大型基坑抽排水理论计算

大型基坑抽排水理论计算
1概述
1.1工程概况长沙综合枢纽工程是湘江干流9 级开发规划当中的最下游一个梯级，坝址控制流域面积90520km2长沙综合枢纽工程位于湖南省会长沙市下游。

枢纽主要包括船闸、泄水闸、电站、坝顶公路桥、鱼道、护岸等，本工程采用分期导流方式。

一期施工右汊20 孔泄水闸，二期施工左汊船闸+11.5 孔泄水闸及船闸，三期施工左汊14.5 孔泄水闸和电站厂房。

1.2水文条件
湘江为雨水补给型河流，每年4〜9月为汛期，10月至次年2月为枯水期。

坝址多年平均流量为2237m3/s。

湘江在此河段径流呈如下规律：从1 月〜6月份径流接近逐月递增，从7月〜12 月份来水递减。

湘江来水65.3%集中在3〜7月份这5个月；余下7个月仅占34.7%。

根据1952〜2008年水文资料，推算出坝址多年月（年）平均流量、坝址多年月（年）平均水位等。

二期基坑抽排水施工在2011 年1 月中旬，查找相应的月平均水位为：EL23.0m；
1.3 工程地质条件
左汊二期上、下游横向围堰河床高程12.7〜30.0m，砂砾石一般厚约3.0〜12.0m。

下伏基岩为花岗岩，上游全〜强风化花岗岩一般厚约5〜10.0m，下游全〜强风化花岗岩厚度相对较浅，一般厚约3.0
〜5.0m。

左汊纵向围堰河床高程17.3〜20.2m，砂砾石一般厚约
3.0〜11.4m。

下伏基岩为花岗岩，岩面起伏大，全〜强风化花岗岩一般厚约0〜5.7m。

河床砂砾石层渗透系数K=2.0〜3.8 X 10-2 (cm/s);基岩全强风化带的透水率q=5.0〜16lu 。

2二期基坑抽排水情况说明
(1)二期基坑于2011 年1 月10 日完成围堰闭气工作，预计于2011 年1 月12 日正式开始基坑初期抽排水工作 (在围堰闭气施工过程中，抽水设备等都已经安装就位，1 月11 日为调试、整改阶段)。

(2)根据长沙中长期天气预报2011 年1 月12 日至2011 年1 月19 日均无降雨天气，故初期排水中不考虑降雨水量。

(3)二期基坑初期排水主要包括基坑储水、围堰渗水等。

(4)二期围堰轴线堰长2127m;
(5)围堰堰顶高程为EL33.4m,而1月份河床多年平均水
位为EL23.0m,根据设计地形经过详细计算，EL23.0m以下基坑
内的水量约为195 万立方米，基坑内每米的储水量见表1 。

( 6)基坑排水计算主要考虑了：基坑储水、堰体渗流量、堰基渗流量、绕渗量。

3二期基坑初期抽排水计算
3.1 堰体渗透量计算按照“不透水地基上的心墙围堰”类型进行
计算，心墙平均厚度E =0.8m*k (心墙两侧为吹填沙，通过实验确定：吹填沙系数为3*10-2 、粘土心墙系数为10-6 )，将高喷桩按
照渗透系数转化成吹填沙的厚度。

转化系数k= 吹填沙渗透系数/ 防渗墙渗透系数=3*10-2/10-6=30000 ，E =0.8m*k=24000m。

围堰迎水面水位高度按照初期排水时所能遭遇的最大高度
进行计算，取23.00m高程，围堰内侧堰脚平均高程按15.0m取值，按均质土围堰进行计算单宽渗流，q=k*(( 23-15)2-(0)
2)/(2*E)=3*10-2*64/ (2*24000)=4*10-5m3/s 。

那么整个
围堰整长2127m的总渗透量为：4*10-5m3/s*3600*2127=306m3/h 。

3.2堰基强风化岩石层渗透量
资料显示堰基为“全、强风化花岗岩属弱〜中等透水层，其
全风化岩，厚度变化较大，主要分布于拟建坝轴线附近，厚度一般为4.1〜24.6m。

”根据对比，堰基强风化岩层的渗透系数确定为K=10-5 (cm/s)，取强风化层厚5m。

单宽渗流(按单层透水地基的渗流计算)，q=k*(T*(H1-H2)) /((1+0.87*T/L ) *L) =10-5*12*5/ (1.036*120 ) =4.83*10-6m3/s 。

整个围堰整长
2127 m 的总渗透量为：4.83*10-6m3/s*3600*2127=37m3/h。

3.3绕渗量计算
在堰肩与老堤接触位置进行了60m长加强高喷防护，绕渗的大
多来源于：水流通过基坑上下游河床，绕过堰肩加长的防渗墙，通过防渗墙与新堤之间的空隙进入新老堤中间深槽段，然后通过老堤渗入基坑。

新堤与堰肩加长的防渗墙之间的空隙长度约为：60m则渗透段
长度为60*2=120m。

从上下游进入基坑的渗流长度采用综合计算，计算长度980m。

绕渗分两个部分：
（1）老堤堤身形成的渗流
老堤填筑的粘土压实度为93%时，渗透系数K20°C（cm/s）=2.6 X 10-7，渗流量很小，可以忽略。

（2）老堤底部渗流老堤底部砂卵石层渗透系数初步估计按照10-3 考虑，底部
渗透层厚按照10m考虑，宽度120m
单宽渗流（按单层透水地基的渗流计算），q=k*（T*（H1-
H2））/（（1+0.87*T/L ）*L）=10-3*12*10/ （（1 +0.87* 1 0/980 ）*980）=12.2*10-5m3/s。

长度120m的总渗透量为：
12.2*10-5m3/s*3600*120=53m3/h 。

通过计算，初期抽排水总的渗水量按照306+37+53=396m3/h考虑。