深井设计计算.doc

神塘河排灌站拟建站址位于无为县南端凤凰颈闸西侧约４０0ｍ，距西河约２40m,夹江约400ｍ左右,站址处为一片水稻田,地面高程▽8、9~9、3６ｍ，所做《神塘河排灌（抽水）站工程地质报告》站身基本在ZK3、 ZK4、 ZK５、 ZK8、 ZK9、　ZK１0 ZK13、 ZＫ１4、　ＺK15位置.站址处地基主要为 ①（淤泥质)重粉质壤土,底高程▽—13、3～1、47m；②　极细砂层，层底高程－33、０9m；③ 砂砾石、中粗砂层,钻孔未揭穿。
地下水位情况:场地地基层上部以粘壤性土为主,形成覆盖层,基土体孔隙赋存潜水，下部砂层赋存承压水,与江水联系较密切，勘探期间测得站址地下水位为▽8、3ｍ左右。
勘测报告渗透系数结果

水平渗透系数
垂直渗透系数
① 层
1、４5*１0—4cm/s
5、81*10—４cｍ／s
② 层
9、１2＊１0—４cm/s
9、39*１0－4ｃm／s
③ 层
/
/
　野外抽水试验得砂层渗透系数为1、４2*１0-3cm/s。
一． 有关设计参数得确定
1. 深井布置
根据基坑开挖要求，最低开挖高程▽—5、5m，基坑中心点地下水位降至▽—6、0m—6、5m以下，其次要保证无为大堤得安全与全年能顺利施工。
由于站厂房两侧护坦上须布置4排砂井（计28口）。利用其中得6口作降水深井，另外，根据翼墙等基坑开挖要求，在其另外两侧布置 20口深井，由此布置，各井间距及井围面积等参数如下：
利用砂井间距为1０m（间隔利用）;
其它深井间距为１3～1７ｍ
井围面积为4３09m２
2、渗透系数k得选择
　 由于未做现场抽水试验，勘探资料中各层渗透系数只能为一参考值，根据地质资料及附近工程（凤凰颈排灌站)实际施工情况,
　 初设阶段取ｋ＝５、６８*１0－3cm/ｓ=4、91m/ｄ
施工图阶段须经抽水试验确定并进行相应得修改.
３、影响半径Ｒ
初设阶段未做抽水试验，根据勘探地质资料取经验值.由《供水水文地质手册》p2７2,表１－6—６ 取R=60m
附表　　 　 根据颗粒直径确定影响半径Ｒ值
地层
地层颗粒
Ｒ值(ｍ)
粒径（mm)
占重量（％）
粉砂
0、05～0、1
〉0以下
2５～50
细砂
0、1～0、２５
＞70
50~1００
中砂
0、2５～0、5
＞50
100~300
粗砂
0、5~1、０
＞５0
300~400
极粗砂
1、0~2、０

