基坑降水计算指引

1、WORD格式-可编辑基坑降水计算指南1 .降水影响半径确定影响半径的方法很多,在矿坑涌水量计算中常用库萨金和吉哈尔特经验公式作近似计算.当设计的矿山进行了大降深群 孔抽水试验或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔网资料为根底的图解法进行推求.1.1、经验公式法计算影响半径的主要经验公式见表 1表1计算影响半径的经验公式公式作者应用条件公式中符号说明R =库萨金计算潜水含水层群井、基坑、矿山巷道的影响半径,有时也用于承压含水层R-影响半径,mO-抽水时的涌水量,m/d ；R = 呂JF吉哈尔特潜水及承压水抽水初期确定影响半径H-承压水和潜水含水层的厚度,m;库萨金潜水K-渗透

2、系数,m/d;h-抽水时的水柱高度,ms-抽水时的水位降深,m舒尔米潜水3-单位面积内的渗透量,m/h ；卩-给水度；t-由开始抽水至稳定下降漏斗形成的时间,h；维别尔潜水l-自然条件下的水力坡度苏洛夫和卡赞斯基计算泄水沟和排水渠的影响半径柯泽尼潜水完整井维别尔承压水2/?- 0.1别里托夫斯基潜水苏洛夫卡赞与斯基根据渗透值确定单孔或单井长期抽水影响半径引用值特罗扬斯基潜水完整井1.2、图解法当设计矿山做了大降深群孔抽水或坑道放水试验时,为了推求较为准确的影响半径,可利用观测孔实测资料,用图解法 确定影响半径.一自然数直角座标图解法在直角座标上,将抽水孔与分布在同一直线上的各观测孔的同一时刻所

3、测得的水位连结起来,尚曲线趋势延长,与抽水 前的静止水位线相交,该交点至抽水孔的距离即为影响半径见图1.观测孔较多时,用图解法确定的影响半径较为准确.二半对数座标图解法在横座标用对数表示观测孔至抽水孔的距离,纵座标用自然数表示抽水主孔及观测孔水位降深的直角座标系中,将抽水 主孔的稳定水位降深及同时刻的观测孔水位降低标绘在相应位置,连结这两点并延长与横座标的交点即为影响半径 见图2当有两个或两个以上观测孔时,以观测孔稳定水位降深绘图更准些.专业知识-整理分享WORD格式-可编辑专业知识-整理分享1.3、影响半径经验数值100* 1 * “_* *1200 400 600 800 现利孔至抽水距离

4、mEl自然敦E角座标图解法求影响半径示意图一静止水位f一动水位,一观测孔水燈图2半对敖座标图解法求影响半隹示盘图根据岩层性质、颗粒粒径及单位涌水量与影响半径的关系来确定影响半径,见表2与表3表2松散岩土影响半径R经验数值岩土名称主要颗粒粒径mm影响半径m粉砂0.05 0.125 50细砂0.1 0.2550 100中砂0.25 0.5100 200粗砂0.5 1.0300400板粗砂1.0 2.0400500小砾2.0 3.0500600中砾3.0 5.06001500大砾5.0 10.015003000表3单位涌水量与影响半径关系单位涌水量l/s m影响半径m单位涌水量l/s m影响半径m&

5、gt; 2.0> 3005000.5 0.3325 502.0 1.01003000.33 0.210 251.0 0.550100V 0.2V 102计算模型及公式2.1.潜水完整井计算模型Q = 1.366k 2H -S S 公式1式中：Q基坑涌水量m/d；k：渗透系数m/d；H：潜水含水层厚度m:s：基坑水位降深m ；r降水影响半径m ；ro：基坑等效半径m.2.2.承压水完整井计算模型Q = 2.73kMS Rig 1 .ro公式 2式中：Q基坑涌水量m/d ;K:渗透系数m/d;降水影响半径m;ro :基坑等效半径(m);M承压含水层厚度m2.3.承压水非完整井计算模型Q =

6、2.73k lg.'1MSR M -l + _ i + _-l公式 3式中：QK:+roig 1 0.2基坑涌水量m/d；渗透系数m/d;降水影响半径m;ro :基坑等效半径m;M承压含水层厚度m;S:基坑水位降深m;l :基坑降水井过滤器工作局部长度mWORD格式-可编辑x专业知识-整理分享24承压一潜水完整井计算模型Q = 1.366k(2H _M M _h2 公式 4式中：Q基坑涌水量m/d；K:渗透系数m/d;R:降水影响半径m;r.：基坑等效半径n;M承压含水层厚度n;h:降水井外壁处的水位至含水层底板的深度n;2.5.线形工程潜水完整井计算模型公式 5QR2 -h2q二k

7、2H -S S"_dR"In公式 6公式 7: rw 2d双直线井排,条件同上,适用条件: 均质潜水含水层； 完整井点； 位于无界含水层中； 直线井点排,两侧进水； L>50m2.6.线形工程承压完整井计算模型小 2kMSLQR公式 8口 Sy = H xR公式 9适用条件： 均质承压含水层； 线形排列井点,两侧进水; 完整井点,远离地表水体; L>50mB B ".Bh" - -B! - r -r -«> .-> I > 亠 I. 1 I .-1 Il=i=i=i=lil=l=lslil=l=l 一jft.tbf

