工程地下水問題

工程地下水問題一、地下水根本特征〔一〕地下水類型1、地下水的賦存形式地下水按其在巖土中的賦存形式可分為液態(tài)水、氣態(tài)水、固態(tài)水三種形式；液態(tài)水是主要研究對(duì)象，在巖土中的賦存形式可分為結(jié)合水、毛細(xì)管水和重力水三種，其中結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。2、地下水類型劃分根據(jù)地下水賦存的巖型、含水介質(zhì)機(jī)組和特征，可分為孔隙水、裂隙水、巖溶水三大類。根據(jù)地下水的水理特征，可分為潛水、承壓水兩大類?！捕车叵滤再|(zhì)1、物理性質(zhì)顏色、氣味、口味、濁度、溫度、密度、導(dǎo)電性、放射性2、化學(xué)性質(zhì)地下水是一種復(fù)雜的天然溶液，水化學(xué)成分主要包括：〔1〕氣體成分：CO2、HS、CH4、O2、N2等〔2〕離子、分子、微量元素成分〔3〕膠體成分：Fe(HO)3、Al(HO)3等〔4〕有機(jī)質(zhì)成分：高分子有化合物如：C6H6Cl6、DDT、DDV、CN-、酚、陰離子合成洗滌劑等等。除外尚有微生物：細(xì)菌地下水中的化學(xué)成分按照含量組可分為常量〔宏量〕元素、微量元素、超微量元素、放射性元素。其中對(duì)工程影響最大的是宏量元素?！踩车叵滤廴?、定義：凡在人類活動(dòng)影響下，地下水質(zhì)向惡化的方向開展的現(xiàn)象，就成為地下水污染。不管這種現(xiàn)象是否是水質(zhì)到達(dá)影響使用的程度，只要這種現(xiàn)象發(fā)生，就視為污染。至于在天然環(huán)境中，在礦體、或某種地球化學(xué)背景條件下地下水中某些組分偏高是水質(zhì)惡化的現(xiàn)象不應(yīng)是問污染，而稱“天然異常〞，所以，判斷地下水是否污染必須具備兩個(gè)熱條件，第一、水質(zhì)向著惡化的方向轉(zhuǎn)化；第二、這種變化是人為活動(dòng)一起的。2、污染源〔1〕城市廢棄物、廢液①生活廢水——SS〔懸浮物〕、BOD〔生化需氧量〕、N〔主要為NH4-N〕、P、C類、細(xì)菌、病菌含量高、氣促為Ca、Mg等，重金屬元素一般為痕量級(jí)。②垃圾〔2〕工業(yè)三廢：廢氣、廢渣、廢水〔3〕農(nóng)業(yè)活動(dòng)：在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中，灌溉水、農(nóng)藥、化肥及農(nóng)家肥的施用是重要的污染源，且是一種非點(diǎn)狀的污染源，它可以引起大面積的潛水水質(zhì)惡化，其中主要是NO3-N的增加。大局部農(nóng)藥對(duì)人體是要還的，有些是致癌的物質(zhì)?！?〕采礦活動(dòng)：礦山開采過程中對(duì)地下水的污染是通過尾礦淋濾、、礦石加工廠的污水、礦坑排水，使氧進(jìn)入原來的地下水環(huán)境里，使某些礦物氧化而使地下水發(fā)生污染。〔5〕海水、含膏鹽的含水層以及水質(zhì)差的含水層等等。3、地下水污染物〔1〕化學(xué)污染物又可分為有污染及污和無機(jī)污染物。〔2〕生物污染物〔3〕放射性污染物3、地下水染的特點(diǎn)及污染途徑〔1〕地下水污染染的特點(diǎn)①地下水污染的一般特點(diǎn)A、隱蔽性：即使受到某種污染，往往也多是無色、無嗅、無味的。B、難逆轉(zhuǎn)性：一旦污染，難以治理及恢復(fù)。地下水在含水層中流速較慢，水量不如地表水量大、并且含水層分布廣泛，不象地表水流集中、流速較快，當(dāng)切斷污染源后靠稀釋作永恒塊可得到恢復(fù)。大量事實(shí)證明，在切斷污染源后，僅靠稀釋作用需要很長(zhǎng)的時(shí)間。②、巖溶水污染的特點(diǎn)巖溶水系統(tǒng)一起特殊的含水介質(zhì)和水動(dòng)力特征，在遭受污染后與第四系孔隙水、基巖裂隙水有著較大區(qū)別。這和巖溶含水系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力條件有關(guān)。A、石灰?guī)r巖溶管道水：由于地下水儲(chǔ)存和運(yùn)移的空間集中，水流通道空間大，特別是在山區(qū)地帶，地下水流速較快，水循環(huán)交替強(qiáng)烈，因此，地下水受到污染后所顯示出的特征介于地表水和典型地下水之間——隱蔽性強(qiáng)，污染范圍相對(duì)有限，主要集中的集中管道內(nèi)，豐水季節(jié)補(bǔ)給水量集中且大，靠水流稀釋自凈能力相對(duì)較強(qiáng)。B、白云巖孔洞裂隙水：地下水儲(chǔ)存和運(yùn)移的空間小，地下水流速滿，主要以分散狀在含水的巖層中滲流，水循環(huán)交替相對(duì)減弱，水動(dòng)力條件近視于第四系孔隙水、基巖裂隙水。