围堰渗水和基坑抽水强度计算书

设计计算书共5页第一页计算2010002号围堰渗水和基坑抽水强度计算书1 围堰渗流计算 围堰渗流计算分为两个部分（围堰帷幕部分，堰基部分）分别进行渗流计算。然后将两部分渗流计算的渗流量累加，既为该围堰的总渗流量。一般情况下，这样求得的 总渗流量较整体计算渗流量较小，所以在最后累加后会乘以约30%做为较小值的进一步 精确。以下来做分别计算（计算为单宽渗流量，单位为m3/d，即立方米每天）。1.1 帷幕灌浆部分的渗流计算查阅相关资料，帷幕灌浆体的渗透系数约为1X10-6cm/s。根据水利水电出版社土坝设计第171页达塞定理计算渗流量的方法和以取定的相关参数，帷幕灌浆渗流量：qi = kiAq 渗流量1A 帷幕水流断面面积18.36X1m2（帷幕平均总长808m，总计44个灌浆孔，均深 18.36m，渗水断面面积即为18.36X1）。k 高喷射墙渗透系数（1X 10 -6 cm/s=8.64X10 -4 m/d）Hi 水力坡降，i = = 21/1.0 = 21 ；L水头（=21.00m）L渗透途径长度（L = 1m1.5m）计算得 q 二 kiA = 0.000864 x 21 x 18.36 = 0.333m3 /d13&S0Dpl202.買i.百卄曲壬弱風犹层（l伽2心11F.图3-1堰基部分渗流计算简图1.2 堰基透水部分渗流计算堰基渗流部分计算则根据土坝设计第197页堰基渗流量计算公式来进行计算。1.2.1 渗流参数的取定上游围堰上游水位H=1201.50m(设计堰顶5年一遇37.1m3/s的水位高程)。堰底的高程H =1191m。上游围堰上游最大水头H =20.50m。帷幕灌浆孔钻入强风化岩层1.0m，地质 21资料中确定：河床覆盖层为10m15m厚的全透水层，其下为强风化岩层，强风化岩层也 为较强透水层，其厚度为3m5m,渗透系数由于无试验确定，拟定其渗透系数值为1 m/d 8m/d，计算取值为4 m/d。强风化岩层之下为弱风化层，弱风化岩层厚度约10m15m, 弱风化层也具有透水性，渗透系数同样根据经验取定0.15m/d2.3m/d，计算时取值 0.8m/d。计算时将强风化层与弱风化层分开计算，拟定其下微风化层为不透水层。1.2.2 强风化层渗流计算强风化岩层堰基渗径L=39.00m，渗水厚度T=4.0m，渗透系数K=4m/d，(T=4m,K=4.0m/d) L/T=9.75，公式中的系数n可根据下表进行取定：表3-1计算参数取定表L/T2054321N值1.151.181.231.301.441.87根据以上数据确定系数n=1.17堰基的渗流计算可根据土坝设计第197页堰基渗流量计算公式来进行计算。计 算参数如下：围堰上游水位H =1201.50m,堰底高程H =1191m，围堰上游水头H =20.50m。1 2 1其渗流量q = KHTnLK堰基的渗透系数，取定K=4m/dL围堰渗径，L=39.00mH围堰上游水头，H=21.00mT堰基的渗水深度，T=4m强风化岩层渗流量q = KHT = 4x 7.36m3 /d2 nL1.17 x 391.2.3 弱风化层渗流计算强风化岩层堰基渗径同样也为L=39.00m,渗水厚度取值T=15m，渗透系数K=0.8m/d, (T=15,K=0.8m/d)L/T=2.6，n=1.37。其渗流量q = KHTnLK堰基的渗透系数，取定K=0.8m/dL围堰渗径，L=39.00mH围堰上游水头，H=21.00mT堰基的渗水深度，T=15m强风化岩层渗流量q = KHT = 0.8 x= 4.72m3 / d3 nL1.37 x 39围堰分开进行渗流计算,其计算出的渗流量一般偏小于整体计算,根据前面所述将 计算出的下游围堰渗流量扩大30%。最后得出其渗流量q =12.73 m3/d则总围堰单宽计算总渗流量q = q + q + q = 12.413m3 /d，总渗流量应计算方法较123实际情况会略为偏小，所以将计算值扩大30%则实际围堰单宽渗流量16.14m3/d。2 基坑排水强度计算 在上游围堰闭气之后，就要排除基坑的积水和渗水，以利开展基坑施工工作。基坑 排水工作按排水时间及性质可分为基坑开挖前的初期排水、基坑开挖及建筑物施工 过程中的经常性排水。2.1 基坑初期排水2.1.1 排水量的估算初期排水主要包括基坑积水、围堰渗水、天气降水三大部分。对于降雨根据规范要 求按多年平均日降水量进行计算。（1）基坑积水的计算基坑积水的计算首先确定基坑内的平均水深；其次进行上游围堰下游基坑内部同位 置的横断面面积；然后计算上游围堰直至下游落水洞的距离；进而利用这三要素确定出 基坑的总积水体积。