第三节、隧道洞室涌水量预测
一、水文地质参数计算
为取得计算洞室涌水量的水文地质参数，进行钻孔提（抽）水试验，利用提水试验和抽水试验结果，采用地下水动力学方法及相关计算公式，大部分按潜水非完整井计算出提水的渗透系数K 抽水，另外根据提水后的恢复水位与时间的关系，即s~t 关系计算出恢复的渗透系数K
恢复
，并参照当地岩性的渗透系数K ，
将该三种方法求得的渗透系数K 值并结合钻探过程中冲洗液的消耗量，岩体的破碎性、岩性的矿物组成及充填胶结情况，给定一个建议的渗透系数K 值。求得水文地质参数，
其提水时K 值计算公式如下：
K=
2
2)
lg (lg 733.0h
H r R Q --ω 其中：K ——渗透系数（m/d ）。
Q ——出水量（m 3/d ）。
R ——影响半径（此值根据《工程地质手册》第二版表9-3-12查得） r ω——钻孔半径（m ）。
H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。 h ——抽水稳定时含水层的厚度（m ）。 恢复水位计算渗透系数K 值公式如下：
()2
12
ln 25.3S S
t r H r K ωω+=
（完整井）
其中：K ——渗透系数（m/d ）。 r ω——钻孔半径（m ）。
H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。
S 1——抽水稳定时的水位降深（m ）。
S 2——地下水恢复时间t 后水位距离静止水位的深度（m ）。 t ——水位从S 1恢复到S 2的时间（d ）。
具体计算过程及计算结果见附表5：钻孔提（抽）水试验渗透系数（恢复水位）计算成果表。
二、洞室涌水量的估算方法 （一）、洞室涌水量的补给来源
为了更准确预测隧道洞室涌水量，通过野外水文地质调绘，并分析洞室地下水的补给来源，含水岩性的空间分布、富水性，结合钻孔对地下深处地质情况的揭露，参考物探测井成果，我们认为隧道洞室涌水量的补给来源由以下几部分组成：
a ．洞室影响范围内汇集的大气降水渗漏补给量；
b ．洞室附近地下水的补给量（包含隧道上行线、下行线间含水层的静储量及洞室两侧地下水的侧向补给量）；
c ．地表水流过洞室上方时的渗入补给量；
d ．地表水通过节理裂隙、断层破碎带给洞室的侧向补给量；
e ．断层破碎带导入洞室的地下水量。 （二）、洞室涌水量的估算方法
根据以上对洞室涌水量补给来源的分析，结合隧址区工程地质、水文地质条件及隧址区气候、大气降雨等特征，本次计算我们按隧道开挖正常涌水量及特大暴雨、地表水沿断层或溶洞导入洞室等极端特殊情况下极端涌水量两种情况考虑。
1、正常涌水量
正常涌水量的计算我们选择以下的计算方法： （1）大气降水入渗法：
隧道进口段隧道洞室位于地下水位以上，在一般情况下可按无水考虑，但在雨季，特别是连续降水时段，地表水入渗导致洞室形成渗水，按大气降水入渗估算该段正常涌水量。
计算公式如下： Q=a·F·P /365
式中： a －大气降水入渗系数（取17%）；
F －隧道影响带汇水面积（在1:5000地形图上按水文单元量取）； P －大气降水量（当地年平均降水量上限，查阅资料，计p=757mm ）。 隧道进口段洞室正常涌水量计算过程及计算结果详见表3。
隧道进口段洞室正常涌水量计算表 表3
洞室主要穿越安山岩、千枚岩、白云岩、大理岩等含水层，加之洞室呈狭长的条形水平坑道，在隧道横剖面方向上，洞室对含水层的切割较小，开挖后以渗水、滴水为主，地下水流动在横剖面上可视为平面一维流，地下水向洞室的流动可按达西定律进行分段正常涌水量估算。
Q=K·I·L·B
式中： K －渗透系数；结合各岩性段钻孔提（抽）水试验渗透系数K 结合当地区域资料选取经验值；
I －水力坡降（根据经验，取I=1）；
B －计算断面宽度，取隧道开挖断面的周长（单洞三车道，计B=39m ）。 L －计算断面长度。
经计算隧道右线正常涌水量约为22253.99m 3/d ，左线正常涌水量约为
24303.05m 3/d ，合计正常涌水量为46557.03m 3/d 。
达西定律法估算隧道洞室分段正常涌水量估算过程及计算结果详见表4。 （3）潜水完整式水平坑道法：
隧道洞室呈狭长的条形水平坑道，在隧道横剖面方向上，洞室对含水层的切割较小，开挖后以渗水、滴水为主，地下水流动在横剖面上可视为平面一维流，把该隧道近似为潜水完整式水平坑道，地下水向洞室的流动亦可按水平坑道进行洞室正常涌水量估算，并与达西定律法进行对比。
计算公式：221212**2210*H H Q B K R R R S ??
=+ ?
