3.Гидрогеологические расчёты притоков воды

при водопонижении.

3.1. Расчёт притока воды к совершенным выработкам (котлован).

Так как коэффициент фильтрации k больше 0,1, то воду из котлована откачиваем насосом (принудительный дренаж).

Исходные данные:

Скважина №58.

Глубина котлована h_к=2,0 м.

Длина котлована l=160 м.

Ширина котлована b=80 м.

Т.к соотношение сторон 160/80=2 < 10, то формируется радиальный поток.

Эквивалентный радиус колодца r_э= , r_э= =64 м.

Глубина залегания грунтовых вод h_w=0,1 м.

Коэффициент фильтрации k=1,5 м/сут.

Табличный и начальный радиусы влияния:

R_табл=20 м, R_нач= м, где S=Н.

Мощность водоносного горизонта Н=1,9 м.

Расчет притока воды в котлован:

м³/сут

Q=154 м³/сут=1,78 л/с – начало откачки.

м³/сут

Q=61,7 м³/сут=0,71 л/с – конец откачки.

3.2. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (котлован)

Так как коэффициент фильтрации k больше 0,1, то воду из траншеи откачиваем насосом (принудительный дренаж).

Исходные данные:

Скважина №58.

Глубина котлована h_тр=1,0 м.

Длина котлована l=160 м.

Глубина залегания грунтовых вод h_w=0,1 м.

Коэффициент фильтрации k=1,5 м/сут.

Табличный и начальный радиусы влияния:

R_табл=20 м, R_нач= м, где S=t.

Заглубление траншеи в водоносный горизонт t=0,9 м.

Мощность водоносного горизонта Н=1,9 м.

h=H-t=1,0 м.

Расчет притока воды в траншею:

Начало откачки:

Конец откачки:

4. Прогноз последствий водопонижения

4.1 Оценка возможности развития суффозионного процесса.

В условиях развития воронки депрессии вокруг горной выработки резко возрастает уклон поверхности потока, особенно в начальный период неустановившегося движения. В результате возрастает опасность развития суффозии.

Суффозионный процесс (вынос) связан с нисходящим потоком подземных вод в толще неоднородного грунта или на контакте различных по водопроницаемости грунтов.

Наиболее полно возможность суффозионного выноса устанавливается по графику В. С. Истоминой.

Координаты точки, наносимой на график, определяют:

С_u - по данным кривой гранулометрического состава;

i - по формуле i = S/0,33R, где S = h₁ – h₂ –разность мощностей водоносного слоя до и после водопонижения, м.

R = l - путь фильтрации, равный радиусу влияния, м; 0,33 — коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к стенке котлована (траншеи).

В зависимости от того, в какую область графика (разрушающих или неразрушающих градиентов) попадает точка, делают вывод о возможности суффозионного выноса. Последствиями суффозионного выноса могут быть обрушение стенок котлована (траншеи), проседание поверхности земли над трубопроводом и вблизи колодцев - за счет выноса тонких фракций грунта и его разуплотнения; изменение свойств песков, используемых для обратной засыпки траншей, пазух колодцев и дренажной сети – за счет вмывания тонких фракций (заиления), что может привести к изменению степени пучинистости грунта, выходу из строя дренажной системы и др.

1. При R_табл

C_u56=4; i₅₆=S₅₆/0,33R₅₆=1,9/0,33*20=0,3

C_u60=33; i₆₀=S₆₀/0,33R₆₀=1,9/0,33*5=1,15

2. При R=

C_u56=13; i₅₆=S₅₆/0,33R₅₆=1,9/0,33*6,5=0,9

C_u60=7; i₆₀=S₆₀/0,33R₆₀=1,9/0,33*0,5=11,5

4.2. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня

грунтовых вод.

Откачки воды со значительными понижениями могут вызвать оседание поверхности вокруг котлованов за счёт изменения веса грунта в осушенной зоне!

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта.

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле:

Sгр = (∆g ´ S_w² ) / 2E₀

∆g=g-g_sb; g - удельный вес грунта, кН/м³

g_sb=(g_s-g_w)(1-n)

g_sb – удельный вес грунта в условиях взвешивания, кН/м³

g_w – удельный вес воды, кН/м³

n – пористость, д. ед.

S_w – величина водопонижения, м

Е – модуль общей деформации, к Па

S_w=1,9 м

g=18,0 кН/м³

g_s =26,5 кН/м³

g_sb=(26,5 – 10)(1 – 0,35) = 10,7 кН/м³

∆g = 18,0 – 10,7 = 7,3 кН/м³

Sгр = (7,3 ´ 1,9² ) / (2´10000) = 0,00132 м = 1,32 мм

Осадки поверхности практически нет.