Q上游围堰闭气后若无较大洪水，基坑的水位高程应为1195m。若上游围堰在闭气 前出现超标洪水（113月，P=20%五年一遇洪水标准Q = 37.1m3/s ），来洪流量大于导 流洞过流量45m3/s则会出现围堰前水位雍高。基坑水位高程会达到EL1198m以上。计 算按EL1198m水位高程进行计算。由于本工程在坝址坝轴线下游约700m位置有一天然 落水洞，河流直接从坝下游700m后的落水洞下泄，所以在上游围堰截流后随即开始基 坑初期抽水，待基坑内抽水基本完成后（基坑形成干地后或积水较浅）进行下游围堰的 施工。基坑积水总量按上游围堰以下直至落水洞的积水总量。分别在坝轴线上游23m与62m，下游69m与100m分别截取4个横断面，在EL1198m 河床水位高程下横断面面积分别为113.64m2、108.91m2、104.08m2、196.63m2。取其平 均横断面面积130.82 m2,取上游围堰至落水洞的河流长度790m计算，基坑积水总量为10.335 万 m3。（2）基坑抽水时间的计算根据中国水利水电出版社水利水电工程施工组织与管理第 87 页中说明，应限 制在0.51.0m/d。由于是小型基坑，计算按1.0 m/d的基坑水位下降速度。基坑水位 高程EL1198m，基坑最低高程EL1190m。按水深8m计算。所以可基本确定其水位下降时 间即基坑抽干时间为8d。（3）基坑渗水的计算 基坑渗水主要为上下游围堰的渗水，通过对围堰设计结构和地质结构形式，其渗流量都已通过公式计算出。其单宽渗流量为16.14m3 /d，围堰轴线长度44.22m，所以上游围堰，上游围堰总的渗水方量为16.14 x 44.22 x 8 = 5710m3。（4）基坑排水期降雨的计算基坑降水按多年平均降水量计算，多年平均降雨量为1007.3mm。取8天的降雨量为 33mm，基坑汇水面积为900x300m = 27万m2计。按12天的初期排水期计算出相应总降 水量5961 m 3。（5）其它途径来水 初期排水过程中，坝肩其他作业面并无施工用水，并无施工废水排除。其他途径来水主要为坝肩和山体的渗水，可按300m3/d每天进行计算，8天的初期排水工期下,其他途径来水总量为2400 m3。将基坑积水、围堰渗水、降雨、其他途径等水体总量为117421 m3。2.1.2 初期排水量的计算根据水利水电出版社水利工程施工第 44 页初期排水量计算公式：QV基坑初期排水总量，m3T初期排水时间（按每天20小时计算），h根据以上公式，按2倍积水体积计算排水量，=734m 3/hV 117421Q =T 8 x 202.2 基坑经常性排水在基坑初期排水初步完成后，进行下游围堰的施工（同步于经常性排水）。下游围 堰的目的是在坝下游地势较高处兴建围堰，防止回水倒灌和集水排出。排水内容为围堰 渗水及基岩渗水、降水、基坑内施工废水及其它途径来水等四个方面的水情。2.2.1 围堰渗水上游围堰按16.14m3/d的单宽渗流计算，44.22m的上游围堰轴线长度下，日平均渗 流量为 713.7m3/d。2.2.2 降水取排水时段内最大日降水24h内排出计算。按年平均降雨量计算每天为2.76mm,按 8.5万m2的汇水面积计算（进入经常性排水阶段，下游围堰形成，基坑范围减小），日 需排出降水 235m3。2.2.3 施工废水：围堰发挥效益的一个枯水期中，基坑主要进行混凝土浇筑、固结灌浆、帷幕灌浆等 施工作业任务。根据水利水电工程施工组织设计手册施工用水概算指标确定用水量 标准。主体工程：土石方工程：20升/m3。砼工程：10000升/m3。灌浆工程：固结灌浆 450升/m2。帷幕灌浆500升/m。截止2011年5月31日汛前，坝体将实现92500m3的土 石方开挖、混凝土浇筑26900m3、帷幕灌浆4800m、固结灌浆5480m。总需水量29.73 万m3。总历时自围堰形成2010年11月2日自2011年5月31日，总天数211天。则平 均每天用水量1409m3/d。废水量按用水量的约30%来计算，所以每天废水产量为423 ms/d。2.2.4 其它途径来水：经常性排水过程中，坝肩其他作业面并无施工用水，并无施工废水排除。其他途 径来水主要为坝肩和山体的渗水，可按 200m3 /d 每天进行计算。经常性排水每天总排水量1572 m3 /d，每小时排水强度78.6m3 /h （以每天20小 时计算）。贵州黔水公司打鱼凼项目部技术部2010 年 11 月 10 日