地下工程施工降水.pdf

1 第三篇第三篇 地下工程施工降水地下工程施工降水 第 8 章 地下水赋存及运动的基本理论......................................................................................................4 8.1 岩土中水的存在形式.........................................................................................................................4 一、气态水................................................................................................................................................4 二、结合水................................................................................................................................................4 三、重力水................................................................................................................................................5 四、毛细水................................................................................................................................................5 五、固态水................................................................................................................................................6 六、矿物水................................................................................................................................................6 8.2 岩土的水理性质..................................................................................................................................6 一、容水性................................................................................................................................................6 二、持水性................................................................................................................................................6 三、给水性................................................................................................................................................7 四、透水性................................................................................................................................................7 五、毛细性................................................................................................................................................7 8.3 地下水的赋存......................................................................................................................................8 一、包气带与饱水带................................................................................................................................8 二、含水层与隔水层................................................................................................................................8 三、不同埋藏条件的地下水....................................................................................................................9 四、水文地质单元与水文地质边界......................................................................................................10 五、不同岩土介质中的地下水..............................................................................................................12 六、【实例】北京城近郊区水文地质概况..........................................................................................14 8.4 地下水的运移....................................................................................................................................16 一、地下水的渗流..................................................................................................................................16 二、渗流的基本定律..............................................................................................................................18 8.5 流向井的地下水运动.......................................................................................................................20 一、地下水的稳定井流..........................................................................................................................20 二、地下水的非稳定井流......................................................................................................................22 三、地下水流向直线边界附近完整井的运动......................................................................................32 四、井群干扰的计算..............................................................................................................................37 8.6 地下水的渗透破坏作用..................................................................................................................38 一、流砂..................................................................................................................................................38 二、管涌..................................................................................................................................................38 三、突涌..................................................................................................................................................39 第 9 章 地下水对地铁等地下工程施工的影响.......................................................................................39 9.1 设置有止水帷幕的情况..................................................................................................................40 9.2 不设置止水帷幕的情况..................................................................................................................40 第 10 章 地下工程施工降水方案与设计计算.........................................................................................44 10.1 施工降水的特点、作用、原则和方法.....................................................................................44 一、施工降水的特点..............................................................................................................................44 二、施工降水的作用..............................................................................................................................46 三、施工降水方案制定的原则..............................................................................................................46 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2 四、施工降水方法的选择......................................................................................................................46 10.2 制定施工降水方案应掌握的资料..............................................................................................46 一、地质、水文地质资料......................................................................................................................47 二、基坑支护结构设计资料..................................................................................................................47 三、工程场地周边的环境状况资料......................................................................................................47 10.3 水文地质勘察的内容及要求.......................................................................................................47 一、勘察孔布置......................................................................................................................................48 二、抽水试验..........................................................................................................................................48 三、水文地质参数计算..........................................................................................................................49 10.4 施工降水设计计算.........................................................................................................................52 一、降水参数的确定..............................................................................................................................52 二、基坑涌水量计算..............................................................................................................................53 三、单井出水能力计算..........................................................................................................................57 四、降水井数量及间距的确定..............................................................................................................57 