[发明专利]一种用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法

说明书

本发明公开了一种用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法，具体包括以下步骤：((1)现场进行踏勘，确定该抽水区域的土层参数及水文地质情况；(2)根据基坑工程设计，计算工程施工所达到的水位高度；(3)提出非完整井设计参数及降水方案，计算出现场需要降水深度；(4)通过非完整井的设计参数计算出非完整井的抽水量；(5)组织相应地抽水方案，达到设计水位降低深度。本发明的计算方法根据地下水动力学原理和地下水渗流基本规律，在已有的井流理论基础上提出了一种用于潜水地区地下水非稳定渗流的一种计算方法，该方法可以计算潜水含水层非完整井抽水量，提高了非完整井抽水计算的准确性。

技术领域

本发明涉及一种潜水含水层地区地下工程施工降、排水领域，具体涉及一种用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法。

背景技术

地下工程施工过程中不仅要注意土体卸荷对临近建筑物的安全，还需要合理地抽取地下水资源以减小对周边环境的影响。大多数基坑降水方案是由降水井结合止水帷幕的方式，在基坑施工过程中往往采用基坑降水方案降低基坑内部水位以达到基坑坑内干作业实施的目的，同时又可以提高基坑周边土体的安全稳定性，防止发生流砂、管涌等现象。

目前，降水井又分为承压水减压井和潜水疏干井，国内外研究主要集中在基坑承压含水层减压降水方面，通过添加假设条件建立承压含水层减压井的数学模型，通过减压降水以达到防止基坑产生突涌的破坏。然而，潜水疏干井在实际工程中遇到更多的工程问题，因此需要更多的假设条件去建立有效的计算模型，因此关于潜水井附近水位变化及抽水量的研究始终是井流理论中的难题。在现有的计算方法中，设计施工人员根据规范中经验公式计算潜水井的抽水量，但这种经验公式存在一定的误差，不能准确的计算潜水非完整井的抽水量。部分学者通过有限元软件建立数值模型以模拟抽水井的过程，这种方式可以考虑多种复杂工程环境，但需要大量时间建立数值模型，操作难度大，不易获取。

基坑工程潜水非完整井抽水量计算大多还是根据工程经验，无法得出潜水非完整抽水的准确计算结果，导致潜水非完整井抽水时无法满足基坑工程的施工要求。

因此，如何预测潜水非完整井抽水量是迫切解决的问题，需研究发明一种新型的用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法。

发明内容

由于需要解决潜水完整井抽水过程中抽水量依靠工程经验的问题，本发明技术问题根据抽水井所处水文地质、设计降水深度以及相关工程规范控制标准，提出了一种可用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法。

为了实现上述非完整井抽水量的计算方法的目的，本发明的技术方案是，一种用于潜水含水层非完整井抽水量的计算方法，该方法包括以下步骤：

(1)对于潜水含水层非完整抽水井，现场进行踏勘，确定该抽水区域的导水系数、储水系数和土层渗透系数；

(2)根据基坑工程设计，计算工程施工所达到的水位高度，提出非完整井设计参数，其中包括抽水井半径和抽水井时间，计算出现场需要降水深度；

(3)通过以下公式计算积分函数W(u₀)：

其中，u＝r²/4at，u₀＝r_w²/4at，a＝T/S’，T是导水系数，S’是储水系数，r是与抽水井的距离，r_w是抽水井的半径，t是抽水井工作时间；

(4)对于潜水含水层非完整井抽水量的计算，通过以下计算公式计算水位下落过程中所增加的抽水量Q：

其中S_w抽水井的水位降低深度，K是土层渗透系数，l是抽水井的过滤段长度。

进一步地，积分函数W(u₀)，具体如下计算：