基坑降水计算.docx

1、基坑降水计算基坑降水计算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基础的图解法进行推求。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，m ;3O-抽水时的涌水量，m /d ； H-承压水和潜水含水层的 厚度，m;R = losVF吉哈尔特潜水及承压水抽水初期 确定影响半径K-渗透系数，

2、m/d ； h-抽水时的水柱高度，m ;1库萨金潜水S-抽水时的水位降深，m ;3-单位面积内的渗诱量， m3/h ;尺和舒尔米潜水卩-给水度；t-由开始抽水至稳定下降漏 斗形成的时间，h ;尺vf H取维别尔潜水1-自然条件下的水力坡度昭一刊苏洛夫和卡 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J5-0 1 2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

3、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。Un宦堡3*图I自然皴直角座标图解 法求影响半径示激圉止水fit.一动忒垃

4、一观测孔水位,111.3、影响半径经验数值根据岩层性质、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）粉砂细砂中砂粗砂 板粗砂小砾 中砾 大砾Yo?T_cxlcoinv：- gipqqqo cScScSOlcxicog25 5050 100100200300400400 500500 600600150015003000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） 2.0 3005000.5 0.3325 502.0 1.01003000

5、.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-SS log |1 + Rrl / r0 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 ；r。：基坑等效半径（m2.2.承压水完整井计算模型Q = 2.73k MSi R ig 1 -i ro丿公式 2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）；ro :基坑等效半径m承压含水层厚度（m2.3.承压水非完整井计算模型Q = 2.73k MSIg

6、l+R+Mr。lg”1+0.2M)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（m）；M承压含水层厚度（m）；S:基坑水位降深（m）；i :基坑降水井过滤器工作部分长度（m公式 324承压一潜水完整井计算模型Q = 1.366k2H M M h2公式 4式中：Q基坑涌水量（mVd）；K:渗透系数（m/d）；R:降水影响半径（m；ro :基坑等效半径（m ；M承压含水层厚度（m； h：降水井外壁处的水位至含水层底板的深度（m；2.5.线形工程潜水完整井计算模型公式 5Q =kLH2 -h2R2 - h2q =二k 2H -S S d RIn公式

7、6公式 7二 rw 2d双直线井排，条件同上，适用条件:1均质潜水含水层；2完整井点；3位于无界含水层中；4直线井点排，两侧进水；5L50mxle-vl-7Js-.2.6.线形工程承压完整井计算模型亠 2kMSLQ R 公式 8Ul Sy = H x R 公式 9x1 r* : 7 n F 牛 r- & 讯 n n ? 于 z*适用条件：1均质承压含水层；2线形排列井点，两侧进水;3完整井点，远离地表水体;L50m=n_B_i_H8_n_HB=l_H2.7.线形工程双排井点计算模型2 二 kMSd R 十 丁W 2d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

8、之半适用条件：1条件同上；2井排位于无界含水层中。2.8.线形工程承压非完整井计算模型2 二 kMS.d 二 R InTw 2d公式112d对于双直线井排，条件同上适用条件：1非完整井点；2其它条件同上。2.9.线形工程承压一潜水完整井计算模型二k2H - M M -h2 1 q= dRIn: rw 2d公式12对于双直线井排，条件同上适用条件：1承压一潜水完整井点；2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s 二二.P Hii jnEi公式 13式中：s 最终沉降量（mr） p 水位变化施加于土

9、层上的平均荷载（KPa；h 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 142 .2当hrh时:公式 16q,36K3_.R lg0.25l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/d）n辐射管根数q 单管出水量（m3/d）a 系数m 含水层厚度（m）h动水位以下含水层厚度（m）2.12.单井出水量计算公式:q =2二 r l 公式 1715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： ： h 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

10、， mw：水的重度，kN/m5;:隔水层土的重度，kN/卅。2.14.潜水群井干扰抽水任意点降深计算公式:公式 192 Q 1 1h = H lg R 一 lg X1.X2 XnV 1.366.K n 作式中：h：含水层厚度，mh：水头，mQ基坑涌水量，m/d ；xn :某点到各井点中心距离，mR:影响半径，m。2.15.承压水群井干扰抽水任意点降深计算公式:_ 0.366QS 二KM1lg R - X1X Xnn公式 20式中：m含水层厚度，ms：基坑水位降深，mQ基坑涌水量，m/d ；Xn :某点到各井点中心距离，mR:影响半径，m2.16.线形工程承压一潜水非完整井计算模型r n f兀k

11、 (2H=M M 一 I 、2丿 q =1 d +收ln了 w 2d2 二 KTS二 Rln卫二 5 2d 公式 21对于双直线井排，条件同上适用条件：1承压一潜水完整井点；2其它条件同上。2. 17.越流补给Z =K 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。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，建立如下图所示的计算概化模型:21、 由于本基坑呈 “凹”字形，属不规则形态，基坑降水平面面积约： 5600m。2、 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.

12、5m。3、 由于含水层均位于基坑底面以上，因此降水采用疏干性降水。间距加密至8米。4计算参数选取4- 1-6某些岩石的滲透系数岩石名称空隙情况灌透系数/cm*s1T+- Ij-R | L 花岗岩较致密、微製隊IJ X 10_Lt -9.5 X 10含微裂隙1.1 x 10 - 2.5 x 1OL,微裂隙及部分粗裂隙2.8 x |0_, 7x H)s石灰岩致密3 x 1012 x 10 10微裂隙、孔隙2x IO9 3x 10 4空隙较发育9x 10 3 x 10 4致密10 n片麻岩微裂隙9x 1DS -4x 10 T 融裂隙发育2x ID6 - 3x 10 1評绿岩、玄武岩致密10n砂岩较致幽10 x 10 LS 2.5x 10 n帘隙发育5.5x 10页岩微裂隙发育2x 10 Sx 10 *片岩微製隙发育105x 10_a石英岩徽裂隰1.2x IO1*1 - LSx ID 旳工程地质手册（P600）表5-3-1不同岩性渗透系数A的经验值岩性溼透系数X（rn/d）岩性溼透系数K（Eti/d ）粘土0 0()1 -0.054细砂5 * 15亚粘土602-0+5屮砂10-25亚砂土().2 -】”0粗砂25-S)粉砂1砂砾石50* 150粉细砂3 8卵砾石関-3(X)