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土木工程施工课程设计降排水设计与计算
2025-10-05 11:11:17 责编:小OO
文档
睢宁二站工程降排水的设计与计算

从上面的睢宁二站工程的施工组织设计《第一章工程概况》中,我们可以了解到新建睢宁二站工程的一些基本情况,以及一些参数。从而为我们对其进行降排水设计与计算提供了方便。以下就是我做的对睢宁二站工程降排水的设计与计算:

1.参数资料

根据地质资料显示,场地内主要含水层为第①层砂壤土、第⑤层粉砂、第⑥层粉质壤土。第②、③、④层粘性土层透水性等级为弱透水~微透水,构成场地内相对隔水层。第⑦层壤土、第⑧层含砂姜粘土属弱~中等透水性。第①层潜水水位埋深为1.70~1.90m,第⑤层水头4.13~5.85m,第⑧层水头10.5~12.42m。场地混合地下水位埋深为2.7m,与上游河水水位基本持平。

站身基坑开挖深度20.0~22.0m,涉及主要土层为第①~第⑥层土。根据招标文件地质资料,站身施工范围内第①层砂壤土、第⑤层粉砂、第⑥层粉质壤土、第⑧层含砂姜粘土为主要的含水层,其中承压水层中第⑧层含砂姜粘土野外试验时渗透系数达到1.1×10-3cm/s。

2.降排水方案与计算

2.1泵站基坑的降排水

(1)井点的布置

泵站基坑近似为正方形,基坑长a=100m,因为基坑宽度较大,面积也比较大,根据实践经验,对其采用管井降水的方法,采用环形布置。

根据经验,采用的降水井井深40m,井距18~30米,降水井离建筑物底板5米以上布置,管井采用钢筋混凝土标准管,每节4m长,内径为400mm。

(2)涌水量的计算

①承压完整井涌水量

承压水层涌水量按承压完整井井点涌水量计算,公式为:

    

∵渗透系数K为1.1×10-3cm/s     

∴即 K=0.95m/d;

承压水层厚度M:站身部位降水井施打40m深,从22.0m至-18.0m,第5层顶高程11.11m,承压水层厚度近似为29.11m; 

设计基坑水位降深S:15.02-2.65=12.37m;

影响半径R:;

基坑等效半径r0: ;

②无压非完整井涌水量

潜水层涌水量按无压非完整井井点涌水量计算公式计算:

   

∵渗透系数K为 3.2×10-3cm/s

∴ K=2.765m/d;

潜水层静止水位H0:20.46m; 

设计基坑水位降深S:20.46-16.33=4.13m;

影响半径R:;

基坑等效半径r0:;

引用影响半径R0:R0=R+r0=68.67+59=127.67m ;

   

 ③基坑总涌水量计算

在承压水头与潜水水头共同作用下基坑涌水量为:

ΣQ=Q1+Q2=1945.62+1713.1=3658.72 m3/d

④单井最大出水量计算

单井出水量q根据以下经验公式计算为:

上式中数据:

K取含水层算术平均值,为1.25m/d

r为过滤器半径,为0.2m

l为过滤器进水部分长度,站身部位降水井施打40m深,从22.0m至-18.0m,第8层顶高程2.60m,地下连续墙底高程-7.40m,有效进水长度考虑3m。

⑤需降水井最少数量为nmin:

⑥最大井距Dmax:Dmax=L/nmin=(100×4)÷17=23.53m

⑦确定井距及井点数量

按照井距的要求,综合考虑降水的实际效果,井距确定为20m。

故实际井点数为:n=400÷20=20 眼

每个角上取一眼,每条边取四眼(不含角上),共20眼。(详见降排水平面布置图)

2.2 站身引渠基坑的降排水

(1)井点的布置

站下引河基坑近似为矩形,基坑长a=200m,基坑宽b=100m,其基坑宽边与泵站基坑边为同一边。因为基坑宽度较大,面积也比较大,根据实践经验,对其采用管井降水的方法,采用双排井点布置。(本来也是采用环形布置,由于一边留有预留运土坡道,另一边有泵站基坑的井点布置,则其实际为双排井点布置)

根据经验,采用的降水井井深30m,井距18~30米,降水井离建筑物底板5米以上布置,管井采用钢筋混凝土标准管,每节4m长,内径为400mm。

(2)涌水量的计算

①承压完整井涌水量

承压水层涌水量按承压完整井井点涌水量计算,公式为:

∵渗透系数K为 1.1×10-3cm/s

∴ K=0.95m/d;

承压水层厚度M:站下引渠部位降水井施打25m深,从22.0m至-3m,第5层顶高程11.11m,承压水层厚度近似为14.11m; 

设计基坑水位降深S:15.02-7.5=7.52m;

影响半径R:;

基坑等效半径r0:;

②无压非完整井涌水量

潜水层涌水量按无压非完整井井点涌水量计算公式计算:

∵渗透系数K为 3.2×10-3cm/s

∴ K=2.765m/d;

潜水层静止水位H0:20.46m; 

设计基坑水位降深S:20.46-16.33=4.13m;

影响半径R:;

基坑等效半径r0:;

引用影响半径R0:R0=R+r0=68.67+87=155.67m ;

③基坑总涌水量计算

在承压水头与潜水水头共同作用下基坑涌水量为:

ΣQ=Q1+Q2=1038.45+2268.3=3306.8 m3/d。

④单井最大出水量计算

单井出水量q根据以下经验公式计算为:

上式中数据:

K取含水层渗透系数算术平均值,为1.25m/d

r为过滤器半径,为0.2m

l为过滤器进水部分长度,站身部位降水井施打30m深,从22.0m至-8.0m,第8层顶高程2.60m,有效进水长度考虑5m。

⑤需降水井最少数量为nmin:

⑥最大井距Dmax:Dmax=L/nmin=(200×2)÷9=44.44 m

⑦确定井距及井点数量

按照井距的要求,综合考虑降水的实际效果,井距确定为25m。

故实际井点数为:n=400÷25=16

取每边8眼,共16眼。(详见降排水井点布置图)

2.3 站上引河渠道排水

出水渠道底高程14.5m,主要开挖土层为第①层与第②层。

在基坑的两侧设置明沟与集水井排水,同时隔断基坑坡面来水,两侧采取分区排水,排至基坑外。

基坑顶沿上边缘线外开挖一梯形排水沟,截住基坑外来水,将来水引至施工场地外。

2.4河道及建筑物基坑排水

基坑土方开挖到位后,在基坑边缘外距建筑物边缘5m外布置排水沟,排水沟断面尺寸40m*50m,在四周设置集水井,用5.5KW的潜水泵排除施工过程中的施工养护、场地冲洗和雨水等积水。与生产、生活区排水沟相连,并且向一方向留有一定坡度,在端头设置集水坑,采用潜水将其排至围堰外。

2.5生产、生活区排水

在加工场、砂石料场,水泥仓库,生活办公区房屋四周及场内临时道路四周及两侧也要开挖排水沟,并且各排水沟与场区四周排水沟(基坑边缘排水沟)相通相连。当穿越临时道路时,路下均埋设铸铁管,保证场区路通、排水通。场地道路干燥,当场外河道水位低于场内水位时,将雨水积水直接排入河道,当河道水位高于场内水位时,用水泵将场内积水抽排入河道。

3.井点的封闭措施

在站区建筑物上升以后和上下游连接段护底基本完成时,井点抽水即可结束,要对井点进行封闭处理。井点封闭方法为在井内填筑黏土、上部5米范围内填C15素混凝土。下载本文

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