8、e-:"4 'l： <?：1 frcfe屯1t-0 1P"屉o-.«-<-0 -<*J.v, >,e-“E'vc-K*V3SWORD格式-可编辑专业知识-整理分享2.7.线形工程双排井点计算模型2nkMSq ： d二 rIn- 丁w 2d公式 10对于双直线井排,当排距不大,可近似按单排井计算单井出水量,其出水量为上式计算之半适用条件： 条件同上； 井排位于无界含水层中2d2.8.线形工程承压非完整井计算模型2nkMS ,d 二 RIn 亠:一 ：rw 2d公式 11对于双直线井排,条件同上适用条件： 非完整井点； 其它条件

9、同上.2.9.线形工程承压一潜水完整井计算模型二k2H -M M -h2】Ind 二 RTw 2d公式 12对于双直线井排,条件同上适用条件： 承压一潜水完整井点; 其它条件同上.2.10.降水引起地面沉降计算模型水位变化施加于土层的荷载引起土层的竖向变形属一维变形问题,因此沉降计算采用一维变形计算模型也px His公式13i Ei式中：s最终沉降量mr P水位变化施加于土层上的平均荷载KPeh计算土层的厚度m ；e土层的压缩模量MPa2.11.辐射井计算模型公式14其中：q=1.36K2 .2m -hR lg0.75l公式15当hr>h时:2 .2 m - hq =1.36K.R lg

10、 0.25l公式16适用条件:、远离水体或河流;、1=30 50m式中：Q 辐射井总出水量m'/dn辐射管根数q单管出水量m3/da 系数m 含水层厚度mh动水位以下含水层厚度m2.12.单井出水量计算公式:q =2二 r l15公式17式中：| :过滤器有效长度m:管井半径m;K:渗透系数m/s .2.13.抗突涌验算公式:公式18式中：H:承压水头,由含水层顶面算起, m;h：基坑底部所需的最小隔水层厚度, mWORD格式-可编辑w：水的重度,kN/m3;:隔水层土的重度,kN/mL2.14. 潜水群井干扰抽水任意点降深计算公式:公式 19I 2 Q 一 1Xnh = H lg R

11、 - lg x1 .x2xnV 1.366.Kn ' 1n式中：h：含水层厚度,mh：水头,mQ基坑涌水量,m/d ；Xn :某点到各井点中央距离,mR:影响半径,2.15. 承压水群井干扰抽水任意点降深计算公式:x专业知识-整理分享_0.366QS 二KMlg R 一+ XX2 Xn公式 20ln2芒m2芒r w2d：w 2d公式 21式中：m含水层厚度,ms：基坑水位降深,mQ基坑涌水量,m/d ；Xn :某点到各井点中央距离,mR:影响半径,m2.16. 线形工程承压一潜水非完整井计算模型-/l 2 1兀k (2H,M 'MI |I2 丿 I.2 兀 KTS对于双直线井排

12、,条件同上适用条件： 承压一潜水完整井点； 其它条件同上.2. 17.越流补给m其中：；为越流强度；弱含水层的渗透系数;'訂水头损失；m弱含水层的厚度.WORD格式-可编辑专业知识-整理分享3计算案例i计算概化模型及计算依据本基坑所涉及的共有二层含水层,即上层滞水含水层.依据各含水层所处的层位及其特征,建立如下列图所示的计算概化模型: 、 由于本基坑呈 “凹字形,属不规那么形态,基坑降水平面面积约：5600mt 、 本工程降水涉及含水层共二层,含水层分布不均一,且具有随机性,累计厚度约3.5m.含水层含水层2!/ / fill / / / / / / / / / / 、由于含水层均位于

13、基坑底面以上,因此降水采用疏干性降水.图1基坑降水计算模型本基坑降水计处依据?建筑基坑支护技术规定?(JGJ120 99 )中提供的有关计算方法,结合我公司在北京地区多个基坑施工设计所积累的经验,同时考虑到规范中提供的公式为一理想状态下的含水层等方面的因素,计算中采用修正系数进行了修正.2水文地质参数上层滞水含水层hi=3.50ms i=3.50mK=1.0m/d3、基坑引用半径r=sqr(F/3.14) =42m4、降水影响半径潜水含水层：R-i = 2 3.5 1 3.5 =13m5、涌水量计算：1x12 53Q, =1.366146m /dlg 55 - lg 426、降水井数量计算、单

14、井涌水量q1 = 1.3663=3.75m /d1.0 12.5 0.4lg(13 0.2) - lg 0.2、降水井数量n=1.1Q/qn1=40 口井基坑周长约360米,降水井间距取 810m7、降水井深度依据本基坑深度和基坑底潜水含水层层位标高、降水设计要求,降水井深度1213米,降水井进入基坑底面潜水含水层中,以充分利用含水层水位较低特点,引流下渗.在降水井布置中,由于“凹字形内部补给条件较差,因此,放宽降水井间距至10米,而由于外侧补给条件相对较好,为保证降水效果,采用加密布井,布井间距加密至8米.4计算参数选取表4-丨-百某些岩石的渗透系数岩石名称空隙情况浚透系数/cm-s_,出* |J_R ii_L,花凶岩较致密、微裂隙1 J x 1严-9,5 x 10'"含微裂隙1.1 x 10 " - 2.5 x 1O'L,锻裂隙及局部粗裂隙2.8 x 10_, 7x H)'s致密3 x IO12 x 10 lfl石灰岩傲製隙、孔隙2x ID'5 3x 10 4空隙较发育9x 10 3 x 10 4片麻岩致密<10_n微裂隙9x 10's 4x 1() 7融裂隙发育2x ID"6 -3x 10 1薛绿岩、玄武岩<10n较致輕10 x 1() LS 2.5x 10 "空隙