因此，地下水受到污染后所顯示出的特征具有一般地下水共有的特征——隱蔽性強(qiáng)，污染范圍擴(kuò)散大，靠水流稀釋自凈能力差，一旦發(fā)生污染，含水系統(tǒng)難以恢復(fù)。〔2〕污染途徑①間歇入滲型。特點(diǎn)是：通過大氣降水或灌溉水的淋濾，使固體廢棄物、表土層、地層中的有害有毒成分周期性地，從污染源通過包氣帶滲入含水層造成地下水的污染，這種污染僅發(fā)生在降水期間機(jī)農(nóng)田灌溉期間，是有周期性的，時(shí)間上非連續(xù)。研究這種污染途徑，首先要分析固體廢棄物或土壤的成分，最好取得通過包氣帶的淋濾液，才能查明地下水的污染了來源。這種污染，無論在范圍和濃度上，均有積極性的變化，主要污染的對(duì)象是潛水。②連續(xù)入滲型。特點(diǎn)是：污染組分隨污水或污染溶液連續(xù)不斷的滲入含水層中。這種污染，污染組分是液態(tài)的，最常見的是污水的聚集地段〔污水坑、污水池、污水滲濾場(chǎng)、污水管道〕的滲漏。其污染對(duì)象也多為潛水。③越流型：特點(diǎn)是：污染組分通過層間越流轉(zhuǎn)移到其它含水層。這種途徑往往是污染也通過天然的途徑〔水文天窗、斷裂帶〕或認(rèn)為途徑〔結(jié)構(gòu)不合理的井管、破損的老井等〕或地下水開采改變地下水的越流方向，使污染組分通過大面積的弱透水層進(jìn)入其它含水層。④徑流型。特點(diǎn)是污染組分通過地下徑流進(jìn)入含水層。污染組分通過費(fèi)事處理井、巖溶洞穴通到進(jìn)入含水層。此種污染途徑造成的污染范圍不大，但污染程度由于缺乏自凈能力的顯得極愛噢為嚴(yán)重。4、巖溶地下水污染途徑的特點(diǎn)巖溶地下水系統(tǒng)的污染途徑根據(jù)巖溶系統(tǒng)的類型不同具有較大的差異：〔1〕覆蓋型和埋藏性的巖溶水系統(tǒng)污染途徑具有上述一般性特征。污染物進(jìn)入地下含水層的途徑主要為通過覆蓋的土層向含水層中入滲，表現(xiàn)為入滲型，因此，可按照一般地下水污染途徑進(jìn)行研究?！?〕裸露型巖溶區(qū)的最典型的特點(diǎn)是由于碳酸鹽巖裸露，地表覆蓋層薄甚至缺失，巖溶發(fā)育，以及在巖溶石山區(qū)地表特有的峰叢洼地、谷地、盆地、盲谷，地表河流的明暗交替等，造成地表間污染組分隨著污染液聚集，集中通過地表落水洞、漏斗直接“灌入〞巖溶含水層，被污染的地表河流通過伏流入口直接轉(zhuǎn)入地下污染地下水系統(tǒng)。在現(xiàn)實(shí)中，一些企業(yè)、城鎮(zhèn)甚至將地表落水洞作為垃圾、廢渣、廢液、污水排放的場(chǎng)所，這在貴州西部六盤水地區(qū)特別典型。不同含水介質(zhì)類型區(qū)巖溶水系統(tǒng)地下水的污染途徑差異也較大：〔1〕石灰?guī)r巖溶管道水系統(tǒng)：主要以徑流型為主。研究污染物在含水層中的擴(kuò)散、運(yùn)移不能采用物質(zhì)彌散理論進(jìn)行研究，應(yīng)將地下水中溶質(zhì)運(yùn)移于地表水中污染物云以及力相結(jié)合研究?！?〕白云巖孔洞裂隙水系統(tǒng)：污染途徑的表現(xiàn)形式主要以入滲狀為主。研究污染物在含水層中的擴(kuò)散、運(yùn)移可采用物質(zhì)彌散理論進(jìn)行研究。二、巖土的水理特征巖土水理性質(zhì)是指巖士與地下水相互作用時(shí)顯示出來的各種性質(zhì)。巖土水理性質(zhì)與巖土的物理性質(zhì)都是巖土重要的工程地質(zhì)性質(zhì)。巖土的水理性質(zhì)不但影響巖土的強(qiáng)度和變形，而且有些性質(zhì)還直接影響到建筑物的穩(wěn)定性。以往在勘察中對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試比擬重視，對(duì)巖土的水理性質(zhì)卻有所無視，對(duì)巖土工程地質(zhì)的評(píng)價(jià)是不夠全面的。因而正確認(rèn)識(shí)沿途的水理性質(zhì)有著重要的意義，1、軟化性：是指巖土體浸水后，力學(xué)強(qiáng)度降低的特性，一般用軟化系數(shù)表示。軟化系數(shù)是判斷巖石耐風(fēng)化、耐水浸能力的指標(biāo)。在巖石層中存在易軟化巖層時(shí)，在地下水的作用下往往會(huì)形成軟弱夾層。各類成因的粘性上層、泥巖、頁巖、泥質(zhì)砂巖等均普遍存在軟化特性。2、透水性：是指水在重力作用下，巖土容許水透越的能力。松散巖上的顆粒愈細(xì)、愈不均勻，其透水性便愈弱。堅(jiān)硬巖石的裂隙或巖溶愈發(fā)育，其透水性就愈強(qiáng)。