對(duì)潛水非完整井涌水量計(jì)算公式的商榷

對(duì)潛水非完整井涌水量計(jì)算公式的商榷摘要：對(duì)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99所推薦的潛水非完整井涌水量計(jì)算公式進(jìn)行研究后，發(fā)現(xiàn)《規(guī)程》所推薦的公式是一極值函數(shù)，意味著該公式的應(yīng)用只有在界定的條件下才能使用，進(jìn)而通過相關(guān)量分析，提出了界限含水層概念，繼而通過擬合得出了界限含水層的計(jì)算方法，并提出了在原有限含水層中結(jié)合札馬林公式進(jìn)行井點(diǎn)水力計(jì)算的方法與適用性條件的確定方法。關(guān)鍵詞：界限厚含水層；涌水量；計(jì)算公式摘自：城市道橋與防洪.2004.第3期Q=1.336k1)Q=1.336k1)現(xiàn)：?jiǎn)栴}的提出在粉性土和砂性土地層中進(jìn)行基坑開挖，從事地下工程建設(shè)時(shí)，往往需要降低地下水位，疏干基坑(槽)進(jìn)行施工，故需作降水工程的施工組織設(shè)計(jì)，常采用現(xiàn)行的《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99(以下簡(jiǎn)稱(《規(guī)程》)中對(duì)潛水型非完整井的基坑涌水量的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：HhmRh_1 h、lg(1+ )+m lg1+0?2m)r1r式中：h=竺+^，其余變量意義見圖1m2筆者發(fā)現(xiàn)采用上式進(jìn)行涌水量計(jì)算時(shí)，有時(shí)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差較大，通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其它條件相同，而含水層厚度不同時(shí)，采用(1)式計(jì)算基坑涌水量的結(jié)果如圖2所示。從圖中可知，開始時(shí)，涌水量是隨著含水層厚度的增加而增大的，但當(dāng)含水層厚度達(dá)到某一值后(假定該值稱為“界限含水層“用H表示)計(jì)算出的結(jié)果反而P隨著含水層厚度的增加而減小，即該公式是Q=lim1.366k rhT~m &~=0h“ lg(1+—)+h—lg(1+0.2)r1r

00這顯然與實(shí)際不相符，因此筆者認(rèn)為《規(guī)程》所推薦的涌水量計(jì)算公式是有界定的條件，即該公式只有含水層厚度HWH時(shí)P才能使用。有限含水層中界限含水層厚度瑞的確定通過進(jìn)一步深人研究，發(fā)現(xiàn)界限含水層厚度H是與土層性質(zhì)，滲透系數(shù)k值大小有P關(guān)，同時(shí)與降水深度s和抽水井管的構(gòu)造，特別是與井管中濾水器長(zhǎng)度1有關(guān)，若在同一地層中，滲透系數(shù)k值是相同的，本文著重對(duì)H與s和1三者之間的關(guān)系進(jìn)行了研P究。如圖3、圖4:圖3是指同一地層中，根據(jù)(1)式求得不同濾水器長(zhǎng)度1和不同抽水井降水深度，值與H之間的關(guān)系。從圖3中可知，同P一k值的地層中，當(dāng)降水深度s值愈大時(shí)，則H的值愈大；曲線1?8分別為從小到大P降水深度S降水深度S0茨系袒豊殊降水深度S圖4降水深度S圖4S-Qnax關(guān)系圖圖3s-Hp關(guān)系圖xelnoiBI長(zhǎng)逛的濾水器長(zhǎng)度，說明當(dāng)降水深度相同時(shí)，濾水器長(zhǎng)度愈大，則界限含水層厚度Hp也愈p大。圖4是指同一地層中，根據(jù)（1）式求得不同濾水器長(zhǎng)度1和不同抽水井降水深度s值與最大涌水量Q的關(guān)系圖，從圖中可知s與Q的關(guān)系呈反拋物線關(guān)系，即隨著s值的增大，Q值遞增量在加大，這與實(shí)際相符。圖中1?8表示不同的濾水器長(zhǎng)度自小至大序列，說明在同一降水深度狀況下，濾水器長(zhǎng)度愈大，則涌水量愈大，這與工程實(shí)踐中遇到的情況也相吻。從圖3和圖4知，H是與濾水器長(zhǎng)度1p和降水深度s之間存在著函數(shù)關(guān)系。對(duì)三者之間的關(guān)系進(jìn)行深人分析后，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：如圖5所示。sH圖5中r= ,r=七，從圖51s+12s+1中可以看出，對(duì)各種情況下ri，ri有良好的函數(shù)關(guān)系，擬合分析可得出如下關(guān)系式（圖r=—18.32r4+38.12r3—33.55r22111 （2）+13.66r+0.831從而只要求得ri，通過（2）式就可以求出r，進(jìn)而得出H=r+（s+1）。2p2無限含水層有效帶的He確定e對(duì)無限含水層情況的計(jì)算一般認(rèn)為抽水井的影響深度是有限的，在井的影響深度以下的水不受抽水井的影響，這時(shí)可采用札馬林公式計(jì)算含水層的有效厚度影響帶。再代人完整井公式進(jìn)行計(jì)算。以下給出有效帶計(jì)算方法。先按降深s和濾水管工作長(zhǎng)度（或水井的透水部分）1,由（3）式求出經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ri，再按表1中所列的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)求得a，進(jìn)而通過（4）式求得含水層有效厚度H。es=r（s+i） ⑶H=a（s+1） （4）e表1口-a關(guān)系裏n0.20.30.50.81.0lgri—0.7一0.5—0.3—0.10?0a1.31.5171.92.0

在實(shí)際工程以及眾多文獻(xiàn)中一般都認(rèn)為ri和a是線性關(guān)系，在求得r』勺值不在表1中時(shí)，采用線性插值的方法求解a。但是實(shí)際上a和ri并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是單對(duì)數(shù)關(guān)系，如圖7，按表1所列的資料，求得a和r』勺關(guān)系式為：TOC\o"1-5"\h\za=2+lgr (5)所以式(5)可以改寫為：Hs牛=2+lg (6)s+1 s+1sH二(2+lg—^)(s+1) (7)e s+1式(7)可以避免采用數(shù)據(jù)表線性插值求解如圖8所示。從圖中可以看出當(dāng)<0-875時(shí)，H>H,r>0.875時(shí)，H<H,r=0.875pel pel時(shí)H=H。pe當(dāng)r<0.875時(shí)，若H<H時(shí)，可以采le用公式(1)進(jìn)行計(jì)算，若H>H時(shí)，宜采用e札馬林公式，把H代人完整井公式中進(jìn)行計(jì)e算。當(dāng)r>0.875時(shí)，若H<H，可直接采lp用公式(1)進(jìn)行計(jì)算，