??=
Q ——洞室开挖后涌水量（m 3/d ） K ——经验渗透系数（m/d ）
H x ——离坑道x 处（垂直坑道方向）的水位（m ）
S ——静水位至洞身的深度（m ）（以洞室至潜水稳定水位高度取值）。 R 1、R 2—坑道在补给和排泄方向的影响宽度或为坑道至补给边界、排泄边界的距离（m ）
该方法按洞室含水段分段计算，含水层厚度取值为洞室横剖面上距离洞室R 距离处的含水层厚度取近似值，部分受地形限制地区取经验值。
经计算隧道右线正常涌水量约为21339.06m 3/d ，左线正常涌水量约为21339.11 m 3/d ，合计正常涌水量为42678.17m 3/d 。
潜水完整式水平坑道法估算隧道洞室分段正常涌水量估算过程及计算结果详见表5。
（4）洞室分段正常涌水量预测
为进一步了解洞室各段在施工和使用时的洞室涌水量，综合分析隧址区的水文地质条件，根据洞室各段的地层岩性，节理裂隙溶隙、断层破碎带特征，
洞室的充水来源及其与地下水、地表水、大气降水的补排关系，将隧道左右线洞室各划分为15个块段。各块段洞室涌水量的主要补给来源有差别，使各块段涌水量大小不一致，变化较大。将上述三种方法估算的隧道正常涌水量进行分析对比，并建议各块段的正常涌水量，其详细情况见《隧道洞室分段正常涌水量预测成果表》（表6），以对隧道防水排水设计、施工起指导作用。
隧道洞室分段正常涌水量预测成果表表6
2、极端涌水量估算
隧道洞室极端涌水量是指，在特大暴雨或者隧道开挖过程中导通了地下岩溶通道、深大断裂等畅通的水流通道等极端特殊条件下，使地表水通过断层带、裂隙带或岩溶通道等垂向或侧向导入洞室，形成严重的、突发的涌水、突水事故时的极端涌水量。根据本隧址区工程地质、水文地质条件及隧道所在区域的气候条件、降雨特征等因素综合考虑，本次对本隧道极端涌水量的估算主要考虑以下几个方面的补给源：
（1）暴雨季节地表水流过洞室上方时的渗入补给量
隧道测设里程ZK26+450附近芋子滩沟有常流地表水，且从隧道轴线正上方通过，加之区域洛峪断裂带横切该沟谷与隧道联通，岩体破碎，水流通道畅通，暴雨季节水量暴涨，水位升高，地表水沿断裂带导入到隧道洞室的水量必然猛增。地表水渗漏量与渗漏面积、渗透速度有关，按达西定律，地表水渗漏量为：
***
H h
Q B L K
H
+
=
式中：Q——地表水渗漏量（m3/d）；
L——河水宽度（m）；按地表水具体情况，取最高洪水位时河流宽度；
B ——地表水渗漏段长度（m ），按地表水具体情况，取最高洪水位时与隧道相交长度；
K ——渗透系数（m/d ），根据钻孔提水试验计算结果，参考当地的水文地质参数，综合取值；
H ——地表水河床底到洞底板距离（m ），在纵剖面上量取；
h ——河水深度（m ），根据该处地表水实际情况，取最高洪水位深度； 暴雨季节地表水（芋子滩沟）流经隧道顶部时对隧道洞室的垂直渗漏补给量为10470.45m 3/d ，具体计算过程及结果见表7。
（2）暴雨季节地表水通过节理裂隙、断层破碎带给洞室的侧向补给量； 隧道测设里程YK23+400~YK25+300段右侧拐屿沟、隧道测设里程ZK27+650~ZK29+060段左侧周家庄沟有地表均有常流水，且流向与隧道轴线近平行，地面标高高于隧道洞室，存在向洞室充水的条件，且发育的断层F30、F34及F41分别横切该沟谷与隧道联通，补水通道畅通，暴雨季节沟谷地表水水位暴涨，水头压力增大，地表水沿断裂带及节理密集带侧向补给到隧道洞室的水量必然猛增。由于此种方式给洞室充水，有良好的充水通道，并形成一定水头供水边界。根据单宽流量公式，暴雨季节地表水的侧向补给量为：
221
2
**
2*H H Q B K L
+=
式中：Q ——为地表水侧向补给量（m 3/d ）；
B ——地表水侧向补给长度（m ），在1:5000水文地质图上分段采集； K ——渗透系数（m/d ），根据钻孔提水试验计算结果，参考当地的水文
地质参数，综合取值；
H 1——地表水位与洞底板的高度差，据 1:5000平面图和纵剖面图计算得出。
H 2——洞室内地下水高度，洞室疏干时取H 2=0
L ——洞室与地表水体的平面距离，在1:5000水文地质图上分段采集，
根据水量及渗透性取加权平均值。
暴雨季节地表水（拐屿沟、周家庄沟）对隧道洞室的侧向补给量为32436.54m 3/d ，具体计算过程及结果见表8。
（3）断层破碎带导入洞室的地下水量。
断层破碎带涌水量计算仅针对断层带进行，本次计算只考虑在极端暴雨季节导水、储水性好、排泄通道畅通、地下水补给源充足且补给迅速快、错断深、延伸远、地下联通性好的深大断裂。根据断层性质及岩性条件，综合分析认为，在本隧道区主要考虑大湾断裂束（F35、F36、F37、F38）、芋子滩洛峪区域断裂（F43）及白庄断层（F41）三处在极端情况下对隧道洞室的额外补给量。各断层地下水流动在走向方向具潜水性质，在倾向方向具承压水性质，故计算洞室两侧断层破碎带的补给量时，把断层破碎带做潜水含水层处理，故可按潜水完整式水平坑道的涌水量公式计算断层破碎带的涌水量：
2
**
H Q B K L
=
式中:Q ——断层破碎带涌水量（m 3/d ）
B ——断层破碎带在洞室的出露长度，在地质纵剖面上量取。
K ——渗透系数（m/d ），根据钻孔提水试验计算结果，参考当地的水文地
质参数，综合取值；
H ——断层破碎带中地下水的初始水位或水头高度。
L ——洞室系统地下水的影响范围（m ），按各断层的延伸长度，取经验值。 暴雨季节隧道区重要深大断层破碎带导入洞室的地下水量为107313.95 m 3/d ，具体计算过程及结果见表9。
由上述可知，在特大暴雨或者开挖过程中导通了地下岩溶通道、深大断裂等畅通的水流通道等极端特殊条件下，洞室中地下水补给源大幅增加，水头压力急剧升高，洞室涌水量也会在短时间内猛增，局部地段可能形成强突水、突泥现象。经上述计算得知，极端特殊条件下隧道洞室的突水、突泥现象主要分
布在大湾断裂束（F35、F36、F37、F38断层）、洛峪断裂（F43）、白庄断层（F41）附近及拐屿沟左侧隧道洞室YK23+400~YK25+300段，极端条件下上述各段隧道洞室的极端突水量分别为73560.16m3/d、33491.92m3/d、27950.58m3/d 及15218.27 m3/d。总之，隧道洞室在极端条件下局部突水重点段落涌水量估算合计为150220.94 m3/d。
三、隧道涌水量估算结果及综合评价
本隧道右线建议正常涌水量为24662.39 m3/d，左线建议正常涌水量为26189.74m3/d，整体隧道洞室建议正常涌水量为50863.72 m3/d。在特大暴雨等极端特殊情况下，隧道洞室重点突水段极端涌水量总和可达150220.94 m3/d。
根据表6《隧道洞室分段正常涌水量预测成果表》、极端涌水量估算结果及各含水段落水文地质、工程地质条件，将隧道各含水段落分为贫水段、相对富水段、富水段、饱水段和突水段（详细分段见《工程地质纵断面图》）。按上述次序富水性依次增强，以突水段富水性为最强，可以看出突水段均位于碳酸盐类岩石中发育的断层破碎带附近，以右线为例分别为YK25+305~
YK25+870段（对应大湾断裂束F35、F36、F37、F38断层）、YK26+485~ YK26+720（对应洛峪断裂（F43））及YK27+995~YK28+225（对应白庄断层（F41）），此三段洞室涌水量极大，正常涌水量分别为6140.16 m3/d、2198.75 m3/d及2592.33m3/d，极端涌水量分别为73560.16m3/d、33491.92m3/d及27950.58m3/d，一旦发生突水、突泥现象，将对隧道洞室造成极其严重的、甚至毁灭性的破坏。设计及施工时应特别注意排水及支护，并积极做好超前预报工作。另外，