透水性可用滲透系數(shù)〔〕、導(dǎo)水系數(shù)〔〕表示，巖上體的滲透系數(shù)可通過室內(nèi)、外水文地質(zhì)試驗(yàn)求取。3、崩解性：是指巖石浸水濕化后，由于土粒連接被削弱，破壞，使土體崩裂、解體的特性。巖土的崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)等關(guān)系極大，以貴州省遵義向斜中侏羅系泥巖為例，一般崩解時(shí)間10～24小時(shí)。以蒙脫石、水云母、高嶺土為主的殘積土以散開方式崩解，而以石英為主的殘積土，多以裂開狀崩解為主。4、給水性：是指在重力作用下飽水巖土能從孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以給水度〔〕表示。給水度是含水層的一個(gè)重要水文地質(zhì)參數(shù)，也影響場(chǎng)地疏干時(shí)間。給水度一般采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定。5、脹縮性：是指巖土吸水后體積增大，失水后體積減小的特性，巖石的脹縮性是由于顆粒外表結(jié)合水膜吸水變厚，失水變薄造成的。巖土的脹縮性往往是產(chǎn)牛地裂縫、基坑隆起的重要原因之一，對(duì)地基變形和±坡表層穩(wěn)定性有重要影響。標(biāo)定巖土脹縮性的指標(biāo)有：膨脹率、自由膨脹率、體縮率、收縮系數(shù)等。巖土的水理性質(zhì)尚有持水性、容水性、毛細(xì)管性、可塑性等等，在這里不再一一表達(dá)。三、工程地下水勘探中的主要問題〔一〕水文地質(zhì)單元調(diào)查調(diào)查的意義：說明場(chǎng)地所在水文地質(zhì)單元中的位置、確定邊界條件、場(chǎng)地地下水的補(bǔ)給來源、補(bǔ)給方式、含水巖組、地下水類型，為確定產(chǎn)各地地下水的邊界條件提供依據(jù)。存在的主要問題：在實(shí)際的勘查中，往往只注意場(chǎng)地內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)、含水層巖溶發(fā)育情況、含水性，而不注意邊界條件，使得在水文地質(zhì)參數(shù)和基坑涌水量評(píng)價(jià)中，不見建立合理的水文地質(zhì)概念模型和計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算結(jié)果不可信。〔二〕鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)觀測(cè)的意義：通過簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)，查明巖層的含水部位、不同巖段地下水的補(bǔ)排關(guān)系等。并為水位地質(zhì)鉆孔的布設(shè)提供根底依據(jù)。〔三〕水文地質(zhì)鉆孔設(shè)計(jì)及布置問題1、鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：〔1〕小口徑與大口徑大區(qū)別：根據(jù)較多的水源地勘探試驗(yàn)資料說明：在含水層滲透系數(shù)大于1m/d的條件下，井用水量的大小與井孔口徑具有較好的正相關(guān)關(guān)系。以Φ130與Φ325口徑鉆孔為例：遵義高坪水源地多孔抽水副井相同降深(5.4m),抽水試驗(yàn)水量1200m3/d；主井口徑Φ325，抽水試驗(yàn)水位降深5.8m，井涌水量3650m3海龍壩:多孔抽水副井口徑Φ130，抽水試驗(yàn)水位降深2.5m,涌水量1280m3/d；主井口徑Φ325，抽水試驗(yàn)水位降深某井：原勘探階段勘探孔抽水水位降深4.7m，涌水量1020m3/d;后期在勘探孔旁施工成井，口徑Φ325，抽水水位降深5.3m，涌水量4210m盡管裘布依理論認(rèn)為，井出水量已經(jīng)井徑關(guān)系不大，二者之間呈對(duì)數(shù)相關(guān)，但上述實(shí)例說明：在含水層滲透性能較好的條件下，采用承壓水潛水小口徑井進(jìn)行抽水試驗(yàn)的資料度實(shí)際的水文地質(zhì)條件和巖層富水性有歪曲，假設(shè)將其抽水試驗(yàn)資料工作為基坑涌水量預(yù)測(cè)的依據(jù)，將對(duì)未來基坑排水工程設(shè)計(jì)造成誤導(dǎo)。在實(shí)際工作中，常出現(xiàn)勘探后認(rèn)為水量不豐富，基坑涌水量小，結(jié)果在實(shí)際的開挖中，出現(xiàn)水量大，降水南甚至影響施工的想象屢有發(fā)生?！?