基坑降水計算

1、基坑降水計算1.降水影響半徑確定影響半徑的方法很多，在礦坑涌水量計算中常用庫薩金和吉哈爾特經(jīng)驗公式作近似計算。當設計的礦山進行了大降深群孔抽水試驗或坑道放水試驗時，為了推求較為準確的影響半徑，可利用觀測孔網(wǎng)資料為基礎的圖解法進行推求。1.1、經(jīng)驗公式法計算影響半徑的主要經(jīng)驗公式見表1。表1  計算影響半徑的經(jīng)驗公式公式作者應用條件公式中符號說明庫薩金  計算潛水含水層群井、基坑、礦山巷道的影響半徑，有時也用于承壓含水層 R-影響半徑，m； O-抽水時的涌水量，m3/d； H-承壓水和潛水含水層的厚度，m； K-滲透系數(shù)，m/d；

2、60;h-抽水時的水柱高度，m； S-抽水時的水位降深，m； -單位面積內(nèi)的滲透量，m3/h； -給水度； t-由開始抽水至穩(wěn)定下降漏斗形成的時間，h； l-自然條件下的水力坡度吉哈爾特  潛水及承壓水抽水初期確定影響半徑庫薩金潛水舒爾米潛水維別爾潛水蘇洛夫和卡贊斯基  計算泄水溝和排水渠的影響半徑柯澤尼潛水完整井維別爾承壓水別里托夫斯基潛水蘇洛夫卡贊與斯基  根據(jù)滲透值確定單孔或單井長期抽水影響半徑引用值特羅揚斯基潛水完整井1.2、圖解法    當設計礦山做了大降深群孔抽水或坑道放水

3、試驗時，為了推求較為準確的影響半徑，可利用觀測孔實測資料，用圖解法確定影響半徑。（一）自然數(shù)直角座標圖解法    在直角座標上，將抽水孔與分布在同一直線上的各觀測孔的同一時刻所測得的水位連結起來，尚曲線趨勢延長，與抽水前的靜止水位線相交，該交點至抽水孔的距離即為影響半徑（見圖1）。觀測孔較多時，用圖解法確定的影響半徑較為準確。（二）半對數(shù)座標圖解法    在橫座標用對數(shù)表示觀測孔至抽水孔的距離，縱座標用自然數(shù)表示抽水主孔及觀測孔水位降深的直角座標系中，將抽水主孔的穩(wěn)定水位降深及同時刻的觀測孔水位降低標繪在相應位置，連結這兩點并延長與橫

4、座標的交點即為影響半徑（見圖2）。當有兩個或兩個以上觀測孔時，以觀測孔穩(wěn)定水位降深繪圖更準些。1.3、影響半徑經(jīng)驗數(shù)值    根據(jù)巖層性質(zhì)、顆粒粒徑及單位涌水量與影響半徑的關系來確定影響半徑，見表2與表3。表2  松散巖土影響半徑（R）經(jīng)驗數(shù)值巖土名稱主要顆粒粒徑（mm）影響半徑（m）粉砂細砂中砂粗砂板粗砂小礫中礫大礫0.050.10.10.250.250.50.51.01.02.02.03.03.05.05.010.0255050100100200300400400500500600600150015003000表3  單位涌水量與影響半徑關

5、系單位涌水量（L/S·m）影響半徑（m）單位涌水量（L/S·m）影響半徑（m）2.02.01.01.00.5300500100300501000.50.330.330.20.225501025102 計算模型及公式2.1.潛水完整井計算模型公式1式中：Q基坑涌水量（m3/d）；k：滲透系數(shù)（m/d）；H：潛水含水層厚度（m）：S：基坑水位降深（m）；R：降水影響半徑（m）；r0：基坑等效半徑（m）。2.2.承壓水完整井計算模型公式2式中：Q：基坑涌水量（m3/d）；K：滲透系數(shù)（m/d）；R：降水影響半徑（m）；r0：基坑等效半徑（m）；M：承壓含水層厚度（m）2.3.承壓

