7868
.pdf
20
3. РАСЧЕТ ПРИТОКА ВОДЫ В КОТЛОВАНЫ И ТРАНШЕИ
По степени вскрытия водоносного слоя, котлованы могут быть совершенными, то есть доведенными дном до нижнего водоупора и принимающими воду только стенками, или же несовершенными, не доходящими до нижнего водоупора, в этом случае приток происходит через стенки и дно одновременно или только через дно.
Форма котлована может быть различная. Для относительно небольших котлованов и при однородных условиях питания и водопроницаемости пород действительный контур котлована заменяют приведенным.
3.1. Расчет притока воды к котлованам совершенного типа не
вытянутых в плане в безнапорных условиях.
Для упрощения расчета, котлованы, не вытянутые в плане (квадратной,
прямоугольной и иных форм, к ним приближающихся) приводятся к равновеликому кругу, радиус – r0 которого определяется по формулам:
а) при прямоугольной форме котлована в плане – по формуле Н.К.
Гиринского:
r |
l b |
, |
(8) |
|
|||
0 |
4 |
|
|
|
|
|
б) при неправильной в плане форме – по формуле:
r |
|
F |
|
, где |
(9) |
|
|||||
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|||
l - длина котлована, м;
b – ширина котлована, м;
F – площадь реального котлована, м2.
Значения η находятся по табл. 7 в зависимости от отношения bl :
|
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|
Значения η в зависимости от отношения |
|
b |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
l |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
b |
0 |
|
0,2 |
|
0,4 |
|
|
0,6 |
|
|
0,8 |
|
1,0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
η |
1,0 |
|
1,12 |
|
1,16 |
|
|
1,18 |
|
1,18 |
|
1,18 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
промежуточных |
значений |
|
b |
|
|
|
значение |
|
η |
определяется |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
l |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
интерполяцией. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Водоприток в котлован рассчитывается как для совершенного |
|||||||||||||||||||
грунтового колодца по формуле Дюпюи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Q 1,366 kф |
|
H 2 |
|
|
|
|
|
(10) |
||||||
|
|
|
|
|
|
lg |
|
R |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
или по упрощенной формуле:
Q 1,37 |
k |
ф |
H 2 |
|
, где |
(11) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
R r |
|
||||
|
lg |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
r0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q – дебит совершенного котлована не вытянутого в плане, м3/сут; kф – коэффициент фильтрации, м/сут;
H – мощность водоносного горизонта до водопонижения, м; h – мощность водоносного горизонта после откачки, м;
R – радиус влияния котлована, м;
r0 – приведенный радиус котлована, м.
22
Рис. 4. Схема водопритока совершенному котловану при его работе в безнапорных условиях
Задание:
Определить приток воды в котлован. Котлован совершенного типа,
длиной l, м, шириной b, м пройден в породах с коэффициентом фильтрации kф, м/сут, имеет радиус влияния R, м. Рассчитать мощность водоносного горизонта и высоту столба воды при водопонижении, если известно значение уровня воды от поверхности, глубина залегания водоупора и на сколько понизился уровень после откачки: Форма котлована прямоугольная.
