浅谈富水石灰岩地层基坑涌水量的计算
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基坑涌水量计算书
工程信息:
工程名称:未命名工程;方案编制人:张工;编制日期:2019-11-28。
施工单位:建科研
施工;建设地点:和平西桥;地上层数:13;地下层数:3层;建筑高度:40米;建筑面积:10000m2;建设单位:建科研建设公司;设计单位:建科研设计院;监理单位:建科研监理公司;勘查单位:建科研勘察院;总工期:360天;结构类型:框架;
一、基坑类型:
基坑属于均质含水层澘水完整井基坑,且基坑远离边界。
二、基坑简图:
三、计算公式:
其中Q──基坑涌水量;
k──渗透系数,k=5.00;
H──澘水含水层厚度,H=6.70m;
S──基坑水位降深,S=4.00m;
R──降水影响半径,R=46.30m;
r0──基坑等效半径,r0=10.73m。
四、计算结果:
基坑涌水量 Q=353.97m3/d。
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=22)lg (lg 733.0hH 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:()212ln 25.3S St 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。
基坑涌水量计算书
==家园A组团工程;属于框架结构;地上18层;地下1层;建筑高度:53.88m;标准层层高:3.00m ;总建筑面积:102000.00平方米;总工期:549天;施工单位:==建设集团有限公司。
本工程由XXXX限公司投资建设,XXXX设计院总院有限公司设计,XXXX工程勘察院地质勘察,XXXX监理有限责任公司监理==建设集团有限公司组织施工。
一.基坑类型:
基坑属于均质含水层澘水完整井基坑,且基坑远离边界。
二.基坑简图:
三.计算公式:
其中 Q──基坑涌水量;
k──渗透系数,k=5.00;
S──基坑水位降深,S=2.30m; R──降水影响半径,R=26.62m; r0──基坑等效半径,r0=4.00m。
H──澘水含水层厚度,H=6.70m;
四.计算结果:
基坑涌水量 Q=197.26m3/d。
矿井地层袁店一井煤矿及其邻近煤矿均未见基岩裸露。
经钻探揭露,新生界松散层下伏地层自下而上分别为奥陶系的马家沟组、老虎山组,石炭系的本溪组、太原组,二叠系的山西组、下石盒子组、上石盒子组。
石炭系、二叠系皆为含煤地层,本矿仅以二叠系煤系地层为主要勘查对象。
自下而上叙述如下:(一)奥陶系(O2l~O1m)矿内213、173、243、04-80、04-74、04-82等孔揭露,揭露厚度2.54~13.16m。
岩性为灰褐色、灰棕色、淡肉红色厚层状石灰岩,微晶结构,致密性脆,裂隙发育,质不纯,具豹皮状构造,顶部见少量黄铁矿结核。
(二)石炭系(C)1、中统本溪组(C2b)本矿内无钻孔揭露。
据相邻的五沟煤矿资料,揭露最大厚度23.83m,岩性为:灰白色、紫红色铝质泥岩,富含铝质,致密性脆,含少量菱铁鲕粒;灰到深灰色细粉砂岩,含较多泥质,见黄铁矿结核分布不均,顶部含细砂质,具明显的薄层理。
与下伏奥陶系呈假整合接触。
2、上统太原组(C3t)本矿内无钻孔系统揭露,06-08、06-19、06-17、04-46等孔分别揭露到3-4灰,揭露最大厚度38.99m;06-13、06-26、06-13等孔穿过断层揭露太原组中下部地层分别为46.03m、58.43m、46.33m。
据区域资料太原组厚度约为130m左右。
岩性以浅灰色石灰岩为主,次为深灰色泥岩、粉砂岩和少量砂岩。
石灰岩总厚约70m左右,占本组地层总厚度的53%。
石灰岩大多富含动物化石,其中二~四灰含燧石结核。
本组地层含石灰岩12层,中下部各层石灰岩之下发育有薄煤层,含煤6~10层,总厚3.12m。
煤层薄而不可采。
顶部一灰,浅灰色,方解石晶体粗大,富含动物化石,薄而稳定,是本矿重要的对比标志层。
与下伏本溪组呈整合接触。
本组含化石:Quasifusulina sp. (似纺锤蜓)Rugosofusulina sp. (皱壁蜓)Schubertella sp.(苏伯特蜓)Boultonia sp. (布尔顿蜓)Schwagerina sp. (希瓦格蜓)Triticites sp. (麦粒蜓)(三)二叠系(P)二叠系地层为本矿主要勘查对象,虽然各岩层相变频繁,岩层厚度变化较大,但全系总厚度变化不大,在物质沉积速度上表现出互为补偿。
