Приложение 9 (рекомендуемое). Методика расчета аккумулирующей емкости для устройства вертикального дренажа

Приложение 9
Рекомендуемое

Методика расчета аккумулирующей емкости для устройства вертикального дренажа

9.1. 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.

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

9.3. Суммарный объем трещин в пределах образуемой взрывным способом аккумулирующей емкости можно определять по формуле

, (П.9.1)

где K - коэффициент фильтрации естественного водоносного пласта, м/сут; h - мощность естественного водоносного пласта, м; B - ширина полосы пласта, м; i - средний гидравлический градиент, который находится из выражения ; - уклон водоупора естественного пласта, доли единицы; a - коэффициент уровнепроводности, ; - коэффициент гравитационной водоотдачи трещиноватых пород водоаккумулирующего пласта, доли единицы; - 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 рис. П.9.1.

Исходные данные:

Область водоносного массива в плане представляет пластполосу шириной 100 м и длиной 2150 м. Предполагаемая емкость размерами 100x100 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 начинается 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 месяцев 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  на единицу длины.

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

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