某基坑涌水量分析及計算

高海波

摘要：為保障工程施工過程中為干場作業，需把河床內大量水量排水，降低河床水位，通過對工程范圍內地層進行分析，選取相應參數，進行計算，得到一個初步涌水量。通過涌水量值進而確定集水井的數量及泵的型號，確定施工組織設計方案，確保施工過程中混凝土澆筑作業等質量可靠。

關鍵詞：基坑；涌水量；計算

該項目為橡膠壩工程，位于平山縣冶河干流處，僅靠縣城邊緣。本次分析及計算屬初步設計階段。工程區內表層為卵石，卵石層厚約14m，下為弱風化白云巖。工程中實際抽水為非完整井，本次計算過程采用非完整井情況進行計算。

1基本情況

冶河是滹沱河最大支流，全長187km，控制流域面積6420km2。冶河自西向東、再由東轉北穿過平山縣主城區，出平山縣外環匯入滹沱河。冶河常年有地表徑流，多年平均非汛期徑流量為11m3/s，多年平均非汛期月最大徑流量為41m3/s。冶河流域面積雖不及滹沱河黃壁莊水庫以上總面積的三分之一，但來水量接近它的一半。由于冶河流經山西省土石山區，含沙量成為石家莊市各河之最大。

工程區屬平山縣山前平原區，冶河現代河床寬約200m，海拔高程123～134m，相對高差11m，河底坡度緩于2‰。

在擬建橡膠壩軸線布置鉆孔5個，根據鉆孔揭露情況表明，工程區地質屬礫巖雙層結構，上層為卵石，下層為白云巖。

卵石（Q4alp），河床表層覆蓋層，鉆孔揭露層厚11.2～14.5m，層底高程105.60～110.70m。此層分布穩定，空間連續，該層滲透系數建議值0.2cm/s，具強透水性。

白云巖（Ptdn），弱風化，節理面銹染嚴重。鉆孔揭露層厚5.5～8.5m，層底高程99.50～105.10m。此層分布穩定，空間連續，經壓水試驗成果表明，該層滲透系數建議值3.0×10-4cm/s，具中等透水性。

2 分析與計算

2.1 計算依據

（1）《水利水電工程地質勘察規范》（GB50487-2008）；

（2）《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）。

2.2 假定條件

（1）基坑周邊卵石滲透系數大小相同，方向均流向基坑內。

（2）卵石下伏白云巖對基坑排水影響暫不考慮。

（3）由于卵石覆蓋層厚度大部分超過10m，本次計算采用非完整井計算公式。

2.3 計算過程

河床內主要分布為卵石層，滲透系數建議值0.2cm/s，具強透水性；卵石層呈中密～密實，無軟弱下臥層，承載力建議值350kPa。

根據設計方案，本次新建橡膠壩涉及坑槽開挖工程有大口井開挖工程（井徑5m，深7m）、泵房基礎開挖工程（規格16.4×8.4×7，單位m）、上下游防沖槽開挖（規格240×10×3，單位m）。經比較，其開挖防沖槽工程為修建橡膠壩工程涌水量最大工程，故本次僅計算上下游防沖槽的基坑涌水量。

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）附錄E（見圖1）

圖 1 按均質含水層潛水非完整井簡化的基坑涌水量計算圖

潛水非完整井的計算公式：

式中：Q，基坑降水的總涌水量（m3/d）；

k，滲透系數（m/d），取值172.8m/d；

H0，潛水含水層厚度（m），根據剖面圖，取值14.5m；

S0，基坑水位降深（m），為保障干場作業，取值5m；

R，降水影響半徑（m），受河寬限制，取值240m；

r0，沿基坑周邊均勻布置的降水井群所圍面積等效圓的半徑（m）；

可按r0=（A/π）0.5計算，此處，A為降水井群連線所圍的面積。取值27.6m。

h，基坑動水位至含水層底面的深度（m），取值9.5m；

l，濾管有效工作部分的長度（m），取值2.5m；

hm=（H0+h）/2。

根據上述數據，計算結果為13896（m3/d），以上數據請設計參考使用。

3 計算成果與結論

冶河為常年性河流，平時水流量11m3/s，汛期最大流量10450m3/s，水資源豐富。項目位置距冶河匯入口約5km，第四系含水層主要為卵石層。本次計算選擇涌水量最大的上下游防沖槽進行，長240m、寬10、深3m，經計算其涌水量為1389（m3/d）。

在基坑內作業時，為保障干場作業，建議采用坑底開挖排水溝強排與集水井相結合的降排方式，并請設計根據施工中基坑涌水得到有效、及時排水。

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（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）