基坑涌水量计算G.0.1 均质含水层潜水完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图G .0.1):1 当基坑远离边界时,涌水量可按式(G.0.1-1)计算:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=011)2(366.1r R g S S H k Q (G.0.1-1) 式中 Q ——基坑涌水量;k ——渗透系数;图G .0.1 均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算简图 (a)基坑远离边界;(b)岸边降水;(c)基坑位于两地表水体间;(d)基坑靠近隔水边界H ——潜水含水层厚度;S ——基坑水位降深;R ——降水影响半径;0r ——基坑等效半径,按第G.0.7条规定计算。
2 岸边降水时涌水量可按式(G 。
0。
1-2)计算:21)2(366.1r b g S S H k Q -= b <0.5R (G.0.1-2) 3 当基坑位于两个地表水体之间或位于补给区与排泄区之间时,涌水量可按式(G.0.1-3)计算:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=)(2)(cos )(21)2(366.12121021b b b b r b b g S S H kQ ππ (G.0.1-3) 4 当基坑靠近隔水边界,涌水量可按式(G.0.1-4)计算: )2(1)(21)2(366.1000r b gr r R g S S H k Q +-+-= b ′<0.5R (G.0.1-4) G.0.2 均质含水层潜水非完整井基坑涌水量可按下列规定计算(图G.0.2):1 基坑远离边界时,涌水量可按下式计算:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=00222.01lg 1lg 366.1r h l l h r R H k Q m m mh (G.0.2-1)式中, 2 近河基坑降水,含水层厚度不大时,涌水量可按式(G.0.2-2)计算:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∙+++=2220014.0lg 25.066.0lg 2lg 366.1l M b M l r l l r b S l kS Q(G .0.2-2)式中 M ——由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度。
基坑地下水涌水量计算与降水设计【摘要】我国是一个水资源相当丰富的国家,地下水的含量也较高。
随着经济的发展,人口增多,土体资源越来越紧张。
建筑工程高度逐渐变高,对于地下结构的要求也随之越来越高。
如何保证基础土方开挖过程中的安全,就需要采取降低地下水位的方法。
本文从基坑地下涌水量的计算和相应应该采取的降水措施做简单的介绍。
【关键词】涌水量基坑降水技术井点【引言】土方开挖遇到地下水位过高是我们工程建设过程中,经常遇到的问题。
特别是在河流、湖泊、江海等地方进行深基坑开挖的时候,降水问题是我们应该重点研究的难题。
针对不同的地质条件和周围环境,应该选择什么样的降水方案,在工程开工前期就应该做专项研究,制定专项施工方案。
通过最有的方案达到降水的目的,是我们值得探讨的课题。
一、基坑地下涌水量的计算目前在市场上,各个地方由于地质条件、施工工艺、技术设备等的不一样,对于基坑地下涌水量的计算方式各式各样。
本文根据多年工作经验和市场调研,综合以后,总结出下面的计算公式是应用比较广泛和认可度比较高的:基坑地下涌水量Q :Q=2k0 SR0式中k0为含水层渗透系数概数比,s为承压水水位下降设计值R0为基坑等效半径。
其中R0= 0.56F为基坑面积。
KO=(S+0.8L)/H ×K L为含水层顶面与设计下降水位的高差,s为承压水水位下降设计值,H为含水层底面起算的承压水测压水位高度,K为水层渗透系数。
如渗透系概述比k0为10m/d 基坑面积为400m2, 承压水水位设计下降值为15米,则基坑地下涌水量为Q=2×10×15×0.56×20M3/d =3360 M3/d.二、降水设计方案选择的因素目前市场上常用的降水方案有很多种,具体要根据实际地质条件和周围场地环境和设计要求来综合确定。
