Приложение Е (рекомендуемое). Методика расчета аккумулирующей емкости для устройства вертикального дренажа

Приложение Е
(рекомендуемое)

Методика расчета аккумулирующей емкости для устройства вертикального дренажа

Е.1 Вертикальный дренаж с предварительным устройством водоаккумулирующей емкости в скальной породе целесообразно применять в условиях циркуляции подземной или грунтовой воды с расходом до 1,5 л/с по водоносному массиву трещиноватой горной породы, характеризуемой коэффициентом фильтрации порядка 1 м/сут.

Е.2 Водоаккумулирующую емкость следует располагать ниже водоупорной поверхности с нагорной стороны от проектируемой выемки.

Е.3 Суммарный объем трещин в пределах образуемой взрывным способом аккумулирующей емкости можно определить по формуле

,

(Е.1)

где K - коэффициент фильтрации естественного водоносного пласта, м/сут;

h - мощность естественного водоносного пласта, м;

В - ширина полосы пласта, м;

i - средний гидравлический градиент, который находят из выражения i = , i ₀ - уклон водоупора естественного пласта, %;

а - коэффициент уровнепроводности, м ²/сут;

- коэффициент гравитационной водоотдачи трещиноватых пород водоаккумулирующего пласта, ;

- период наледеобразования или продолжительность перерыва между откачками воды из скважины, сут.

Схема устройства водонакопительной емкости для периодической откачки подземных вод в целях ликвидации наледи в выемке и пример понижения уровня подземных вод показаны на рисунке Е.1.

Исходные данные.

Область водоносного массива в плане представляет пластполосу шириной 100 м и длиной 2150 м. Предполагаемая емкость размерами 100 x 100 м, глубиной 80 м находится на расстоянии 650 м ниже выявленной границы питания и 500 м выше осушаемой выемки. На расстоянии 1,5 км ниже емкости находится река. Предполагаем, что емкость после взрыва будет не обводнена, а затем начнется ее заполнение 4 за счет понижения уровня подземных вод 2 в водоносном массиве 1. Для осушения водонакопительной емкости производится периодическая откачка воды в течение всего зимнего периода (160 сут). Испарение не учитывается, а весь поток поверхностных и подземных вод включает расход подземного потока на границе питания.

По данным натурных исследований в течение 5 мес в пределах исследуемой области коэффициент фильтрации изменяется от 0,1 до 0,2, а в емкости принимается равным 100 м/сут, коэффициент водоотдачи изменяется от 0,01 до 0,02, а в емкости равен 0,05. Исследуемая область фильтрации в плане покрывается прямоугольной неравномерной сеткой скважин 6. Шаг разностной сетки в плоскости составляет 25-50 м, емкости - 25 м. На всех участках границы емкости принимается нулевой расход, а на участке со стороны косогора постоянный приток воды Q = 0,8 м ²/сут на единицу длины.

Расчет выполнен по методике и программе, разработанной в лаборатории фильтрации института Гидродинамики СО РАН.

Расчеты показывают, что устройство водоаккумулирующей емкости на косогоре позволит понизить уровень подземных вод 2 до уровня 3 в выемке через 40 сут на 2 м, через 60 сут на 5 м, через 120 сут на 7 м, а через 160 сут на 8,5 м.

а - план; б - поперечный профиль

1 - водоносный пласт (тектоническая зона); 2 - уровень подземных вод до устройства водоаккумулирующей емкости; 3 - уровень вод после откачки воды из емкости; 4 - уровень воды в водоаккумулирующей емкости; 5 - литологическая граница грунтов; 6 - скважины для взрывания; 7 - водопонижающая скважина; 8 - передвижная электростанция; 9 - выемка

Рисунок Е.1 - Схема размещения и устройства водоаккумулирующей емкости