40０~500
小砾石
２、0~3、0

50０~6０0
中砾石
３、０～5、0

6０0~1500
4、降深及水位
　由水工设计要求基坑开挖至▽-5、5ｍ高程,地下水位一般应低于0、5~1、0m,即水位降至▽－6、0　～6、5m,地表水位取▽８、9m，则降深　S= 8、9－（-6、5)=１５、4m
水位：汛期亦须降水,施工期西河１0年一遇水位为1２m,则水位差为H=1２－（-６、5）=１８、5m
5、含水层厚度Ｍ
由于地质钻孔均未钻到隔水层，中粗砂及砾石层均未揭露，无法判定真正得含水层厚度，对于非完整井,按其有效带深度计算,
　　 基坑总挖深S=9、０- （－5、5)=1４、5m
初估井深在地下水位以下约３0m
有效带深M=４8、1m
二． 基坑总涌水量得计算
计算基本参数
k=4、91ｍ/d (渗透系数)
M=4８、1ｍ (含水层厚度)
rw=0、45m 　（深井半径)
L=12ｍ (滤管长度）
R＝６０m 　　 （影响半径)
Sw=１5、４m 　(水位降深)
ｒo=３9、8m　 （各井中心至基坑中心距离均值)
a=４30９m2 　 (井围面积）
算法1
公式《供水水文地质》p3４0
由α=L/Ｍ=12/4８、1=0、2５查附图１（p94４)得Ａ=２
将各基本参数代入以上各式即得
Q=１0９3、４ｍ3/ｄ、口
总涌水量为10９3、4＊26=28428 m3/d
算法2
　 　按短沟处理《多层地基与减压沟井得渗流计算理论》p214,将梯形断面基坑转化为矩形断面(取基坑底宽与顶宽均值)
2a=(50＋78、7+（９－４)＊２*2）／2=74、35ｍ
2b=（3３、９+83、３+(９－1、５）*2＋（9－4)*2）/2＝7１、1ｍ
由b/a＝0、9６查ｐ２１6图111知ｒ0/a=1、16
ｒ0=１、16*7４、３５/2=43、1m
r0/T=４３、1/48、1=0、８９6 　　 　（１）
S/T=１5、４／48、1=0、3２ 　　 （2）
由(1）、（2)查p370图1１1知ｆ0=0、３
非完整井等效半径rｏ˙=　ro/ef０=31、9
总流量Q
2L1—等效补给距离，取西河侧补给距离２37m
将各基本参数代入上式求出
Ｑ=2π＊4、91*４８、1＊１8、5/ｌn(237/31、９)=1368２ｍ３/d
算法３
公式《多层地基与减压沟井得渗流计算理论》ｐ313
h=f （H１，Ｈ2 。.。L１，L2　。。。ｘ，y）－ΣＣnφ（L１，L2　.。。xn，ｙn）………………（1)
Cｎ=Ｑｎ/２πkＴ………………（３)
计算有关参数（以沿河岸为y轴,与其垂直且经过围井中心为x轴）
各井座标值为
x1＝226 　ｙ1=23 　 x1０=2８７ 　 y10=13　 x19＝２１０ y19=34
ｘ2＝235　 y2=28 ｘ1１＝2９３ y11=2６ ｘ20=208　 y20=18　
x3=2４４ 　　y3＝3２ x1２＝265 y12＝12 　 x２1＝20２ 　y2１=7
x４=247 y4=58 x13＝2５6 y13=１6 x22=19６ y22=5
x5=25２　　 y5=４7 　 ｘ14=24７ 　　ｙ14=２1　 x23=191 y２３=17
x６=２58　　 y6=35 　　　x15=238　 y1５＝25　 　 x24＝18５ ｙ24=28
x７=2６4 ｙ７＝23 　 x16＝２２9　　 ｙ16＝２９　 　x25＝20８ y25＝15
x８=２69 　 ｙ8=12 　x17=223 y17=6１　 　　　x26＝217 　ｙ26＝1９
ｘ9=２80 y９=1 　 ｘ18=２１6　　 y１8=47
计算结果及计算程序附于后,所有井总出水量为Q＝10200m3/ｈ
算法４
公式《基础工程原理》p８1　 承压非完整井式(4—7)
将所有参数代入上式得
Ｑ=１4064m３/ｈ
算法5
公式“凤凰颈降水深井修改设计"采用公式

由α=Ｌ/M=12/4８、1=０、２5查附图1（p944）得A=2
将各基本参数代入以上各式即得
Q=５９７、1m3／ｄ、口
总涌水量为597、1*26=15525 m3／d
结论:
由于每一种计算方法都有它得适用条件，具有一定得局限性，另外实际得地质条件复杂，补给水源远不止西河一边,影响半径与渗透系数等参数假设时随意性较大,因此，其计算结果只能作为参考，施工时还应根据实际情况予以及时调整。
在此，参考附近凤凰颈工程实际施工情况以及本工程地质资料,取用第四种算法结果即Q=1４0６4m3/h
基坑中心点降低高度为（凤凰颈排灌站修正设计）
　 将各数据代入式中得
Ｈc＝1５、９ｍ
相应得基坑中心点地下水位高程为 Ñ８、9—1５、9= Ñ-7、0m，符合施工要求。