具体在选择的过程中,我们应该考虑如下因素:1、地下岩层的分布、土质特性,土体含水率等。
2、地下水的深度和我们基坑开挖的深度关系。
浅谈富水石灰岩地层基坑涌水量的计算
摘要基坑涌水量是基坑降水设计的一个重要参数,据此可以确定降水井的数量。
本文结合七里沟地铁车站实例,对富水石灰岩地层基坑涌水量进行计算,对类似工程具有指导意义。
关键词地铁车站;基坑涌水量;富水石灰岩地层;承压水
1 工程基本概况
七里沟站位于梨园路路中,沿梨园路南北向布置;车站东侧为丰和园小区和三官庙农贸市场、车站西侧叶语田园小区和新泉佳苑小区;车站位于道路中间,梨园路规划道路宽40m。
车站为11m站台地下二层岛式车站,车站结构采用半盖挖法施工。
车站起点里程为K14+203.81,终点里程为K14+662.41,车站长度约458.4m,车站宽度约19.7~23.8m,底板埋深约16.61m。
车站共设8个出入口,3个安全出口,4组风亭。
1.1 工程地质
根据钻探所揭示的地层情况,再结合地貌特征,勘察场区地层自上而下依次为:
1-1层杂填土(Q4ml):杂色,松散,含建筑垃圾、生活垃圾、块石、碎石等,该层土人为随意性较大,均一性差,多为欠压密土,结构疏松,具强度较低、压缩性高、荷重易变形等特点,工程性质差,为I 级松土。
车站范围内普遍分布,该层厚度:0.9~6.9m,平均厚度:2.31m,层底标高:25.59~31.95m。
1-2层素填土(Q4ml):褐黄色,松散,以粉土素填土为主,含植物根系等,该层土成分不一,厚薄多变,固结程度低,压缩性高等特点,工程性质差,为I 级松土。
该层厚度:1.2~1.8m,平均厚度:1.6m,层底标高:28.86~29.53 m。
2-3-1层淤泥质黏土(Q4al):褐灰色,流塑,具腥臭味,土质不均,为Ⅱ级普通土,仅D2S13XZ50孔揭露。
该层厚度:0.5m,平均厚度:0.5m,层底标高:28.08 m。
2-3-2层黏土(Q4al):灰褐色~灰黄色,软塑~可塑,土质不均,夹粉土薄层,为Ⅱ级普通土,该层厚度:0.3~4.0m,平均厚度:2.04m,层底标高:25.56~29.84 m。
2-5-3层粉土(Q4al):灰褐色~灰黄色,中密,很湿,切面粗糙,含云母粉,摇震反应迅速,为Ⅱ级普通土,该层厚度:0.3~3.1m,平均厚度:1.51m,层底
标高:27.44~30.20 m。
5-3-4黏土(Q3al):褐黄色,硬塑~坚硬,有光泽,含钙质结核(砂姜),为Ⅲ级硬土,钙质结核分布无规律,直径约0.5~4cm左右,含量5%~20%不等,局部富集。
该层厚度:4.9~12.2m,平均厚度:8.87m,层底标高:14.31~21.82 m。
11-2-2层强风化石灰岩(O1m+x):灰白色~青灰色,岩芯风化呈块状,母岩成分已基本蚀变,岩体基本质量等级为Ⅴ级,仅部分钻孔揭露。
岩层产状为NE123?∠50?~75?。
11-2-3层中风化石灰岩(O1m+x):灰白色~青灰色,中厚层状构造,隐晶质结构,夹白云质灰岩,较硬岩,岩体较完整,TCR=70%~95%,岩体基本质量等级为Ⅲ级。
该层钻孔未揭穿。
岩层产状为岩层产状为NE123?∠50?~75?。
11-2-3A层破碎中风化石灰岩(O1m+x):破碎~较破碎,灰白色~青灰色,中厚层状构造,隐晶质结构,较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
部分钻孔揭露。
1.2 水文地质
本车站勘察期间观测到的地下水类型分别为潜水(孔隙水)和承压水(碳酸盐裂隙岩溶水)。
潜水:为第四系松散层孔隙水,水位埋深 1.8~3.50m,水位标高29.35~30.45m,观测时间2015年7月和2015年10月,含水层主要为粉土2-5-3层及杂填土1-1层,局部位于黏土2-3-2层里。
主要接受大气降水补给和侧向径流补给,以蒸发、侧向径流、人工开采方式排泄。
地下水动态季节性变化显著,一般在每年的5月下旬至6月上旬,达到最低点;7、8月是降雨高峰期,地下水位迅速上升达到最高点,变化幅度约为1.0~2.0m。
承压水:属于碳酸盐岩裂隙岩溶水,主要贮存于灰岩裂隙中。
本次设置两个观测孔,观测结果显示,D2S13XZ16号孔该层地下水稳定水头埋深6.35m,稳定水头标高25.93m,D2S13CZ10未观测到水位。
说明场地内裂隙岩溶水的透水性和富水性取决于基岩裂隙的发育程度和裂隙的充填情况。
裂隙岩溶水补给来源主要是大气降水入渗补给和侧向径流补给;径流在丘陵區受地形控制,由高处流向地处平原区,但在平原区受人工开采影响,岩溶水表现为由四周流向开采降落漏斗中心的汇流型径流,水力度较大;排泄以人工开采为主。