五、水位降深检验..................................................................................................................................58 第 11 章 地下工程施工降水技术................................................................................................................59 11.1 管井降水...........................................................................................................................................59 一、管井降水及自渗降水的工作特性及适用条件..............................................................................59 二、管井设计..........................................................................................................................................60 三、管井施工..........................................................................................................................................61 四、管井降水维护管理..........................................................................................................................66 五、工程实例..........................................................................................................................................66 11.2 辐射井降水.......................................................................................................................................71 一、辐射井降水原理及特点..................................................................................................................71 二、辐射井设计......................................................................................................................................71 三、辐射井施工......................................................................................................................................72 四、工程实例..........................................................................................................................................77 11.3 轻型井点降水..................................................................................................................................81 一、轻型井点降水原理及适用条件......................................................................................................81 二、轻型井点种类及特点......................................................................................................................81 三、轻型井点布置..................................................................................................................................82 四、轻型井点施工..................................................................................................................................82 五、轻型井点降水维护管理..................................................................................................................85 11.4 喷射井点降水..................................................................................................................................85 一、喷射井点降水原理及适用条件......................................................................................................85 二、喷射井点施工..................................................................................................................................86 11.5 真空管井降水..................................................................................................................................88 一、真空管井降水系统的工作原理及适用条件..................................................................................88 二、真空管井降水设计..........................................................................................................................88 三、施工工艺..........................................................................................................................................88 四、抽水系统的自动控制......................................................................................................................89 五、工程实例..........................................................................................................................................89 11.6 明排降水...........................................................................................................................................93 一、明排降水的特点及适用条件..........................................................................................................93 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3 二、明排降水施工..................................................................................................................................93 11.7 降水监测与管理.............................................................................................................................93 一、水位观测..........................................................................................................................................93 二、水量观测..........................................................................................................................................94 三、出水含砂量监测..............................................................................................................................94 四、建构筑物及地面沉降监测..............................................................................................................94 第 12 章 地下工程施工降水引起的环境问题及对策...........................................................................96 12.1 施工降水引发的地面沉降...........................................................................................................96 一、地面沉降的发生机制......................................................................................................................96 二、地质环境模式与地面沉降..............................................................................................................97 三、地层的固结特性与地面沉降..........................................................................................................98 四、地面沉降预测计算..........................................................................................................................98 五、降水引发地面沉降的一般规律....................................................................................................100 12.2 地下水回灌.....................................................................................................................................100 一、回灌井的布设................................................................................................................................100 二、回灌水质要求................................................................................................................................101 三、管井回灌技术................................................................................................................................101 四、回灌过程中经常出现的问题及处理方法....................................................................................103 12.3 降水与水资源的再利用..............................................................................................................105 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4 第第 8 章章 地下水赋存及运动的基本理论地下水赋存及运动的基本理论 8.1 岩土中水的存在形式岩土中水的存在形式 地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水，主要来源于大气降水、冰雪融水、地表水等，经土壤渗入 地下而成。地下水与大气水、地表水是统一的，共同组成地球水圈，地下水在岩土空隙中运移，参与全球 性陆地、海洋之间的水循环。 地下水是地质环境的组成部分之一，能影响环境的稳定性，它往往是滑坡、地面沉降和地面塌陷发生 的主要原因。地下水对地下工程的影响也很大地基土中的水能降低土的承载力，基坑涌水会威胁工程的 安全施工，地下水对地下工程结构有渗透、侵蚀作用，因而需进行结构防水处理。 岩土空隙中的水，根据其存在形式可分为气态水、结合水、重力水、毛细水和固态水。 一、气态水一、气态水 气态水即水蒸汽，它和空气一起分布于包气带岩土空隙中。它来源于大气中的水汽与地下水的蒸发。 气态水可随空气一起流动，也可独自由绝对湿度大的地方向绝对湿度小的地方迁移。夏季白天的气温高于 岩土的温度，于是水汽将由大气向岩土空隙中运动、聚集、并凝结成为凝结水，夜晚则相反。此外，在年 常温带以下，深部的温度总是高于上部，水蒸发成气态水后总是向上运动，然后聚集凝结成为液态水。气 态水在一定的温度、压力下与液态水相互转化，二者保持动平衡，因而对岩土中水的重新分配有很大意义， 但气态水不能被直接利用，也不能被植物吸收。 二、结合水二、结合水 由于静电引力作用而吸附在岩土颗粒上的水称结合水。岩土颗粒及裂隙表面均带有电荷，水又是偶极 体，由于静电吸引，颗粒表面能够吸附水分子，形成结合水。根据库伦定律，电场强度与距离平方成反比