Таблица 8
№ варианта |
l, м |
b, м |
Глубина |
Расстояние |
Понижение |
R, м |
kф, |
|
|
котлована, |
до воды, м |
уровня после |
|
||
|
|
|
м/сут |
||||
|
|
м |
|
откачки, на м |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
9 |
6 |
5,0 |
1,0 |
3,0 |
39 |
8,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
10 |
5 |
3,0 |
2,0 |
0,5 |
5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
8 |
6 |
4,0 |
1,5 |
1,9 |
25 |
11,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
6 |
5 |
2,9 |
0,8 |
1,2 |
12 |
5,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
12 |
9 |
3,9 |
0,5 |
1,9 |
13 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
8 |
7 |
4,1 |
0,9 |
2,5 |
18 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
11 |
9 |
3,4 |
1,5 |
1,3 |
12 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
6 |
5 |
2,9 |
1,5 |
1,0 |
10 |
7,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
23
Продолжение таблицы 8
№ варианта |
l, м |
b, м |
Глубина |
Расстояние |
Понижение |
R, м |
kф, |
|
|
котлована, |
до воды, м |
уровня после |
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
м/сут |
|||
|
|
|
м |
|
откачки, на м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
10 |
9 |
3,5 |
1,2 |
1,4 |
8 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
6 |
4 |
4,0 |
1,7 |
1,7 |
12 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
9 |
6 |
5,5 |
1,2 |
3,6 |
42 |
6,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
7 |
4 |
3,1 |
1,6 |
0,9 |
7 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
12 |
10 |
3,6 |
1,8 |
0,9 |
12 |
6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
8 |
5 |
2,8 |
1,3 |
0,7 |
7 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
11 |
9 |
4,0 |
1,5 |
1,5 |
16 |
5,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
9 |
6 |
3,3 |
2,0 |
0,6 |
9 |
10,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
12 |
8 |
2,7 |
1,3 |
0,6 |
9 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
7 |
6 |
4,1 |
1,4 |
1,9 |
21 |
7,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
10 |
7 |
3,8 |
1,8 |
1,3 |
13 |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
9 |
6 |
4,6 |
1,0 |
2,5 |
15 |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
12 |
10 |
3,2 |
1,9 |
0,6 |
21 |
9,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
11 |
8 |
5,8 |
1,0 |
3,5 |
30 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
6 |
4 |
4,9 |
1,6 |
2,5 |
21 |
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
8 |
5 |
3,0 |
1,4 |
1,0 |
22 |
8,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
10 |
7 |
2,9 |
1,9 |
0,4 |
8 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2. Расчет притока воды к траншеям и узким котлованам
несовершенного типа в ненапорных условиях.
Приток воды к траншеям и узким котлованам несовершенного типа в безнапорном горизонте подземных вод может быть определен по формуле
А.А. Замарина:
Q |
4 k |
ф |
l 2 |
, где |
(12) |
|
|
||||
|
|||||
lg R lg r |
|||||
|
|
|
0 |
|
|
Q – дебит несовершенной траншеи или котлована, м3/сут; kф – коэффициент фильтрации, м/сут;
l – длина траншеи или котлована, м;
24
R – радиус влияния котлована или траншеи, м, r0 – приведенный радиус котлована, м.
Рис. 5. Схема притока воды к траншеям и узким котлованам несовершенного типа в безнапорных условиях
Задание:
Определить приток воды в траншею. Траншея длиной l, м, шириной b,
м заложена в песках с коэффициентом фильтрации kф,, м/сут, имеет радиус влияния R, м и не доведена до водоупора.
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
l, м |
kф, м/сут |
R, м |
|
варианта |
b, м |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
50 |
8,5 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
110 |
0,5 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
170 |
11,0 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
125 |
5,5 |
46 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
77 |
1,2 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
100 |
2,6 |
27 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
2 |
230 |
3,5 |
69 |
|
|
|
|
|
|
25
|
|
|
Продолжение таблицы 9 |
||
|
|
|
|
|
|
№ |
|
l, м |
|
kф, м/сут |
R, м |
варианта |
b, м |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
100 |
|
7,0 |
36 |
|
|
|
|
|
|
9 |
2 |
80 |
|
0,7 |
23 |
|
|
|
|
|
|
10 |
2 |
130 |
|
3,0 |
40 |
|
|
|
|
|
|
11 |
2 |
60 |
|
6,5 |
18 |
|
|
|
|
|
|
12 |
2 |
120 |
|
1,5 |
37 |
|
|
|
|
|
|
13 |
2 |
250 |
|
6,0 |
70 |
|
|
|
|
|
|
14 |
2 |
180 |
|
2,0 |
55 |
|
|
|
|
|
|
15 |
2 |
110 |
|
5,0 |
35 |
|
|
|
|
|
|
16 |
2 |
68 |
|
10,0 |
30 |
|
|
|
|
|
|
17 |
2 |
80 |
|
1,6 |
22 |
|
|
|
|
|
|
18 |
2 |
150 |
|
7,5 |
46 |
|
|
|
|
|
|
19 |
2 |
220 |
|
4,5 |
62 |
|
|
|
|
|
|
20 |
2 |
235 |
|
1,3 |
67 |
|
|
|
|
|
|
21 |
2 |
70 |
|
9,0 |
36 |
|
|
|
|
|
|
22 |
2 |
90 |
|
2,5 |
28 |
|
|
|
|
|
|
23 |
2 |
140 |
|
4,0 |
52 |
|
|
|
|
|
|
24 |
2 |
83 |
|
8,0 |
38 |
|
|
|
|
|
|
25 |
2 |
200 |
|
1,0 |
54 |
|
|
|
|
|
|
3.3. Расчет притока воды к траншеям и узким котлованам
совершенного типа в напорных условиях.