6、水非完整井計算模型公式3式中：Q：基坑涌水量（m3/d）；K：滲透系數(shù)（m/d）；R：降水影響半徑（m）；r0：基坑等效半徑（m）；M：承壓含水層厚度（m）；S：基坑水位降深（m）；l：基坑降水井過濾器工作部分長度（m）2.4.承壓潛水完整井計算模型公式4式中：Q：基坑涌水量（m3/d）；K：滲透系數(shù)（m/d）；R：降水影響半徑（m）；r0：基坑等效半徑（m）；M：承壓含水層厚度（m）；h：降水井外壁處的水位至含水層底板的深度（m）；2.5.線形工程潛水完整井計算模型公式5公式6公式7雙直線井排，條件同上,適用條件：均質(zhì)潛水含水層；完整井點；位于無界含水層中；直線井點排，兩側進水；L>5

7、0m。2.6.線形工程承壓完整井計算模型公式8公式9適用條件：均質(zhì)承壓含水層；線形排列井點，兩側進水；完整井點，遠離地表水體；L>50m。2.7.線形工程雙排井點計算模型公式10對于雙直線井排，當排距不大，可近似按單排井計算單井出水量，其出水量為上式計算之半適用條件：條件同上；井排位于無界含水層中。2.8.線形工程承壓非完整井計算模型公式11對于雙直線井排，條件同上適用條件：非完整井點；其它條件同上。2.9.線形工程承壓潛水完整井計算模型公式12對于雙直線井排，條件同上適用條件：承壓潛水完整井點；其它條件同上。2.10.降水引起地面沉降計算模型水位變化施加于土層的荷載引起土層的豎向變形屬

8、一維變形問題，因此沉降計算采用一維變形計算模型 公式13式中：s最終沉降量（mm）；P水位變化施加于土層上的平均荷載（KPa）；Hi計算土層的厚度（m）；Ei土層的壓縮模量（MPa）2.11.輻射井計算模型公式14其中：公式15當hr>h時: 公式16適用條件：、遠離水體或河流；、l=3050m式中：Q輻射井總出水量(m3/d)n輻射管根數(shù)q單管出水量(m3/d)系數(shù)m含水層厚度(m)h動水位以下含水層厚度(m)2.12.單井出水量計算公式： 公式17式中：過濾器有效長度m； ：管井半徑(m)；K：滲透系數(shù) m/s 。2.13.抗突涌驗算公式：w <h 公式18式中：H：承壓水頭，

9、由含水層頂面算起，m;h：基坑底部所需的最小隔水層厚度，m；w：水的重度，kN/m3；：隔水層土的重度，kN/m3。2.14.潛水群井干擾抽水任意點降深計算公式：公式19式中：H：含水層厚度，m；h：水頭，m；Q：基坑涌水量，m3/d；：某點到各井點中心距離，m；R：影響半徑，m。2.15.承壓水群井干擾抽水任意點降深計算公式：公式20式中：M：含水層厚度，m；S：基坑水位降深，m；Q：基坑涌水量，m3/d；：某點到各井點中心距離，m；R：影響半徑，m。2.16.線形工程承壓潛水非完整井計算模型公式21對于雙直線井排，條件同上適用條件：承壓潛水完整井點；其它條件同上。2.17.越流補給 其中：

10、為越流強度；弱含水層的滲透系數(shù)；水頭損失；m弱含水層的厚度。3 計算案例1計算概化模型及計算依據(jù)本基坑所涉及的共有二層含水層，即上層滯水含水層。依據(jù)各含水層所處的層位及其特征，建立如下圖所示的計算概化模型：、 由于本基坑呈 “凹”字形，屬不規(guī)則形態(tài)，基坑降水平面面積約：5600m2。、 本工程降水涉及含水層共二層，含水層分布不均一，且具有隨機性，累計厚度約3.5m。含水層1含水層2、 由于含水層均位于基坑底面以上，因此降水采用疏干性降水。圖1基坑降水計算模型本基坑降水計處依據(jù)建筑基坑支護技術規(guī)定（JGJ12099）中提供的有關計算方法，結合我公司在北京地區(qū)多個基坑施工設計所積累的經(jīng)驗，同時考慮到規(guī)范中提供的公式為一理想狀態(tài)下的含水層等方面的因素，計算中采用修正系數(shù)進行了修正。2水文地質(zhì)參數(shù)上層滯水含水層h1=3.50m s1=3.50mK1=1.0m/d3、基坑引用半徑r=sqr(F/3.14) =42m4、降水影響半徑潛水含水層：5、涌水量計算： 6、降水井數(shù)量計算、單井涌水量、降水井數(shù)量n=1.1Q/qn1=40口井基坑周長約360米，降水井間距取810m7、降水井深度依據(jù)本基坑