YK23+400~YK25+300段右侧拐屿沟地表水在特大暴雨等极端特殊条件下，具备沿断层带侧向向洞室充水的条件，且水量很大，估算极端涌水量15218.27
m3/d，一旦发生突水现象，也将造成严重的安全事故，设计、施工时也应引起高度重视，做好排水和支护措施。
总而言之，该隧道水文地质条件较复杂，隧道开挖涌水量较大，洞室地下水补给源多，洞室涌水量、水头压力大，且在碳酸盐类岩石段有存在地下暗河的可能，因此，局部会有突水可能。尤其是在特大暴雨或者开挖过程中导通了地下岩溶通道、深大断裂等畅通的水流通道等极端特殊条件下，地表水沿断层、裂隙带等畅通的地下水通道大量、迅速导入洞室，造成严重的突水、涌水现象。总之，地下水对隧道开挖影响大、危害严重，隧道施工困难。洞室设计时，应特别加强对地下水涌水、突水段的设防，施工时要做到对地下水涌水、突水的超前预报，提前泄水和疏干，以减少、减小洞室涌水量，保证施工安全，尤其是雨季更应加强防排水措施和超前预报。隧道营运时，应做长期观测，及时发现和了解地下水对洞室存在的潜在危害，及时处理和防范，防止意外事故发生。
矿井涌水量的计算与评述 钱学溥 （国土资源部，北京 100812） 摘要：文章讨论了矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字。文章推荐了反求影响半径、作图法求解矿井涌水量的方法。 关键词：矿井涌水量；勘查；计算；精度级别；允许误差；有效数字 根据1998年国务院“三定方案”的规定，地下水由水利部门统一管理。水利部2005年发布了技术文件SL/Z 322-2005《建设项目水资源论证导则（试行）》。该技术文件6.7款规定，地下水资源包括地下水、地热水、天然矿泉水和矿坑排水。6.1.2款规定，计算的地下水资源量要认定它的精度级别。我们认为，认定计算的矿井涌水量的级别和允许误差，不仅是水利部门要求编写《建设项目水资源论证》的需要，而且有利于设计部门的使用。在发生经济纠纷的情况下，也有利于报告提交单位和报告评审机构为自己进行客观的申辩。下面，围绕这一问题，对矿井涌水量的勘查、计算、精度级别、允许误差和有效数字等方面，作一些论述和讨论。 1 矿井涌水量与水文地质勘查 矿井涌水量比较大，要求计算的矿井涌水量精度就比较高，也就需要投入比较多的水文地质勘查研究工作。表1，可以作为部署水文地质工作的参考。 表 1 矿井涌水量与水文地质勘查 Table 1 Mine inflow and hydrogeological exploration
注：○1多年生产的矿山是指：开采水平不变、开采面积基本不变的多年生产的矿山，如即将闭坑或是即将破产的矿山，即是这种多年生产的矿山。○2多孔抽水试验，是指带观测孔的一个抽水主孔的抽水试验，持续抽水几天。○3群孔抽水试验是指带观测孔的多个抽水主孔的抽水试验，其抽水总量，一般要达到计算矿井涌水量的1/3～3/4，持续抽水几十天。○4利用地下水动力学计算公式，计算矿井涌水量，就属于解析法的范畴。大井法、集水廊道法就是常用的解析法。○5数理统计包括一元线性回归、多元线性回归、逐步回归、系统理论分析、频率计算等（参考钱学溥，娘子关泉水流量几种回归分析的比较，《工程勘察》1983第4期，中国建筑工业出版社）。可以把水位抽降、巷道开拓面积、矿产产量、降水量等作为自变量，把矿井涌水量作为因变量。○6数值法也就是计算机模拟，是通过利用计算机模拟地下水流场的变化，计算矿井涌水量的一种方法。○7常用的大井法、集水廊道法等解析法计算矿井涌水量，只考虑了含水层的导水性，没有考虑地下水的补给量。因此，只有进行了解析法和水均衡的计算，用地下水的补给量验证解析法计算的结果，计算的矿井涌水量的精度才能达到C 级。 2 稳定流、非稳定流公式应用的主要条件 2.1一般报告采用的解析解大井法、集水廊道法，是基于稳定流理论推导的地下水动力学计算公式。它要求地下水有比较充分的补给条件，要求在该水平开采的几年到几十年内，矿井排水计算的地下水影响半径边界上的水头高度，永远稳定在计算采用的高度上。 2.2基于非稳定流理论推导的地下水动力学计算公式，恰恰相反，它的使用条件是地下水没有补给，含水层分布无限，地下水影响半径不断向外扩大。 2.3由于采用大井法、集水廊道法，一般都没有考虑地下水补给量的问题，因此，计算的结果可能有较大的误差，它的精度一般只有D级。
本工程现场用水分为施工用水、施工机械用水、生活用水和消防用水三部分。 一、施工用水量 q1：以高峰期为最大日施工用水量，计算公式为： q1=K1∑Q1N1K2/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K2用水不均衡系数，取1.5 Q1以砂浆搅拌机8小时内的生产量（每台以30m3计）、瓦工班8小时内的砌筑量（每班以20m3砖砌体计）、混凝土养护8小时内用水（自然养护， 以100m3计）。 N1每立方米砂浆搅拌耗水量取400L/m3计，每立方米砖砌体耗水量以 100L/m3计，每立方米混凝土养护耗水量以200 L/m3计。 q1=1.15×（5×30×400+4×20×100+100×200）×1.5/8×3600=5.27L/S 二、施工机械用水量计算 q2 =K1Q2∑N2K3/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K3施工机械用水不均衡系数，取2.0 Q2以一台对焊机每天工作8小时计，一个木工房一个台班计，一台锅炉每天工作八小时计。N2每台对焊机耗水量300L/台.h，每个木工房耗水量20L/台班，每台锅炉耗水量1050L/t.h。q2=1.15×（300×8+20×1+1050×8）×1.5/8×3600 =0.65L 三、生活用水 q3：现场高峰人数以1500人计算，每人每天用水20L计算： q3=Q3N3K4/8×3600 =1500×20×1.5/8×3600=1.54L/S 四、消防用水量 q4：根据规定，现场面积在25公顷以内者同时发生火警2次，消防用水定额按10-15L/S 考虑。根据现场总占地面积，q4按10L/S考虑。 现场总用水量：根据规定，当q1+q2+ q3〈q4时，采用q4的原则，现场总用水 量为：q= q4=10L/S 供水管径，按下面公式计算： d=√4q/πV×1000=√4×10/3.14×2.0×1000=0.079m 计算结果，现场供水管径需不小于80mm方可满足现场施工需要。
管井设计涌水量计算 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
乐享 管井设计涌水量计算 经营教育 乐享 2012-12-1 水文地质参数索引 a ：含水层厚度，单位米（m）； D g ：过滤管外径（m）； h ：井中的水深，单位米（m）； H ：无压含水层厚度或承压含水层的水头高度或厚度，单位米（m）； K ：渗透系数，表示含水层的渗透性质，在达西公式中，水力坡度i=1时的渗透速度（表示地下水的运动状态、粘滞系数、含水层颗粒大 小、形状、排列）；单位米/天（m/d）； L ：过滤管有效进水长度（m），宜按过滤管长度的85%计算； N ：过滤管进水面层有效孔隙数，宜按过滤管面层孔隙率的50%计算；q n ：单位出水量（m3/（））； Q g ：过滤管的进水能力（m3/s）； Q ：管井出水量，单位m3/d； Q1、Q2：抽水井稳定流出水量，单位m3/d； Q n ：单井实测最大出水量，单位m3/d； 主要针对潜水及承压水稳定流完整井的理论及经验公式展开论述，并介绍了井群在不同地质条件下的布置及计算遵循的原则，最后介绍了洗井及单井出水量校核。最后利用4个Excel文件概括理论及经验公式，可代入抽水试验值分别计算管井单井出水量。