〕大口徑的適宜條件較多的勘探孔實(shí)際抽水試驗(yàn)資料說明，在富水性和導(dǎo)水性較好的含水層中，當(dāng)滲透系數(shù)大于1~2m？d的條件下，大口井經(jīng)井抽水試驗(yàn)更能反映實(shí)際的水文地質(zhì)情況，取得的參數(shù)更為可靠。只有在巖層滲透性差、含水性較弱的條件下，采用小口徑抽水試驗(yàn)的結(jié)果才與實(shí)際情況差異較小。這就提示我們：在進(jìn)行巖土工程勘探中，應(yīng)綜合研究場(chǎng)地所在水文地質(zhì)單元的位置、邊界條件、不給條件，在初步判斷巖層富水性的前提下，合理設(shè)計(jì)抽水試驗(yàn)空的結(jié)構(gòu)，防止勘探結(jié)果失誤。2、水文地質(zhì)孔布置〔1〕存在的問題：盲目布孔，包括井位和井深、井徑，常常是在為綜合研究勘探孔結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)易水文地質(zhì)資料，初步掌握?qǐng)龅貛r溶發(fā)育規(guī)律和地下水分布規(guī)律的情況下，憑主觀意志布設(shè)和設(shè)計(jì)勘探孔，使水文地質(zhì)孔代表性差。其結(jié)果勘探結(jié)果歪曲場(chǎng)地區(qū)實(shí)際的水文地質(zhì)條件，特別是在巖溶場(chǎng)地中更易發(fā)生此問題?！?〕建議的布孔及井結(jié)構(gòu)方法：①根據(jù)勘探孔地質(zhì)編錄、簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)結(jié)果，編制場(chǎng)區(qū)隱伏巖溶平面分布圖；②根據(jù)勘探鉆孔終孔后的水位實(shí)測(cè)資料，編制場(chǎng)地等水文線圖；③綜合上述圖件，找出場(chǎng)地中地下水主徑流帶，結(jié)合你見建筑物的結(jié)構(gòu)特征，在住徑流帶上布設(shè)水文地質(zhì)孔。〔四〕場(chǎng)地地下水位問題在巖溶場(chǎng)地中，由于巖溶發(fā)育的不均勻性，造成建筑場(chǎng)地不同地帶巖層中水力聯(lián)系差，特別是在石灰?guī)r為主的巖溶場(chǎng)地，地下水在演示中的賦存往往是官、脈狀，相差很小的距離即無水力聯(lián)系。在一個(gè)場(chǎng)地中，出現(xiàn)一些鉆施工中沖洗液漏失、而一些孔施工中井口返水，此時(shí)，測(cè)量出不同鉆孔中水位相差極大。一些經(jīng)驗(yàn)缺乏的人員直接將測(cè)得孔中水位不加分析直接作為水位標(biāo)在圖上，結(jié)果造成不能真正查明場(chǎng)地地下水位。在這種情況下，應(yīng)綜合分析、研究。①首先確定與區(qū)域地下水有聯(lián)系的鉆孔。當(dāng)場(chǎng)地位于水位地質(zhì)單元的補(bǔ)給和徑流區(qū)帶時(shí)，在施工中沖洗液漏失的鉆孔可認(rèn)為是與當(dāng)?shù)氐叵滤兴β?lián)系的部位。反之，返水孔那么為無水力聯(lián)系的部位。②利用確定了與單地地下水系統(tǒng)有水力聯(lián)系的鉆孔實(shí)測(cè)的水位，編制等水位線圖，那么得出場(chǎng)地地下水位及其空間分布。〔五〕抽水試驗(yàn)問題水文地質(zhì)試驗(yàn)的方法多種，本次主要探討抽水試驗(yàn)。1、試驗(yàn)方法：按照有無觀測(cè)孔，分為單孔抽水試驗(yàn)和多孔抽水試驗(yàn)；按照抽水空的數(shù)量可分為群孔抽水試驗(yàn)和單孔抽水試驗(yàn)；按照抽試驗(yàn)的方法，可分為穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)合肥穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。具體采用什么方法，可根據(jù)實(shí)際條件和需要選擇。在實(shí)際工作中，一般的人員更多地采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。但實(shí)際上，在勘探場(chǎng)地中，為求取含水層水文地質(zhì)參數(shù)采用多孔非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)效果會(huì)更好。一是需要抽水時(shí)間更短；二是試驗(yàn)結(jié)果更能反映巖層得導(dǎo)水性和儲(chǔ)水性能；三是由于抽水時(shí)間短，在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育的場(chǎng)地中，能較有效地防止由于抽水試驗(yàn)水位下竟導(dǎo)致的巖溶地面塌陷以及帶來的不良工程地質(zhì)問題〔災(zāi)害〕。