管焊接牢固，安装垂直。填砾采用规格612mm砾石。洗井采用活塞和空压机联合洗井，确保洗井质量，达到出水含砂率小于1:10000，以保证抽水设备正常运行，最终满足工程降水需要。八、 其它降水设备采用普通水管、尼龙丝滤水井管JQB-片-6型潜水泵。九、 回灌井的要求由于有居民生活区，生活用水管渗漏及雨水影响，防止坑降水对周围建筑物的影响，需设置一定量的回灌井，回灌井量为所以回灌水量为7m3/d，位置布置见后图。十、 注意事项及建议1、当钻进到含水层地下水位以下时，为防止孔内事故，减少工程程序，节省管材和提高钻井效率采用泥浆护壁，不需依据