r1、r2：抽水井至观测孔距离，单位米（m）； r ：管井或抽水井的半径，单位米（m）； R ：影响半径，裘布衣公式中以抽水井为轴心的圆柱状含水层的半径（不以井的出水量、水位下降值的大小改变），表示井的补给能力；单位米（m）； S1、S2：观测孔内水位降深，单位米（m）； S1‘、S2’‘：观测孔内水位降深，单位米（m）； S ：水位降深，单位米（m）； S n：相应Q n时的最大水位降深，单位米（m）； T ：导水系数，T=KM，单位m2/d； V g：允许过滤管进水流速，单位m/s，不得大于s； V j：允许井壁进水流速，单位m/s； 目录
附 录 A （资料性附录） 矿井（坑）涌水量计算 A.1 比拟法 比拟法是一种应用相当广泛的传统方法。它是当新矿井与生产矿井的水文地质条件相类 似时，用生产矿井的资料来预测新矿井（坑）涌水量的方法，虽属一种近似的预测方法，但 往往可以获得满意的效果，特别是对于那些水文地质条件简单或者中等的矿井。比拟法包括 富水系数法、矿井单位涌水量比拟法、相关关系分析法等。 A.1.1 富水系数法 P K Q p ?= .................................... (D.1) 式中： Q ——新矿井（坑）涌水量，单位为立方米每年（m 3/a ）； p K ——富（含）水系数，单位为立方米每吨（m 3/t ）； P ——新矿井设计年产量，单位为吨每年（t/a ）。 1 1p Q K p = ...................................... (D.2) 式中： p K ——富（含）水系数，单位为立方米每吨（m 3/t ）； 1Q ——生产矿井（坑）年涌水量，单位为立方米每年（m 3/a ）； 1p ——生产矿井年产煤量，单位为吨每年（t/a ） A.1.2 矿井单位涌水量比拟法 当矿井（坑）涌水量增长幅度与开采面积、水位降低呈直线比例的情况下： 1 110S F Q q = ..................................... (D.3) 式中： 0q ——生产矿井（坑）单位涌水量，单位为立方米每吨平方米（m 3/tm 2）； 1Q ——生产矿井（坑）总涌水量，单位为立方米每年（m 3/a ）； 1F ——生产矿井开采面积，单位为平方米（m 2）； 1S ——生产矿井水位降低，单位为米（m ）。 S F q Q ??=0 .................................. (D.4) 式中： Q ——新矿井（坑）预计涌水量，单位为立方米每年（m 3/a ）； 0q ——生产矿井（坑）单位涌水量，单位为立方米每吨平方米（m 3/tm 2）；
管道水流量计算公式 A.已知管的内径12mm，外径14mm，公差直径13mm，求盘管的水流量。压力为城市供水的压力。 计算公式1：1/4∏×管径的平方（毫米单位换算成米单位）×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s） 计算公式2：一般取水的流速1--3米/秒，按1.5米/秒算时： DN=SQRT（4000q/u/3.14) 流量q，流速u，管径DN。开平方SQRT。 其实两个公式是一样的，只是表述不同而已。另外，水流量跟水压也有很大的关系，但是现在我们至少可以计算出大体的水流量来了。 备注：1.DN为Nomial Diameter 公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。 这是缘自金属管的管璧很薄，管外径与管内径相差无几，所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。 因为单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼方法。 1. 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) 2. 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) 3. DN (nominal diameter) NB (nominal bore) OD (outside diameter) 4. 【例】 镀锌钢管DN50，sch 20 镀锌钢管NB2”，sch 20 5. 外径与DN，NB的关系如下： ------DN(mm)--------NB(inch)-------OD(mm) 15-------------- 1/2--------------21.3 20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 125-------------- 5 ------------139.8 B.常用给水管材如下：
按照初定方案，本工程除埋深较深段使用拖拉管施工外，剩余大部分需使用井点降水大开挖施工。按照设计及规范初步设计沟槽底宽1.5m，沟槽深按照最大挖深设计取4m，开挖沟槽边坡按照1：1，基坑横剖面图如附图。经地质勘探，天然地面属耕植土，其下为粉质粘土（<=-4m），淤泥质粉质粘土(<=-7.14m)、淤泥质粉质粘土夹粉砂，底部为泥岩,基本都属于透水层。地下水位标高为-0.5m采用轻型井点降水施工。 1井点布设 根据工程地质及施工状况，轻型井点采用沟槽两侧单排布设，为是总管接近地下水位，井点管布设于已挖好的路床底。总管距沟槽开挖线边缘1m，总管长度 L=50×2=100(m) 水位降低值 S=4 (m) 采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管） H2>=H1 +h+IL=4.0+0.5+0.1×5.75=5.1(m) 采用6m长的井点管，直径50mm，滤管长1m。井点管外露地面0.2m，埋入土中5.8m（不包括滤管）大于5.2m，符合埋深要求。按无压非完整井环形井点系统计算。 2)．基坑涌水量计算 按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式（式1—23）进行计算 Q= 先求出H、K、R、x0值。 H：有效带深度 H=1.85(S,+L) s’=6-0.2-1.0=4.8m求得H： H=1.85（s,+L）=1.85（4.8+1.0）=10.73（m） 由于H0 一、用水量计算 1．现场施工用水量，按下式计算： 式中q 1——施工用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 1——年（季）度工程量或日工程量（以实物计量单位表示）； N 1——施工用水定额； T 1——年（季）度有效作业日（d ）； t ——每天工作班数（班）； K 2——用水不均衡系数（现场施工用水取1.5）。 2．施工机械用水量，按下式计算： 式中q 2——机械用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 2——同一种机械台数（台）； N 2——施工机械台班用水定额； K 3——施工机械用水不均衡系数（施工机械、运输机械取2.00，动力设备取1.05~1.10）。 3．施工现场生活用水量，按下式计算： 式中q 3——施工现场生活用水量（L/s ）； P 1——施工现场高峰昼夜人数（人）； N 3——施工现场生活用水定额（一般为20~60L/人·班，主要视当地气候而定）； K 4——施工现场用水不均衡系数（施工现场生活用水取1.30~1.50）； t ——每天工作班数（班）。 4．