2、資料整理：①穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料整理、參數(shù)計(jì)算方法及要求。參數(shù)計(jì)算方法：帶觀測(cè)孔的抽水試驗(yàn)直接采用裘布依公式；不帶觀測(cè)孔的試驗(yàn)，采用裘布依公式和經(jīng)驗(yàn)公式聯(lián)立求解。②非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)資料整理方法及要求。參數(shù)計(jì)算方法：根據(jù)水力特征分別采用泰斯和紐曼法求解。3、常見的問題①采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)延續(xù)時(shí)間缺乏，未能充分揭露含水層的特征。②水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算前，不能根據(jù)場(chǎng)地區(qū)水文地質(zhì)邊界、地下水水動(dòng)力條件、含水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及鉆孔的完整性，恰當(dāng)?shù)亟?chǎng)地水文地質(zhì)概念模型，并在此根底上確定合理的水文地質(zhì)計(jì)算數(shù)學(xué)模型。表現(xiàn)為一是潛水和承壓水模型不分、混用；二是完整井和非完整井不分。簡(jiǎn)易采用非穩(wěn)定流抽水并按照相關(guān)要求進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，防止一些概念上和數(shù)學(xué)上的缺乏。四、工程地下水評(píng)價(jià)問題〔評(píng)價(jià)內(nèi)容〕在以往的工程勘察報(bào)告中，往往多只重視對(duì)巖土的物理力學(xué)性質(zhì)的評(píng)價(jià)，而無視或較少地結(jié)合根底設(shè)計(jì)和施工需要對(duì)地下水對(duì)巖土工程的作用和危害評(píng)價(jià)，從而在較多地區(qū)已發(fā)生多起因地下水造成根底下沉和建筑物開裂、地面巖溶塌陷、基坑邊坡坍塌等質(zhì)量事故。因此，總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在工程勘察中，應(yīng)重視對(duì)工程建設(shè)廠區(qū)及相鄰地帶的水文地質(zhì)問題研究和評(píng)價(jià)。應(yīng)從工程角度，綜合地質(zhì)環(huán)境和工程特征，考慮地下水對(duì)工程的作用與影響，提出不同條件下應(yīng)當(dāng)著重評(píng)價(jià)的地質(zhì)問題。主要應(yīng)考慮以下內(nèi)容：〔一〕水文地質(zhì)計(jì)算1、水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算〔1〕計(jì)算方法單孔試驗(yàn)——聯(lián)立方程組解算有觀測(cè)孔的計(jì)算〔2〕參數(shù)計(jì)算結(jié)果分析①滲透系數(shù)分析——利用單孔穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)和多孔非穩(wěn)定流抽水結(jié)果進(jìn)行比擬②影響半徑問題分析A、利用單孔穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)和多孔非穩(wěn)定流抽水結(jié)果進(jìn)行比擬；B、不同含水介質(zhì)條件顯得影響半徑特征。C、巖溶地區(qū)傳統(tǒng)穩(wěn)定流理論使用的條件分析2、基坑涌水量預(yù)測(cè)計(jì)算問題〔1〕模型建立——應(yīng)綜合研究場(chǎng)地的是文地質(zhì)條件，結(jié)合建筑物初步設(shè)計(jì)的基坑方式，合理確定評(píng)價(jià)模型。〔2〕計(jì)算方法①大井法——適用于面狀深基坑開挖排水。實(shí)例:某場(chǎng)地，設(shè)計(jì)基坑長(zhǎng)250m，寬125m，深12m?；娱_挖排水，地下水向未來基坑的運(yùn)動(dòng)為向集水井的承壓~無壓運(yùn)動(dòng)〔圖1〕?！?〕計(jì)算公式開采條件下，采用無限含水層中地下水向集水井的有壓~無壓運(yùn)動(dòng)涌水量計(jì)算公式：…….………..(3)……….…………(4)…….