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；

O-抽水时的涌水量，m3/d；

H-承压水和潜水含水层的

厚度，m；

K-渗透系数，m/d；

h-抽水时的水柱高度，m；

S-抽水时的水位降深，m；

ω-单位面积内的渗透量，

m3/h；

μ-给水度；

t-由开始抽水至稳定下降漏

斗形成的时间，h；

l-自然条件下的水力坡度

吉哈尔特潜水及承压水抽水初期确定影响半径

库萨金潜水舒尔米潜水维别尔潜水

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

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。

1.3、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

0.05～0.1

0.1～0.25

0.25～0.5

0.5～1.0

1.0～

2.0

2.0～

3.0

3.0～5.0

5.0～10.0

25～50

50～100

100～200

300～400

400～500

500～600

600～1500

1500～3000 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 2.0～1.0 1.0～0.5 ＞300～500

100～300

50～100

0.5～0.33

0.33～0.2

＜0.2

25～50

10～25

＜10

2 计算模型及公式

2.1.潜水完整井计算模型

()⎪⎭⎫ ⎝

⎛+-=01log 2366.1r R S S H k

Q ………………………

…………………公式1

式中：Q 基坑涌水量（m 3/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 0：基坑等效半径（m ）。

2.2.承压水完整井计算模型

⎪

⎪⎭⎫

⎝

⎛+=01lg 73.2r R MS k

Q

式中：Q ：K R ：r 0：基坑（m ）；

M ：承压含水层厚度（m ）

2.3.承压水非完整井计算模型

⎪⎪⎭

⎫

⎝

⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=002.01lg 1lg 73.2r M l l M r R MS

k

Q ……………………………公式式中：Q ：基坑涌水量（m 3/d ）；

K ：渗透系数（m/d ）； R ：降水影响半径（m ）； r 0：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部分长度（m ）

()⎪

⎪⎭⎫

⎝

⎛+--=02

1lg 2366.1r R h M M H k Q 式中：Q ：基坑涌水量（m 3/d ）；

K ：渗透系数（m/d ）； R ：降水影响半径（m ）； r 0：基坑等效半径（m ）； M ：承压含水层厚度（m ）；

h

2.5.线形工程潜水完整井计算模型

R h H kL Q 2

2-=…………………………………………………公式5

()

222h H R

x

h y -+

=……………………………………………公式6 ()d

R r d S

S H k q w 2ln 2πππ+-=

…………………………………………………公式7

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； ⑤L>50m 。

2.6.线形工程承压完整井计算模型

R

kMSL

Q 2=

………………………………………………………公式8

x R

S

H y -

=………………………………………………………公式9

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； ④L>50m 。