生活区生活用水量，按下式计算： 式中q 4——生活区生活用水量（L/s ）； P 2——生活区居民人数（人）； N 4——生活区昼夜全部生活用水定额，每一居民每昼夜为100~120L ； K 5——生活区用水不均衡系数（生活区生活用水取2.00~2.50）； 5．消防用水量（q 5）。最小10 L/s ；施工现场在25ha 以内时，不大于15 L/s 。 6．总用水量（Q ）计算： （1）当（q 1+q 2+q 3+q 4）≤q 5时，则Q= q 5+2 1（q 1+q 2+q 3+q 4） （2）当（q 1+q 2+q 3+q 4）＞q 5时，则Q= q 1+q 2+q 3+q 4 （3）当工地面积小于5ha 而且q 1+q 2+q 3+q 4）＜q 5时，则Q= q 5最后计算出的总用水量，还应 管井设计涌水量计算内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128） 乐享 管井设计涌水量计算 经营教育 乐享 2012-12-1 水文地质参数索引 a ：含水层厚度，单位米（m）； D g ：过滤管外径（m）； h ：井中的水深，单位米（m）； H ：无压含水层厚度或承压含水层的水头高度或厚度，单位米（m）； K ：渗透系数，表示含水层的渗透性质，在达西公式中，水力坡度i=1时的渗透速度（表示地下水的运动状态、粘滞系数、含水层颗粒大小、形状、排列）；单位米/天（m/d）； L ：过滤管有效进水长度（m），宜按过滤管长度的85%计算； N ：过滤管进水面层有效孔隙数，宜按过滤管面层孔隙率的50%计算； q n ：单位出水量（m3/（d.m））； Q g ：过滤管的进水能力（m3/s）； Q ：管井出水量，单位m3/d； Q 1、Q 2 ：抽水井稳定流出水量，单位m3/d； Q n ：单井实测最大出水量，单位m3/d； 主要针对潜水及承压水稳定流完整井的理论及经验公式展开论述，并介绍了井群在不同地质条件下的布置及计算遵循的原则，最后介绍了洗井及单井出水量校核。最后利用4个Excel文件概括理论及经验公式，可代入抽水试验值分别计算管井单井出水量。 r 1、r 2 ：抽水井至观测孔距离，单位米（m）； r ：管井或抽水井的半径，单位米（m）； R ：影响半径，裘布衣公式中以抽水井为轴心的圆柱状含水层的半径（不以井的出水量、水位下降值的大小改变），表示井的补给能力；单位米（m）； S 1、S 2 ：观测孔内水位降深，单位米（m）； S 1‘、S 2 ’‘：观测孔内水位降深，单位米（m）； S ：水位降深，单位米（m）； S n ：相应Q n 时的最大水位降深，单位米（m）； T ：导水系数，T=KM，单位m2/d； V g ：允许过滤管进水流速，单位m/s，不得大于0.03m/s； V j ：允许井壁进水流速，单位m/s； 目录 水管网流量简单算法如下： 自来水供水压力为市政压力大概平均为0.28mpa。 如果计算流量大概可以按照以下公式进行推算，仅作为推算公式， 管径面积×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s）=流量如果需要准确数据应按照下文进行计算。 水力学教学辅导 第五章有压管道恒定流 【教学基本要求】 1、了解有压管流的基本特点，掌握管流分为长管流动和短管流动的条件。 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头线、总水头线的绘制，并能确定管道的压强分布。 3、了解复杂管道的特点和计算方法。 【容提要和学习指导】 前面几章我们讨论了液体运动的基本理论，从这一章开始将进入工程水力学部分，就是运用水力学的基本方程（恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程）和水头损失的计算公式，来解决实际工程中的水力学问题。本章理论部分容不多，主要掌握方程的简化和解题的方法，重点掌握简单管道的水力计算。 有压管流水力计算的主要任务是：确定管路过的流量Q；设计管道通过的流量Q所需的作用水头H和管径d；通过绘制沿管线的测压管水头线，确定压强p沿管线的分布。 5.1 有压管道流动的基本概念 （1）简单管道和复杂管道 根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。直径单一没有分支而且糙率不变的管道称为简单管道；复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分 为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。 （2） 短管和长管 在有压管道水力计算中，为了简化计算，常将压力管道分为短管和长管： 短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道； 长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在计算中可以忽略的管 道为，一般认为（ ）＜（5~10）h f %可以按长管计算。 需要注意的是：长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算，可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。 5.2简单管道短管的水力计算 （1）短管自由出流计算公式 （5—1） 式中：H 0是作用总水头，当行近流速较小时，可以近似取H 0 = H 。 μ称为短管自由出流的流量系数。 （5—2） （2）短管淹没出流计算公式 （5—3） 式中：z 为上下游水位差，μc 为短管淹没出流的流量系数 （5—4） 请特别注意：短管自由出流和淹没出流的计算关键在于正确计算流量系数。我们比较短管自由出流和淹没出流的流量系数（5—2）和（5—4）式，可以看到（5—2）式比（5—4）式在分母中多一项“1”，但是计算淹没出流的流量系数μc 时，局部水头损失系数中比自由出流多一项管道出口突然扩大的局部水头损失系数“1”，在计算中不要遗忘。 （3）简单管道短管水力计算的类型 简单管道短管水力计算主要有下列几种类型： 1）求输水能力Q:可以直接用公式（5—1）和（5—3）计算。 2）已知管道尺寸和管线布置，求保证输水流量Q 的作用水头H 。 这类问题实际是求通过流量Q 时管道的水头损失，可以用公式直接计算，但需要计算管流速，以判别管是否属于紊流阻力平方区，否则需要进行修正。 3）已知管线布置、输水流量Q 和作用水头H ，求输水管的直径 d 。 j h g v ∑+22 02gH A c Q μ=ζλμ∑++= d l 11 z g A c Q 2μ=ζλμ∑+=d l c 1 三、地下水动力学法 地下水动力学法的理论依据是地下水运动的线性渗透定律，即达西定律。根据这个原理和具体的水文地质条件，可选择不同的公式计算矿井井简的浦水量。 (一)垂直井筒涌水量的计算 1.潜水完整井涌水量计算 所谓潜水完整井是指开凿在潜水含水层中，井打穿含水层到隔水层底板的井筒 22 1.366lg lg H h Q K R r -=- 因为 h=H-S 所以 (2)1.366lg lg H S S Q K R r -=- 在井筒掘凿时，井筒中式不允许积水的，因此h=0，或者说S=H,这时， 2 1.366lg lg H Q K R r =- 式中 Q ——井筒涌水量（m3/d ） K ——含水层渗透系数（m/d ） H ——含水层厚度 h ——井中出水地段高度 S ——水位降低值 R ——影响半径 r ——井筒半径 2．