…..………(5)…………….……….…….………(6)式中：——基坑涌水量〔m3/d〕——含水層滲透系數(shù)〔m/d〕——含水層承壓水頭〔m〕——含水層的厚度〔m〕——含水層剩余飽水帶厚度〔m〕——排水降深〔m〕——引用影響半徑〔m〕——影響半徑〔m〕——“大井〞半徑——基坑面積〔m2〕〔2〕計(jì)算參數(shù)取值①滲透系數(shù)k=0.1465②充水層承壓水柱高〔〕取場(chǎng)區(qū)勘探鉆孔實(shí)測(cè)含水層靜止水位高程的算術(shù)平均值與該含水層平均底板高程之差為74.94③充水含水層的厚度〔〕取場(chǎng)區(qū)各勘探鉆孔揭露含水層平均視厚度，為68.03m④含水層剩余飽水帶厚度〔〕場(chǎng)區(qū)基坑設(shè)計(jì)深度12m，預(yù)測(cè)疏干深度S=15m，那么=59.94m。⑤基坑疏干排水水位降深〔〕為保證地下水順利施工，地下水位疏干深度應(yīng)大于基坑深度3m以上。取S=15m.⑥“大井〞半徑〔〕基坑面積31250m。⑦影響半徑根據(jù)含水層滲透系數(shù)〔〕、設(shè)計(jì)排水含水層水位降深〔〕利用7-6式計(jì)算得:⑧引用影響半徑〔〕利用7-7式計(jì)算得：〔3〕計(jì)算結(jié)果將以上參數(shù)代入前述涌水量計(jì)算公式，計(jì)算出基坑涌水量：②干擾井群法實(shí)例:ⅰ、疊加原理在場(chǎng)去任意布置數(shù)口抽水井，當(dāng)群井抽水時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，各井分別對(duì)某一點(diǎn)的水位削減分別為S1,S2,…………Sn,此點(diǎn)的水位降深H為：H=S1+S2+………………Snⅱ、干擾井原理假設(shè)首采區(qū)為無限含水層，并且均質(zhì)、等厚、各向同性。當(dāng)設(shè)計(jì)N口井同時(shí)對(duì)首采區(qū)抽水，有i個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的水位降深等于各井共同作用的結(jié)果，即：……(7)式中:Qj…….第j號(hào)井的抽水量〔m3/d〕Rij……第i節(jié)點(diǎn)到第j號(hào)井的距離〔m〕a……含水層導(dǎo)壓系數(shù)T……含水層導(dǎo)水系數(shù)………………含水層儲(chǔ)水系數(shù)，取0.010－0.015K……滲透系數(shù)M……………含水層厚度干擾井群及節(jié)點(diǎn)布置圖見圖〔2〕。圖〔2〕疏肝干擾井群布置圖ⅲ、參數(shù)取值A(chǔ)、滲透系數(shù)根據(jù)抽水試驗(yàn)計(jì)算，滲透系數(shù)K=0.1465m/d。B、導(dǎo)壓系數(shù)根據(jù)前章涌水量計(jì)算分析，含水層厚為68.03m，含水層儲(chǔ)水系數(shù)取0.012，根據(jù)〔5.2〕、〔5.3〕＝0.1465×286.03＝9.966m2/d＝＝830.5m3/dD、各節(jié)點(diǎn)靜水位到充水含水層的水柱高對(duì)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行有限單元剖分，見圖〔3〕，圖〔3〕干擾井群有限元剖分圖各節(jié)點(diǎn)之間的距離在有限元剖分圖上量取。ⅵ、計(jì)算程序因水位降深模擬計(jì)算數(shù)據(jù)量多，計(jì)算量大，采用計(jì)算機(jī)程序模擬計(jì)算，通過在計(jì)算機(jī)上調(diào)整抽水井抽水量、調(diào)整井間距離和調(diào)整計(jì)算參數(shù)〔K、T、a〕來到達(dá)首采區(qū)水位均勻下降的效果。計(jì)算程序采用Basic語言編寫。計(jì)算步驟如下:A、、先求出各節(jié)點(diǎn)靜水位到充水含水層的水柱高Hi,見表B、計(jì)算井群在干擾條件下各計(jì)算節(jié)點(diǎn)處在計(jì)算末時(shí)刻的水位降Si，假設(shè)共有N個(gè)開采井。C、判別:假設(shè)當(dāng)首采區(qū)設(shè)計(jì)降深值與各井抽水疏干后的降深值相差不大，即小于一定值時(shí)〔本次疏干設(shè)計(jì)取=<10m〕,那么認(rèn)為設(shè)計(jì)疏干工程到達(dá)效果。否那么，需調(diào)整設(shè)計(jì)疏干井的排水量或通過調(diào)整各井之間的距離及其他參數(shù)〔K、T、A〕來到達(dá)效果。