Притока воды к траншеям и узким котлованам совершенного типа в
напорных условиях может быть определен по формуле:
Q 1,36 kф m |
2H m |
, где |
(13) |
|
|||
|
lg R lg r0 |
|
|
Q – дебит совершенной траншеи или котлована, м3/сут; kф – коэффициент фильтрации, м/сут;
m – мощность водоносного горизонта, м;
H - мощность водоносного горизонта (в скважине) до водопонижения, м;
26
R – радиус влияния котлована или траншеи, м,
r0 – приведенный радиус котлована или траншеи, м.
Рис. 6. Схема притока воды к совершенному котловану, работающему в напорных условиях
Задание:
Определить приток воды в траншею. Траншея длиной l, м, шириной b, м
заложена в породах с коэффициентом фильтрации kф, м/сут вскрыла напорный водоносный горизонт мощностью m, м, имеет радиус влияния R,
м и доведена до водоупора, мощность водоносного горизонта в скважине до
откачки H, м.
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
l, м |
kф, м/сут |
R, м |
|
|
|
варианта |
b, м |
m, м |
H, м |
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
68 |
10,0 |
49 |
1,0 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
80 |
1,6 |
41 |
2,0 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
150 |
7,5 |
71 |
1,4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
220 |
4,5 |
94 |
2,8 |
3,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
235 |
1,3 |
76 |
1,8 |
3,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27
6 |
2 |
70 |
9,0 |
63 |
2,1 |
2,9 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
2 |
90 |
2,5 |
36 |
1,0 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
140 |
4,0 |
46 |
2,2 |
2,9 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2 |
83 |
8,0 |
52 |
1,6 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
2 |
200 |
1,0 |
62 |
1,2 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
2 |
50 |
8,5 |
51 |
1,7 |
2,7 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
2 |
110 |
0,5 |
38 |
1,9 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
2 |
170 |
11,0 |
99 |
2,3 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
2 |
125 |
5,5 |
58 |
1,5 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
2 |
77 |
1,2 |
42 |
2,7 |
3,3 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
2 |
100 |
2,6 |
45 |
1,9 |
2,8 |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
2 |
230 |
3,5 |
80 |
1,7 |
2,7 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
2 |
100 |
7,0 |
76 |
2,4 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
2 |
80 |
0,7 |
30 |
1,3 |
2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
2 |
130 |
3,0 |
62 |
2,0 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
2 |
60 |
6,5 |
64 |
2,5 |
3,2 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
2 |
120 |
1,5 |
48 |
1,6 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
2 |
250 |
6,0 |
90 |
1,3 |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
2 |
180 |
2,0 |
74 |
2,6 |
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
2 |
110 |
5,0 |
53 |
1,4 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
28
Список литература
1.ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация / Госстрой России. – М., 2011. 38с.
2.Ананьев, В.П. Инженерная геология/ В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. -
М., Высшая школа, 2007 г.
3.СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита от затопления и подтопления [Электронный ресурс] : утв. постановлением Госстроя СССР
19.09.1985 №154. – Режим доступа : КонсультантПлюс. Законодательство.
4.СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96
[Электронный ресурс] : утв. приказом Федеральное агентство по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству (Госстрой России) 10.12.2012 №83/ГС. – Режим доступа : КонсультантПлюс. Законодательство.
5.Гидрогеология СССР. Том XIII. Поволжье и Прикамье. М.: Недра,
1970.
6.Гришина, И.Н. Горные породы: учеб. пособие / И.Н. Гришина. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2005. – 82 с.
7.Гидрогеологические расчеты для охраны подземных вод: метод. указания к лабораторным работам по дисциплине «Инженерная геология и гидрогеология» / Горьковский инж.-строит. ун-т им. В.П. Чкалова; сост. Г.И. Домрачеев, И.Н. Гришина. – Горький, 1987. – 24
стр.
8.Справочное руководство гидрогеолога. – М.: Недра, 1967.
29
Зотова Екатерина Николаевна
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВОДОПРИТОКА К
ВОДОЗАБОРНЫМ СООРУЖЕНИЯМ, ТРАНШЕЯМ, КОТЛОВАНАМ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работе) для обучающихся по дисциплине «Геология» по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Природопользование
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65.
http://www.nngasu.ru, srec@nngasu.ru