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深井设计计算.docx

1、深井设计计算神塘河排灌站拟建站址位于无为县南端凤凰颈闸西侧约400m,距西河约240m,夹江约400m左右,站址处为一片水稻田,地面高程8.99.36m,所做神塘河排灌(抽水)站工程地质报告站身基本在ZK3、 ZK4、 ZK5、 ZK8、 ZK9、 ZK10 ZK13、 ZK14、 ZK15位置。站址处地基主要为 (淤泥质)重粉质壤土,底高程-13.31.47m; 极细砂层,层底高程-33.09m; 砂砾石、中粗砂层,钻孔未揭穿。地下水位情况:场地地基层上部以粘壤性土为主,形成覆盖层,基土体孔隙赋存潜水,下部砂层赋存承压水,与江水联系较密切,勘探期间测得站址地下水位为8.3m左右。勘测报告渗透

2、系数结果水平渗透系数垂直渗透系数1层1.45*10-4cm/s5.81*10-4cm/s2层9.12*10-4cm/s9.39*10-4cm/s3层/ 野外抽水试验的砂层渗透系数为1.42*10-3cm/s。一有关设计参数的确定1.深井布置根据基坑开挖要求,最低开挖高程-5.5m,基坑中心点地下水位降至-6.0m-6.5m以下,其次要保证无为大堤的安全和全年能顺利施工。由于站厂房两侧护坦上须布置4排砂井(计28口)。利用其中的6口作降水深井,另外,根据翼墙等基坑开挖要求,在其另外两侧布置 20口深井,由此布置,各井间距及井围面积等参数如下:利用砂井间距为10m(间隔利用);其它深井间距为131

3、7m井围面积为4309m22.渗透系数k的选择 由于未做现场抽水试验,勘探资料中各层渗透系数只能为一参考值,根据地质资料及附近工程(凤凰颈排灌站)实际施工情况, 初设阶段取k=5.68*10-3cm/s=4.91m/d 施工图阶段须经抽水试验确定并进行相应的修改。3.影响半径R初设阶段未做抽水试验,根据勘探地质资料取经验值。由供水水文地质手册p272,表1-6-6 取R=60m附表 根据颗粒直径确定影响半径R值地层地层颗粒R值(m)粒径(mm)占重量(%)粉砂0.050.10以下2550细砂0.10.257050100中砂0.250.550100300粗砂0.51.050300400极粗砂1.

4、02.0400500小砾石2.03.0500600中砾石3.05.060015004.降深及水位 由水工设计要求基坑开挖至-5.5m高程,地下水位一般应低于0.51.0m,即水位降至-6.0 6.5m,地表水位取8.9m,则降深 S= 8.9-(-6.5)=15.4m水位:汛期亦须降水,施工期西河10年一遇水位为12m,则水位差为H=12-(-6.5)=18.5m5.含水层厚度M由于地质钻孔均未钻到隔水层,中粗砂及砾石层均未揭露,无法判定真正的含水层厚度,对于非完整井,按其有效带深度计算, 基坑总挖深S=9.0- (-5.5)=14.5m 初估井深在地下水位以下约30m有效带深M=48.1m二

5、基坑总涌水量的计算计算基本参数k=4.91m/d (渗透系数)M=48.1m (含水层厚度)rw=0.45m (深井半径)L=12m (滤管长度)R=60m (影响半径)Sw=15.4m (水位降深)ro=39.8m (各井中心至基坑中心距离均值) a=4309m2 (井围面积)算法1公式供水水文地质p340 由=L/M=12/48.1=0.25查附图1(p944)得A=2将各基本参数代入以上各式即得Q=1093.4m3/d.口总涌水量为1093.4*26=28428 m3/d算法2 按短沟处理多层地基和减压沟井的渗流计算理论p214,将梯形断面基坑转化为矩形断面(取基坑底宽与顶宽均值)2a=

6、(50+78.7+(9-4)*2*2)/2=74.35m2b=(33.9+83.3+(9-1.5)*2+(9-4)*2)/2=71.1m由b/a=0.96查p216图111知r0/a=1.16r0=1.16*74.35/2=43.1mr0/T=43.1/48.1=0.896 (1)S/T=15.4/48.1=0.32 (2)由(1)、(2)查p370图111知f0=0.3非完整井等效半径ro= ro/ef0=31.9总流量Q2L1等效补给距离,取西河侧补给距离237m将各基本参数代入上式求出 Q=2*4.91*48.1*18.5/ln(237/31.9)=13682m3/d算法3公式多层地基和

7、减压沟井的渗流计算理论p313h=f (H1,H2 。L1,L2 。x,y)-Cn(L1,L2 。xn,yn)(1)Cn=Qn/2kT(3)计算有关参数(以沿河岸为y轴,与其垂直且经过围井中心为x轴)各井座标值为x1=226 y1=23 x10=287 y10=13 x19=210 y19=34x2=235 y2=28 x11=293 y11=26 x20=208 y20=18 x3=244 y3=32 x12=265 y12=12 x21=202 y21=7x4=247 y4=58 x13=256 y13=16 x22=196 y22=5x5=252 y5=47 x14=247 y14=21

8、 x23=191 y23=17x6=258 y6=35 x15=238 y15=25 x24=185 y24=28x7=264 y7=23 x16=229 y16=29 x25=208 y25=15x8=269 y8=12 x17=223 y17=61 x26=217 y26=19x9=280 y9=1 x18=216 y18=47计算结果及计算程序附于后,所有井总出水量为Q=10200m3/h算法4公式基础工程原理p81 承压非完整井式(4-7)将所有参数代入上式得Q=14064m3/h算法5公式“凤凰颈降水深井修改设计”采用公式 由=L/M=12/48.1=0.25查附图1(p944)得A=2将各基本参数代入以上各式即得Q=597.1m3/d.口总涌水量为597.1*26=15525 m3/d结论: 由于每一种计算方法都有它的适用条件,具有一定的局限性,另外实际的地质条件复杂,补给水源远不止西河一边,影响半径和渗透系数等参数假设时随意性较大,因此,其计算结果只能作为参考,施工时还应根据实际情况予以及时调整。在此,参考附近凤凰颈工程实际施工情况以及本工程地质资料,取用第四种算法结果即Q=14064m3/h基坑中心点降低高度为(凤凰颈排灌站修正设计) 将各数据代入式中得 Hc=15.9m相应的基坑中心点地下水位高程为 8.9-15.9= -7.0m,符合施工要求。

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