ⅴ、計(jì)算流程框圖〔4〕圖〔4〕計(jì)算機(jī)流程框ⅶ、計(jì)算機(jī)程源序如下：基坑疏干井群干擾計(jì)算5LPRINT“基坑疏干井群干擾計(jì)算〞6LPRINT“------------------------------------------------------〞10INPUT“N=?〞;N13INPUT“M=?〞;M15INPUT“t=?〞;T20INPUT“k=?〞;K30INPUT“a=?〞;A35DIMQ(N),S(M),H(M),Z(M)40FORP=1TON45INPUT“q(〞;P;“)=?〞;Q(p)50LPRINT“Q(〞;P;“)=?〞;Q(p)56LPRINT“------------------------------------------------------〞57LPRINT60FORL=1TOM62INPUT“H(〞;L;“)=?〞;H(L)64NEXTL66T1=070FORE=0TOTSTEP3080T1=T1+3082LPRINT“第〞;T1;“時(shí)段〞83LPRINT“------------------------------------------------------〞85LPRINT90FORI=1TOM95D=0:S(I)=0100FORJ=1TON105READR110U=Q(J)*LN(2.25*A*/R^2)120IFU>0THENGOTO150130U=0150G=U/(2*3.1416*K)200D=D+U230NEXTG240S(I)=H(I)-SQR(H(I)^2-D)250NEXTI260FORW=1TOM270LPRINTUSING“###.##〞;“S(〞;W;“)=?〞;S(W)275S(W)=0280NEXTW285FORK=1TOM290Z(K)=H(K)-S(K)300LPRINTUSING“###.##〞;“Z(〞;K;“)=?〞;Z(K);310NEXTK320RESTORE330LPRINT“------------------------------------------------------〞340LPRINT350NEXTE400END500DATAⅷ、計(jì)算結(jié)果假設(shè)抽水時(shí)間為30天為一計(jì)算周期，當(dāng)抽水到一定時(shí)間后，首采區(qū)水位下降到一定值，再通過調(diào)整抽水井抽水量或各井和節(jié)點(diǎn)之間的距離來到達(dá)設(shè)計(jì)目的。通過反復(fù)計(jì)算，通過調(diào)整參數(shù)到達(dá)疏干目的，當(dāng)首采區(qū)疏干210天后。A、參數(shù)調(diào)整B、抽水井抽水量調(diào)整C、各井間距調(diào)整通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，在調(diào)整計(jì)算參數(shù)后，各節(jié)點(diǎn)的水位降到基坑底板以下3~4m，到達(dá)了各節(jié)點(diǎn)水位均勻下降的效果。疏干前后首基坑疏干水位等值線圖見圖〔5〕?；又行牡叵滤唤瞪钏粴v時(shí)曲線圖見圖〔6〕。圖〔5〕基坑區(qū)水位疏干前后水位等值曲圖圖6水位降深歷時(shí)曲線圖常見的問題：①無視水文地質(zhì)邊界條件，水文地質(zhì)模型建立及計(jì)算的數(shù)學(xué)模型錯(cuò)誤〔二〕地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)1、水化學(xué)分析的工程包括“PH、EH〔自然電位〕、電導(dǎo)率、溶解氧、酸度、堿度、礦化度、游離CO2、侵蝕性CO2、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH+、Fe+3、Fe+2、Cl-、SO4-2、HCO3+、CO3+、NO3—及有機(jī)質(zhì)。2、地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)方法及判定標(biāo)準(zhǔn)按環(huán)境類型水和土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性腐蝕等級(jí)腐蝕介質(zhì)環(huán)境類型ⅠⅡⅢ弱中強(qiáng)硫酸鹽含量SO4-2〔mg/l〕250~500500~1500﹥1500500~15001500~3000﹥30001500~30003000~6000﹥6000弱中強(qiáng)鎂鹽含量Mg2+〔mg/l〕1000~20002000~3000﹥30002000~30003000~4000﹥40003000~40004000~5000﹥5000弱中強(qiáng)氨鹽含量NH〔mg/l〕100~500500~800﹥800500