某基坑涌水量分析及计算

高海波

摘要：为保障工程施工过程中为干场作业，需把河床内大量水量排水，降低河床水位，通过对工程范围内地层进行分析，选取相应参数，进行计算，得到一个初步涌水量。通过涌水量值进而确定集水井的数量及泵的型号，确定施工组织设计方案，确保施工过程中混凝土浇筑作业等质量可靠。

关键词：基坑；涌水量；计算

该项目为橡胶坝工程，位于平山县冶河干流处，仅靠县城边缘。本次分析及计算属初步设计阶段。工程区内表层为卵石，卵石层厚约14m，下为弱风化白云岩。工程中实际抽水为非完整井，本次计算过程采用非完整井情况进行计算。

1基本情况

冶河是滹沱河最大支流，全长187km，控制流域面积6420km2。冶河自西向东、再由东转北穿过平山县主城区，出平山县外环汇入滹沱河。冶河常年有地表径流，多年平均非汛期径流量为11m3/s，多年平均非汛期月最大径流量为41m3/s。冶河流域面积虽不及滹沱河黄壁庄水库以上总面积的三分之一，但来水量接近它的一半。由于冶河流经山西省土石山区，含沙量成为石家庄市各河之最大。

工程区属平山县山前平原区，冶河现代河床宽约200m，海拔高程123～134m，相对高差11m，河底坡度缓于2‰。

在拟建橡胶坝轴线布置钻孔5个，根据钻孔揭露情况表明，工程区地质属砾岩双层结构，上层为卵石，下层为白云岩。

卵石（Q4alp），河床表层覆盖层，钻孔揭露层厚11.2～14.5m，层底高程105.60～110.70m。此层分布稳定，空间连续，该层渗透系数建议值0.2cm/s，具强透水性。

白云岩（Ptdn），弱风化，节理面锈染严重。钻孔揭露层厚5.5～8.5m，层底高程99.50～105.10m。此层分布稳定，空间连续，经压水试验成果表明，该层渗透系数建议值3.0×10-4cm/s，具中等透水性。

2 分析与计算

2.1 计算依据

（1）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）；

（2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）。

2.2 假定条件

（1）基坑周边卵石渗透系数大小相同，方向均流向基坑内。

（2）卵石下伏白云岩对基坑排水影响暂不考虑。

（3）由于卵石覆盖层厚度大部分超过10m，本次计算采用非完整井计算公式。

2.3 计算过程

河床内主要分布为卵石层，渗透系数建议值0.2cm/s，具强透水性；卵石层呈中密～密实，无软弱下卧层，承载力建议值350kPa。

根据设计方案，本次新建橡胶坝涉及坑槽开挖工程有大口井开挖工程（井径5m，深7m）、泵房基础开挖工程（规格16.4×8.4×7，单位m）、上下游防冲槽开挖（规格240×10×3，单位m）。经比较，其开挖防冲槽工程为修建橡胶坝工程涌水量最大工程，故本次仅计算上下游防冲槽的基坑涌水量。

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）附录E（见图1）

图 1 按均质含水层潜水非完整井简化的基坑涌水量计算图

潜水非完整井的计算公式：

式中：Q，基坑降水的总涌水量（m3/d）；

k，渗透系数（m/d），取值172.8m/d；

H0，潜水含水层厚度（m），根据剖面图，取值14.5m；

S0，基坑水位降深（m），为保障干场作业，取值5m；

R，降水影响半径（m），受河宽限制，取值240m；

r0，沿基坑周边均匀布置的降水井群所围面积等效圆的半径（m）；

可按r0=（A/π）0.5计算，此处，A为降水井群连线所围的面积。取值27.6m。

h，基坑动水位至含水层底面的深度（m），取值9.5m；

l，滤管有效工作部分的长度（m），取值2.5m；

hm=（H0+h）/2。

根据上述数据，计算结果为13896（m3/d），以上数据请设计参考使用。

3 计算成果与结论

冶河为常年性河流，平时水流量11m3/s，汛期最大流量10450m3/s，水资源丰富。项目位置距冶河汇入口约5km，第四系含水层主要为卵石层。本次计算选择涌水量最大的上下游防冲槽进行，长240m、宽10、深3m，经计算其涌水量为1389（m3/d）。

在基坑内作业时，为保障干场作业，建议采用坑底开挖排水沟强排与集水井相结合的降排方式，并请设计根据施工中基坑涌水得到有效、及时排水。

参考文献：

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[2]王翠英.武汉市深基坑降水引起周边地面沉降的研究[D].中国地质大学，2005，35：20-21.

[3]王宇.基坑涌水量预测与防治支护措施[J].科学技术与工程，2013，12（13）：3259-3262.

[4]李再兴，梁杏，郭付三等.大井法在基坑涌水量计算中的应用[J].人民长江，2014，40（15）：50-52，55.

（作者單位：河北省水利水电勘测设计研究院）