承压水完整井涌水量计算 承压水完整井是指开凿在承压含水层中，并全部揭露含水层的井筒 ()2.73lg lg M H h Q K R r -=-或 2.73lg lg MS Q K R r =- 3.完整潜水承压井涌水量计算 当井筒穿过承压含水层水位下降很大，降到隔水顶板以下时，井筒附近变为无压水，这种情况称为潜水承压井 22(2)1.366lg lg HM M h Q K R r --=- 上述公式同样适用于钻孔涌水量计算 如果抽水试验是在井筒检查孔中进行，用钻孔涌水量可按下式换算成井筒涌水量 112122 lg lg lg lg R r Q Q R r -=- (二)水平尽道涌水量的预剐方法 计算水平巷道涌水量时，同样可将巷道看成为水平集水于程。因此，可利用地卞水向水平集水工程运动的公式计算。 竖井涌水量计算的经验公式法 [导读]本文详细介绍了竖井涌水量计算的经验公式法。 若在竖井位置及其附近有三个或三个以上降深的稳定流抽水试验资料，可用本方法计算竖井涌水量。 一、计算步骤 （一）根据抽水试验资料，作涌水量（Q）与降深（S）的关系吗线，即Q=f（s）曲线； （二）根据抽水试验资料，用图解法、差分法或曲度法判断涌水量曲线方程类型，并找出相应的涌水量方程式； （三）根据相应的方程式计算与设计竖井水位降深相同时的钻孔涌水量Qi； （四）根据钻孔涌水量Qi换算成为竖井涌水量。 二、计算方法 （一）绘制Q=f（s）曲线 根据钻孔抽水试验资料，绘制Q=f（s）曲线。 （二）涌水量曲线方程类型的判断 1、图解法 根据已绘出的Q= f（s）曲线如为非直线型应进行单位水位降深、双对数或单对数变换。根据Q= f（s）或经过变换后的直线图形形式即可判定涌水量曲线方程类型。 若Q= f（s），在Q，s直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为直线型，见表1-2中图（1），即Q=qs； 若S0= f（Q）在S0，Q直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为抛物线型，见表1-2中图（2）及图（3）；即S=aQ+bQ2，亦即S0=a+bQ； 若lgQ=f（lgS）在lgQ，lgS直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为指数型，见表1-2中图（4）及图（5），即Q= ,亦即； 若Q=f（lgS）在Q，lgS直角座标中是直线关系，则涌水量曲线方程为对数型，见表1-2中图（6）及图（7），即Q=a+blgS。 2、差分法 一般凡属直线方程或直线化的抛物线方程S0=a+bQ 、指数方程、对数方程Q=a+blgS的一阶差分虽为常数，但不相等。在这种情况下，可根据曲线拟台差的大小来判断接近那种涌水量方程。选取拟合误差最小的曲线相对应的涌水量方程式，作为竖井涌水量计算的方程式。 表1 Q=r（s）曲线方程式及其适用条件（一） 1 服务人数小于等于表3.6.1中数值的室外给水管段，其住宅应按本规范第、条计算管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施应按本规范第条和第条的规定计算节点流量； 表3.6.1 居住小区室外给水管道设计流量计算人数 注：1 当居住小区内含多种住宅类别及户内Ng不同时，可采用加权平均法计算； 2 表内数据可用内插法。 2 服务人数大于表3.6.1中数值的给水干管，住宅应按本规范第条的规定计算最大时用水量为管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活给水设计流量，应按本规范第条计算最大时用水量为节点流量； 3 居住小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，均以平均时用水量计算节点流量。 注：凡不属于小区配套的公共建筑均应另计。 3.6.1A 公共建筑区的给水管道应按本规范第条计算管段流量和按第条计算管段节点流量。 3.6.1B 小区的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 小区给水引入管的设计流量应按本规范第3.6.1、3.6.1A条的规定计算，并应考虑未预计水量和管网漏失量； 2 不少于两条引入管的小区室外环状给水管网，当其中一条发生故障时，其余的引入管应能保证不小于70%的流量； 3 当小区室外给水管网为支状布置时，小区引入管的管径不应小于室外给水干管的管径； 4 小区环状管道宜管径相同。 3.6.3 建筑物的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，应取建筑物内的生活用水设计秒流量； 2 当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时用水量，且不得小于建筑物最高日平均时用水量； 3 当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水、又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。 3.6.4 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量，应按下列步骤和方法计算： (3.6.4-1) 1 根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数, 可按式（3.6.4-1）计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率： 式中： uo——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%)；qo——最高用水日的用水定额，按本规范表3.1.9取用； 集水面积 集水面积是指流域分水线所包围的面积。集水面积大都先从地形图上定出分水线用求积仪或其它方法量算求得，计算单位为平方公里。如长江集水面积180万 分水线图 平方公里，黄河集水面积约75万平方公里。 地面分水线 地下分水线 计算：复核: 引文一： 4.3隧道涌水量预测 隧道区以根据地质调查结果分析，目前隧道涌水量暂按降水入渗法和地下径流模数法进行预测计算。等深孔水文地质试验参数出来后再按地下水动力法核算。 (1)大气降水入渗法 采用公式：Q=2.74 a W A(m'/d) 采用公式：Q=2.74 a W A(m3/d) a:降水入渗系数。全隧道地表为可溶岩，裂隙发育、岩溶化程度高。DK63+165至DK64+600段洞身大部处于石英砂页岩、炭质页岩夹煤系下，考虑到断层构造影响严 重，降水入渗系数a取值0.25 ；DK64+600至DK67+651隧道处岩溶强烈发育的可溶岩中，降水入渗系数a取值0.5。W:年平均降水量，本测区取1448mm A:集水面积。 DK63+165 ?DK64+600 段：计算集水面积2.79km2; DK64+600?DK67+651 段；计算集水面积7.32 km2; 涌水量分别计算如下： Q=2.74 汉0.25江1448^.79 =2767(m'/d)?2800 (m3/d) Q=2.74 0.5 1448 7.32 =14521(m'/d)?14500 (m3/d) 两项合计Q 平常=2800+14500=17300(m7d) 考虑到岩溶区有暗河发育并构造发育，影响入渗系数的因素可能要大，DK64+600?DK67+651段雨季涌水量期倍增系数按3考虑，DK63+165?DK64+600段按系数2 考虑； 隧道雨季涌水量Q洪=2800X2+14500X3 =5600+4350009100 (m3/d) ( 2)地下径流模数法 Q=86.4X M X A M—地下径流模数(m/d ? Km) A—为隧道通过含水体的地下集水面积( Km2) 测区集水面积A=10.11 (Knn)(大致估算)，地下水径流模数M枯=10.3( 升/秒?