~800800~1000﹥1000800~10001000~1500﹥1500弱中強(qiáng)苛性堿含量OH〔mg/l〕3500~43004300~5700﹥57004300~57005700~7000﹥70005700~70007000~10000﹥10000弱中強(qiáng)總礦化度〔mg/l〕1000~20002000~5000﹥30002000~50005000~6000﹥60005000~60006000~7000﹥7000按地層滲透性水碓混凝土的腐蝕性評(píng)價(jià)腐蝕等級(jí)PH值侵蝕性CO2〔mg/l〕HCO3-〔mmol/l〕強(qiáng)透水層弱透水層強(qiáng)透水層弱透水層強(qiáng)透水層弱透水層弱中強(qiáng)5.0~6.54.0~5.0﹤4.04.0~5.03.5~4.0﹤3.515~3030~60﹤6030~6060~100——1.0~0.5﹤0.5————————水對(duì)鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕性評(píng)價(jià)腐蝕等級(jí)Cl-〔mg/l〕長(zhǎng)期浸水干濕交替弱中強(qiáng)﹥5000————100~500500~5000﹥5000水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕性評(píng)價(jià)腐蝕等級(jí)PH值、〔Cl-+SO42-〕含量〔mg/l〕弱中強(qiáng)PH值3~11〔Cl-+SO42-〕﹤500PH值3~11〔Cl-+SO42-〕≧500PH值﹤3〔Cl-+SO42-〕任何濃度〔三〕地下水“基坑突涌〞評(píng)價(jià)當(dāng)根底下部存在承壓含水層，應(yīng)對(duì)基坑開挖后承壓水沖毀基坑底板，產(chǎn)生“基坑突涌〞的可能性進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法：1、土質(zhì)隔水層的評(píng)價(jià)方法①驗(yàn)算基坑底不透水層厚度與承壓含水層水頭壓力。要求基坑開挖后不透水層的厚度按照下式計(jì)算：當(dāng)：基坑不產(chǎn)生突涌基坑將產(chǎn)生突涌式中:——基坑開挖后地板隔水層厚度〔m〕——水的重度——水的重度2、巖質(zhì)隔水底板的評(píng)價(jià)方法可采用斯列薩列夫公式來確定和。(1-7)(1-8)式中：——為隔水底板所能承受的極限水壓力值〔N/m2〕——作用于隔式底板上的實(shí)際水壓力值〔N/m2〕——隔水底板的實(shí)際厚度〔m〕——能抵抗住實(shí)際水壓力值〔〕的臨界隔水層厚度〔m〕——采區(qū)巷道底寬〔m〕——隔水底板抗張強(qiáng)度〔MPa〕——隔水底板巖石的容重〔N/m3〕當(dāng)＜或＞時(shí)，巷道地板穩(wěn)定，無突水可能或可能性小。當(dāng)＞或＜時(shí)，巷道地板不穩(wěn)定，無突水可能或可能性大。但應(yīng)注意，公式〔1-5〕是根據(jù)材料力學(xué)理論，把巷道底板看成一個(gè)長(zhǎng)為，兩端固定，承受均勻荷載的梁，除在極限平衡的狀態(tài)下建立的。因此，使用上述公式時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：第一是隔水底板巖石承受的實(shí)際水壓力分布是否符合建立公式時(shí)受力均勻的假定條件；第二是實(shí)際裂隙巖體的抗張強(qiáng)度要比小塊完整巖塊樣的強(qiáng)度要低幾倍到幾十倍。因此，采用室內(nèi)巖樣測(cè)試值，必須根據(jù)實(shí)際巖體裂隙發(fā)育程度的差異加以修正，對(duì)于由多種巖石組合成的隔水底板，應(yīng)有一定數(shù)量各類巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，以便取用其統(tǒng)計(jì)平均值。〔三〕地下水對(duì)結(jié)構(gòu)的上浮作用評(píng)價(jià)當(dāng)根底位于地下水位以下的情況下，建筑物根底將受到地下水的浮托作用，影響建筑物的穩(wěn)定和平安。國(guó)家不同的標(biāo)準(zhǔn)：《巖土勘查標(biāo)準(zhǔn)》、《高層建筑巖土工程勘查標(biāo)準(zhǔn)》以及較多的地方標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)抗浮設(shè)計(jì)提出了要求?？垢≡O(shè)計(jì)原那么要求按照最不利原那么——考慮兩個(gè)方面，一是地下抗浮設(shè)計(jì)水位，二是根底埋