地下水动态一般每年雨季降水高峰期后一到两个月(8、9月)岩溶水达到最高点,随后水位逐渐下降,至次年旱季末(4、5月)水位下降至最低点,年变幅在5.0~10.0m。
根据场地分布水文地质实验井,场地内承压水特点表现为分布不均匀。
2 基坑抽水试验
为了确保基坑开始施工安全,我们针对此车站地下水丰富的特点,在车站开
挖前做了模拟降水试验,本次试验布置3组水文地质试验。
技术要求
(1)抽水试验前,应对各抽水井及观测井地面标高及测点标高进行测量;对各井孔静止水位进行观测;
(2)抽水水位观测:
观测时间按开泵后抽水井中的水位观测时间为:1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、90、120分钟,以后每隔30分钟观测一次,至480分钟后每间隔60分钟观测一次,至1200分钟后每间隔2小时观测一次。
抽水井与观测井同步观测;抽水试验井的水位测量应读到厘米,观测井的水位测量应读到毫米,水位量测用电水位计。
抽水试验时,水位下降的次数宜为3次,其中最大下降值可接近孔内的设计动水位,其余2次下降值宜分别为最大下降值的1/3和2/3。
(3)抽水水量观测:采用流量表读数。
流量观测次数与地下水位观测同步。
在整个抽水试验的过程中,抽水井的出水量应保持常量,在正式抽水之前,进行试抽水,同时选取合适的水泵,以保证抽水井的水位不致被抽干或没有明显的水位降,尽量减小流量的变化。
(4)抽水试验延续时间
抽水试验的稳定标准,在抽水稳定延续时间内,抽水孔出水量和动水位与时间關系曲线只在一定范围内波动,且没有持续上升或下降的趋势。
延续时间:根据抽水过程中所绘制的水位降深(S)与时间(t)的曲线所显示的抽水阶段来决定。
当曲线出现水平直线段时,显示达到稳定,再延长8小时抽水试验就可结束。
根据试验过程中的具体情况,延续时间可适当调整。
(5)恢复水位观测:停止抽水后,应观测恢复水位,观测频率与抽水时频率一致,直到稳定。
(6)水质取样:试验开始后半小时采取水质分析样一件,在抽水结束前再采取水质分析样一件,以了解含水层地下水水质状况及抽水过程中水质的变化。
2.1 抽水试验过程
抽水试验过程是:成孔→洗孔→下泵→测量静水位→开泵→S1→S2→S3→水位恢复→提出孔内水泵。
2.2 抽水试验结果
(1)抽水试验成果依据《水文地质手册》,选用稳定流承压水非完整井公式
计算,公式如下:
Sw—抽水孔水位下降值(m)
M —计算含水层厚度(m)
R —影响半径(m)
r—抽水井半径(m)
l—过滤器的长度(m);
计算时先假设影响半径为100m,利用迭代法,经过3次迭代。
根据上述方法分别对三个点试验,岩溶裂隙水单位涌水量q=0.297~1.483L/s.m,岩石渗透系数为3.42-20.40m/d,平均10.11m/d。
3 基坑涌水量计算
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012附录E基坑涌水量计算,分别采用以下两种方法。
(1)承压水-潜水完整井:基坑跨越隔水层和承压水含水层,基底位于承压水含水层中,降水井打穿全部承压水含水层,涌水量可按下式计算:
R ------降水影响半径(m),式中Sd <10m时取Sd=10m。
其中k取10.11m3/d,M取50m,s取12m,R取20m(由现场观测井实际观测得出),可以算出每日基坑涌水量Q=115990方。
(2)承压水非完整井:基坑位于隔水层中,降水井未打穿承压水含水层,涌水量可按下式计:
其中k取10.11m3/d,M取50m,Sd取13m,R取20m(由现场观测井实际观测得出),L取12m,ro取54.128m,可以算出每日基坑涌水量Q=48494.7方。
4 结束语
岩溶裂隙水单位涌水量q=0.297~1.483L/s.m,岩石渗透系数为 3.42~20.40m/d,平均10.11m/d,其停泵后水位可在10~20s内恢复,说明揭露的灰岩岩溶裂隙水水量大,连通性好,补给迅速,单井的出水能力平均为q0=296.7m3/d;石灰岩中溶蚀裂隙发育及石灰岩中的其他结构面等在横向、纵向上宽度、大小及发育程度不均且无规律,同时上更新统中在不同区域砂姜含量变化较大,且水量大小、补给速度与其相关。
结合现场试验数据算得基坑涌水量为48494.7~115990立方每天,针对此类基坑涌水量较大的情况,我们做好围护结构止水帷幕,提前
做好基坑开挖前的降水工作,确保基坑开挖的安全。