平方公里)(依据都匀幅《区域水文地质普查报告》)则: Q 枯= M 枯X A =86.4 X10.3X 10.11 =9000 ( m3/d ) 考虑到岩溶区有暗河发育并构造发育，其雨季涌水量期倍增系数按 3 考虑 隧道雨季涌水量Q洪=9000X3 3 =27000( m3/d) 一、潜水计算公式 1、公式1 Q k H S S R r r =-+-1366200.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)。 2、公式2 Q k H S S b r =--1366220.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。 3、公式3 Q k H S S b r b b b =--????????1366222012.()lg cos ()ππ 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)； b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)； b '=b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。 4、公式4 Q k H S S R r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('') 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； b ''为基坑中心至隔水边界的距离。 5、公式5 Q k h h R r r h l l h r =-++--+--136610222 000.lg lg(.) h H h -=+2 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； l 为过滤器有效工作长度(m)； h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)； h - 为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。 用水量计算 3.6.1 居住小区的室外给水管道的设计流量应根据管段服务人数、用水定额及卫生器具设置标准等因素确定，并应符合下列规定： 1 服务人数小于等于表3.6.1中数值的室外给水管段，其住宅应按本规范第、条计算管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施应按本规范第条和第条的规定计算节点流量； 表3.6.1 居住小区室外给水管道设计流量计算人数 注：1 当居住小区内含多种住宅类别及户内Ng不同时，可采用加权平均法计算； 2 表内数据可用内插法。 2 服务人数大于表3.6.1中数值的给水干管，住宅应按本规范第条的规定计算最大时用水量为管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活给水设计流量，应按本规范第条计算最大时用水量为节点流量； 3 居住小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，均以平均时用水量计算节点流量。 注：凡不属于小区配套的公共建筑均应另计。 3.6.1A 公共建筑区的给水管道应按本规范第条计算管段流量和按第条计算管段节点流量。 3.6.1B 小区的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 小区给水引入管的设计流量应按本规范第3.6.1、3.6.1A条的规定计算，并应考虑未预计水量和管网漏失量； 2 不少于两条引入管的小区室外环状给水管网，当其中一条发生故障时，其余的引入管应能保证不小于70%的流量； 3 当小区室外给水管网为支状布置时，小区引入管的管径不应小于室外给水干管的管径； 4 小区环状管道宜管径相同。 3.6.3 建筑物的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，应取建筑物内的生活用水设计秒流量； 2 当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时用水量，且不得小于建筑物最高日平均时用水量； 3 当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水、又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。 3.6.4 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量，应按下列步骤和方法计算： (3.6.4-1) 第三节、隧道洞室涌水量预测 一、水文地质参数计算 为取得计算洞室涌水量的水文地质参数，进行钻孔提（抽）水试验，利用提水试验和抽水试验结果，采用地下水动力学方法及相关计算公式，大部分按潜水非完整井计算出提水的渗透系数K 抽水，另外根据提水后的恢复水位与时间的关系，即s~t 关系计算出恢复的渗透系数K 恢复 ，并参照当地岩性的渗透系数K ， 将该三种方法求得的渗透系数K 值并结合钻探过程中冲洗液的消耗量，岩体的破碎性、岩性的矿物组成及充填胶结情况，给定一个建议的渗透系数K 值。求得水文地质参数， 其提水时K 值计算公式如下： K= 2 2) lg (lg 733.0h H r R Q --ω 其中：K ——渗透系数（m/d ）。 Q ——出水量（m 3/d ）。 R ——影响半径（此值根据《工程地质手册》第二版表9-3-12查得） r ω——钻孔半径（m ）。 H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。 h ——抽水稳定时含水层的厚度（m ）。 恢复水位计算渗透系数K 值公式如下： ()2 12 ln 25.3S S t r H r K ωω+= （完整井） 其中：K ——渗透系数（m/d ）。 r ω——钻孔半径（m ）。 H ——自然情况下潜水含水层的厚度（m ）。 S 1——抽水稳定时的水位降深（m ）。 S 2——地下水恢复时间t 后水位距离静止水位的深度（m ）。 t ——水位从S 1恢复到S 2的时间（d ）。 具体计算过程及计算结果见附表5：钻孔提（抽）水试验渗透系数（恢复水位）计算成果表。 二、洞室涌水量的估算方法 （一）、洞室涌水量的补给来源 为了更准确预测隧道洞室涌水量，通过野外水文地质调绘，并分析洞室地下水的补给来源，含水岩性的空间分布、富水性，结合钻孔对地下深处地质情况的揭露，参考物探测井成果，我们认为隧道洞室涌水量的补给来源由以下几部分组成： a ．洞室影响范围内汇集的大气降水渗漏补给量； b ．洞室附近地下水的补给量（包含隧道上行线、下行线间含水层的静储量及洞室两侧地下水的侧向补给量）； c ．地表水流过洞室上方时的渗入补给量； d ．地表水通过节理裂隙、断层破碎带给洞室的侧向补给量； e ．断层破碎带导入洞室的地下水量。 （二）、洞室涌水量的估算方法 根据以上对洞室涌水量补给来源的分析，结合隧址区工程地质、水文地质条件及隧址区气候、大气降雨等特征，本次计算我们按隧道开挖正常涌水量及特大暴雨、地表水沿断层或溶洞导入洞室等极端特殊情况下极端涌水量两种情况考虑。 