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1、第40卷第15期人民长江Vol.40,No.152009年8月YangtzeRiverAug.,2009文章编号:1001-4179(2009)15-0050-03大井法在基坑涌水量计算中的应用1231李再兴梁杏郭付三余珍友(1.河南省地质测绘总院,河南郑州450006;2.中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质教育部重点实验室,湖北武汉430074;3.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074)摘要:在对长江流域某水电站坝区水文地质条件分析的基础上,结合降水工程实践,对原基坑降水方案进行了评述,指出
2、原方案在计算参数的求取和围堰基坑水量来源分析还存在不足。根据大井法原理,将基坑沉井群概化成带状大井,分析了带状大井的补给源,求取了基坑含水岩层的渗透系数,结合水文地质条件选取补给半径为计算影响半径;利用“大井”解析法理论,计算出带状沉井群的涌水量,其结果与工程降水实际相符。对大型基坑涌水量预测具有借鉴意义。关键词:带状大井;基坑涌水量;大井法;长江流域中图分类号:TV551文献标识码:A段的纵向围堰地基覆盖层,从堰脚放坡至基岩面高程时,其水平1概述宽度在平面上已完全占去第二期纵向围堰的位置;如果深挖覆伴随我国西
3、电东送大型水电工程的建设,河谷地段的基坑盖层必伤及一期土石堰体坡脚,危及一期堰基稳定和安全。通开挖面临的涌水量预测和排水设计的问题突显出来。河谷地段过多种处理方案的比较和分析,最后选定沉井处理方案作为二的基坑开挖,由于岩土含水层被切割,地下水与河水都会向基坑期纵向围堰大坝上游段地基覆盖层处理方案。涌入,必然引发基坑涌水量大、排水困难等降排水问题。如何正确预测基坑涌水量,有效控制地表和地下水的涌入,是保证水利工程安全高效施工的需要,也是制定防排水设计和施工方案的重要依据。计算基坑涌水量的方法很多,如大井法、解析法
4、、数值法和目标函数法等。其中,大井原理易懂,方法易行,而在基坑降水设计时被广泛使用。大井法将场地水文地质条件概化成均值、等厚的含水层,再利用裘布依井流推导出来的计算公式进行求解。由于大井法概化的条件较多,概化误差会降低参数和涌水量求解的可信度,因此,对场地水文地质条件的正确认识,概化图1一期围堰和二期沉井群位置示意条件处理得当,是运用大井法进行基坑涌水量计算的关键。本沉井处理方案布置了若干个邻接沉井,前期作为挡土墙及文以长江流域某大型水电站二期围堰设计为例,探讨了大井法纵向围堰堰基进行二期基坑开挖,然后作为二期
5、围堰的一部分,在基坑涌水量计算中的应用。解决堰基覆盖层的处理与二期工程施工的矛盾。二期围堰设计的沉井群由若干个23m×17m的矩形沉井2研究区背景组成,沉井底部进入下伏岩层,平均下沉深度45m。沉井群依2.1工程概述次沿一期土石围堰成“L”型错开布置(图1),采取排水下沉,沉井群下沉区可视为一个大型基坑。长江流域某水电站左岸主体及导流工程分两期施工。第一期工程先在左岸滩地上修筑一期土石(防渗)围堰,其纵向段紧2.2工程水文地质条件靠河谷枯水期的河水位边,上下游横向段与左岸边坡相连接,总拟建的沉井群场地位于长江左
6、岸的滩地之上。沉井群中心体形态呈凸向右岸的弧型(见图1)。一期围堰完成之后,在围距离长江约200m。堰内进行二期混凝土纵向围堰上游段的施工。由于二期纵向大沉井群所在的坝址区上覆45m厚的第四系河流冲积物al坝上游段地基覆盖层平均深达45m,因此,围堰内地基的处理(Q4),下伏为三叠系基岩(图2)。冲积物构成孔隙含水岩层,是二期纵向围堰设计的关键。二期工程如果直接挖除大坝上游至上而下大致可分为3层:0～-15m为砂卵砾石层,-15～收稿日期:2009-05-18作者简介:李再兴,男,河南省地质测绘总院,助理工程师
7、。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第15期李再兴等:大井法在基坑涌水量计算中的应用51-30m为砂层,-10～-45m为砂卵砾石层;砂层又可以分为表1围堰基坑实际每月总排水量上下两段,上层为粉细质砂,厚10m,下层为中粗砂,厚5m。下时间/月排水量/万m3累计降深/m时间/月排水量/万m3累计降深/m伏基岩-45～-60m主要为三叠系的粉细砂岩,微风化,裂隙5
8、14.03.339160.025.46与节理较发育,含裂隙水;-60～-80m,岩体裂隙闭合,透水性630.04.3010159.029.43797.77.7011154.030.52急剧减弱,可视为不透水层(隔水层)。8167.017.2112160.031.233.2对基坑降水的大井法计算3.2.1条件认识与沉井群概化根据基坑场地地质和水文地质条件分析可知,围堰基坑概化为一个封闭系