1、正常涌水量 正常涌水量的计算我们选择以下的计算方法： （1）大气降水入渗法： 施工用水量计算方法 一、施工用水设计 根据本工程量、所需劳动人数、施工机械及招标文件等情况，对施工用水作如下设计：1、施工用水量计算 （1）施工用水 按每小时浇筑30m3砼计 其中：q1——施工用水量 Q1——每小时浇筑砼量 N1——施工用水额 K1——未预计的施工用水系数 K2——用水不均衡系数 （2）机械用水 q2=K1 =0.04L/S 其中：q2——机械用水量 Q2——同一种机械台数 N2——施工机械台班用水定额N2=300 K1——用水修正系数K1=1.1 K3——施工机械不均衡系数K3=2.0 （3）现场生活用水 q3= =0.8L/S 其中：q1——施工现场生活用水量 P1——施工现场高峰昼夜人数300人 N3——施工现场生活用水定额N3=60 K4——施工现场用水不均衡系数 K2——用水不均衡系数 b——每天工作班数 （4）消防用水量 Q消=10L/S （5）总用水量 Q=q1+q2+q3＝24.9+0.04+0.8＝25.74L/S>Q消，故Q总取25.74L/S （6）水源管径计算 D= =0.11 其中：d——配水管直径 Q总——总用水量 V——管内水流速度 2、现场临时给水管布置 从业主提供的水源中，接出一根DN100的水管作为施工现场临时供水主管，即可满足现场的施工及生活和消防用水。楼层给水从结构柱边往上设DN50水管，每层再接出DN25分水管。其余支管均为DN25。 现场临时消防栓设3个，具体位置详附后施工给、排水平面图布置图。 二、现场排污管布置设计 楼上的施工废水用Φ100PVC管从管道井内或从楼梯间有组织地排入地面水沟内，并每隔两层设一根与楼层上临时厕所等污水点相连的污水支管，所有施工废水都经两级沉淀后，才能经排水沟，排至场外的污水井内，地下水和雨水有组织的排入城市雨水井内。 露天采矿场总涌水量计算 露天采矿场总涌水量是由地下水涌水量和降雨迳流量两部分组成。 一、地下水涌水量的计算 露天采矿场地下涌水量与地下开采矿坑地下水涌水量计算方法基本相同。 二、降雨迳流量计算 露天采矿场降雨迳流量，应按正常降雨迳流量和设计频率暴雨迳流量分别计算。 （一）计算方法 1、正常降雨迳流量（Qz）计算公式 Qz=FH 式中F——泵站担负的最大汇水面积，m2； H——正常降雨量，m； ——正常地表迳流系数，%。 2、设计频率暴雨迳流量（Qp）计算公式 Qp=FHp′ 式中Hp——设计频率暴雨量，m； ′——暴雨地表迳流系数，%； 其它符号同前。 （二）计算参数的选取 1、汇水面积（F）的圈定 根据排水方式确定的排水泵站担负的最大汇水面积进行圈定。应包括露天境界内和境界外的地形分水岭或地表截水沟范围以内的汇水面积。 2、地表迳流系数的确定 地表迳流系数的选取，可根据采矿场岩石性质、裂隙发育程度和降雨强度大小等因素确定。 对于扩建或改建矿山，在具备实测地表迳流系数的矿山，应尽可能采用实测值。对于不具备实测条件的新建矿山，当有类似生产矿山资料时，应选用类似生产矿山的实测值。对缺乏上述资料的矿山，可选用地表迳流系数经验值。 1）生产矿山实测地表径流系数 国内部分生产露天采矿场地表径流系数实测值，见表1、表2、表3、表4。 2）地表径流系数经验值 当无实测资料可按表5选取地表迳流系数经验值。 ( ( 注：由于爆破人为地扩大了原岩的裂隙和破碎程度，岩石破碎、裂隙发育，整个采场约有90%地段属松散、松软和半坚硬的岩石。 ( 注：大冶铁矿采用井巷排水、地表迳流通过集水巷流入水仓。 注：1、本表内数值适用于暴雨径流量计算，对正常降雨量计算应将表中数值减去0.1～0.2。 2、表土指腐植土，表中未包括的岩土则按类似岩土性质采用。 丰台花乡羊坊村2016年雨洪利用工程 ——需水量预测与水量分配方案1.景观水系总体布置 结合公园景观水系设计方案，为了便于水量平衡分析，现将公园水系进行分区。 表1 羊坊村雨洪利用工程景观水系总体布置 项目用水主要为公园水系的蒸发渗漏，以及绿化带内绿化灌溉用水。 2.景观水系蒸发水量 项目区内无蒸发实测资料，本次采用多年平均蒸发量对项目蒸发量进行计算。 丰台区多年平均蒸发量为1127mm。蒸发量夏季大，冬季小，最大蒸发量发生在6月。6月总蒸发量为200mm，可计算得6月平均日蒸发量为6.6mm。 本次以年内最大月的日平均蒸发量估算河湖的水面蒸发量。结果见下表2。 表2 项目区水系蒸发量计算表 3. 渗漏 入渗补给量是一个较为复杂的变量，从总体看渗透分为垂直入渗和侧向入渗。 因地表覆盖厚度变化各异，覆盖层土质也各不相同，因此选用的入渗系数也不相同。 据地勘报告按粘质粉土，项目区地下为卵石层，下卧细中砂透水层，渗透性较好，为维持项目区景观水面，本项目景观水系设计底高程至正常蓄水位之间采取减渗措施，减渗材料采用膨润土防水毯，其渗透系数为5×10-11m/s ；正常蓄水位至最大蓄水位之间不设减渗，按地勘报告粘质粉土渗透系数0.3m/d 计算。 根据《节水灌溉工程实用手册》渗量计算采用下式计算： )m 1h 2(0116.0S 21++=γb K 其中：S—渠道每公里长渗透流量，m3/（s.km）； k—渗透系数，m/d； b、h—渠道底宽和水深，m； m—渠道边坡系数； —考虑渠坡侧向毛管渗吸的修正系数，其值为1.1~1.4，毛细管作用 1 强烈时取大值。 各分区渗漏损失计算成果详见下表。 表3 渗透量计算成果表 中国煤炭科工集团南京设计研究院 管井设计及出水量计算 稳定流完整井 吴成泽 2012-12-1 主要针对潜水及承压水稳定流完整井的理论及经验公式展开论述，并介绍了井群在不同地质条件下的布置及计算遵循的原则，最后介绍了洗井及单井出水量校核。最后利用4个Excel文件概括理论及经验公式，可代入抽水试验值分别计算管井单井出水量。 水文地质参数索引 a :含水层厚度，单位米（m）； D g :过滤管外径（m）； h :井中的水深，单位米（m）； H :无压含水层厚度或承压含水层的水头高度或厚度，单位米（m）； K :渗透系数，表示含水层的渗透性质，在达西公式中，水力坡度i=l 时的渗透速度（表示地下水的运动状态、粘滞系数、含水层 颗粒大小、形状、排列）；单位米/天（m/d）； L :过滤管有效进水长度（m）,宜按过滤管长度的85%计算； N :过滤管进水面层有效孔隙数，宜按过滤管面层孔隙率的50%i|- 算； q n:单位出水量（m3/ （d.m））； Qg :过滤管的进水能力（m3/s）; Q :管井出水量，单位m3/d； Qi、抽水井稳定流出水量，单位n?/d； Q :单井实测最大出水量，单位m3/d； r2：抽水井至观测孔距离，单位米（m）； r :管井或抽水井的半径，单位米（m）； R :影响半径，裘布衣公式中以抽水井为轴心的圆柱状含水层的半径（不以井的岀水量、水位下降值的大小改变），表示井的补给能力；单位米（m）； Si、S2：观测孔内水位降深，单位米（m）； Sj、S2'：观测孔内水位降深，单位米（m）； S :水位降深，单位米（m）； S n:相应Q时的最大水位降深，单位米（m）； T :导水系数，T=KM,单位m2/d; V g:允许过滤管进水流速，单位m/s,不得大于0.03m/s； Vj :允许井壁进水流速，单位m/s； 目录 1施工图设计前应掌握的资料 (4) 2水文地质参数的计算 (4) 2.1影响半径的计算 (4)用水量计算
管井设计涌水量计算
水流量计算公式
矿井涌水量的计算
竖井涌水量计算的经验公式法
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