大雨基坑排水属于疏干排水吗(疏干过程中的双层水位流现象)
属于。大雨基坑排水是疏干排水的一种应用场景,属于疏干排水的一种形式。疏干排水是指通过排水设施将地表积水、地下水和建筑物内部积水等排出,以维持场地、建筑物及周边环...
什么是疏干水是一个非常重要的话题,可以从不同的角度进行思考和讨论。我愿意与您分享我的见解和经验。
大雨基坑排水属于疏干排水吗
属于。大雨基坑排水是疏干排水的一种应用场景,属于疏干排水的一种形式。疏干排水是指通过排水设施将地表积水、地下水和建筑物内部积水等排出,以维持场地、建筑物及周边环境的正常排水状态。而大雨基坑排水是在建筑施工过程中,为了避免深基坑被雨水淹没,需要通过排水设施将基坑内积水排出。
矿床疏干防治水工作
为了保证采矿工作的安全进行,也为了提高采矿工效和降低采矿成本,采用经济、技术上合理的各种工程措施,对涌入井巷或威胁采矿工作安全的各种水源进行排除或控制的工作,统称为矿床疏干防治水工作。现将这些方法简介如下:
(1)防水方法:系指各种减少和防止大气降水、地表水和地下水流入矿区的方法,常用的防水方法有:修建拦截矿区外围降水、地表水和浅部潜水流入矿区内的拦截水与排水工程;补给矿井地表水流的改道;修筑河床防渗垫层;填堵地表水集中流入井巷的各种岩溶洞穴、地面塌陷漏斗等。
(2)疏干工程:系指对矿床充水水源进行的疏干或降压等确保安全采矿的方法,包括采矿工作进行前对充水水源的预先疏干和与采矿工作同时进行的并行疏干和探水、放水方法。预先疏干方法多用于水文地质条件复杂的大水矿床。并行疏干可以是在水文地质条件简单矿区从始至终进行的工作;也可以是在预先疏干达到目的后在井下继续进行的疏干工作。为了保证采矿工作的安全,在井巷进入强充水水源或有突水的危险地段之前应进行超前探水与放水工作。
(3)地下防渗方法:防渗方法是指将涌水水源堵截于矿区或井巷之外的地下工程措施。防渗方法也同时达到了保护供水水源和保护地质生态环境和泉源风景的目的。在井下留设安全矿柱和修建防水闸(墙)等措施也属此类方法。
防渗法的实质是通过钻孔注浆方法,在矿井的主要充水通道上构筑地下灌浆帷幕工程。对于矿区内的透水“天窗”、通过井巷的强充水断裂带、已淹井巷的突水口和特大涌水点等,也可以用局部堵水方法来隔绝水源、大量减少涌水量或使被淹矿井恢复生产。此种防水工程虽然投资较多、工程量大和工程施工周期较长,但只要水文地质条件适合,则会收到阻水显著、经济上长期受益的效果,同时它还能加强矿井隔水顶、底板的隔水能力和增强断裂带或安全矿柱的抗水、抗压性能;在深排水矿区,起到矿山排水和供水水源地保护的双重作用。关于这方面,国内外都有许多成功实例可以借鉴。
疏干井与降水井的区别?
疏干井
地下水疏干是许多地下开挖工程、露天开采工程等活动中不可避免的采取的给定点水位疏降要求条件约束下,满足工程施工要求的条件,在基坑内设置的降水井。
降水井起的是降水作用。有深有浅,深度按照降水要求。深得降水井,甚至可以达到五六十米。降水井有轻型,中型等的区分。根据原理的不同,还分成很多种。有密封好,连接起来,用泵抽,有用潜水泵放深井中抽的。
疏干过程中的双层水位流现象
(一)铁山矿床的双层水位流现象
双层水位流(俗称两层水)现象,是金岭铁矿在生产过程中首先发现并在生产实际中加以利用的一种特殊水文地质现象。
20世纪70年代以前,金岭铁矿在铁山矿床采取露天开采方法,治水方法也是采取自上而下的逐层疏干方法——全面疏干法(因为当时还没有双层水位和深层局部疏干的概念,因此,当初的“疏干”虽然没有使用“全面疏干”一词,但无论是设计指导思想还是工程施工原则,均为全面疏干的内容),从+16m、-7m、-47m,再到-107m逐层疏干。在早期的水文地质勘探过程中,该矿床内就发现奥陶系灰岩含水层中存在两个水位的现象(表1-5,表1-6)。
另外,在野外钻孔施工过程中,经常能够听到钻孔中有“哗哗”的跌水声等奇特现象。在早期勘探过程中,对这些现象的认识是孤立的,仅仅把它作为一种现象记录下来,还没有上升到双层水位流理论的认识。
20世纪70年代初,铁山矿床开采深度到达-107m,发现有如下两个有悖于常规的水文地质现象:一是矿坑涌水量自+16m开始到-107m,随着开采水平的下降,矿坑疏干水量逐步增加,到-47m时达到最大值(见表1-1),地下水位降落漏斗也始终只有一个;之后,开采水平继续下移(-165m,-225m和-285m),矿坑涌水量便基本不再增加,近乎维持着一个相对定值不变;其二,在保证坑内采矿工作面干燥无水作业条件的前提下,当疏干水平到达某个深度后,上盘灰岩含水层的水位便不再只有一个,而是有两个(或多个),一个高一个低,上、下两个水位差可达几十米,甚至上百米。这就是说,灰岩含水层地下水位不只是形成一个降落漏斗,而是形成了两个(或多个)降落漏斗,这两个降落漏斗一个高,一个低,在同一剖面中,在相当长的时期内,同生共存(表1-5,图1-5),而且上,下两个降落漏斗的中心基本保持在同一个位置,这就是双层水位流的现象。
表1-5 20世纪60年代铁山矿床的双层水位现象
表1-6 20世纪60年代铁山矿床部分抽水试验结果表
(二)召口矿床的双层水位流现象
召口矿床位于金岭穹窿体东北端,矿体直接顶板为中奥陶统石灰岩含水层。该矿区的最大特点是矿体顶板灰岩含水层中,夹有一个厚度不等的相对隔水层——闪长岩岩床。矿床西部,除了局部存在天窗外,基本构成了一个以闪长岩岩床为隔水层把灰岩含水层分成上下两层的双层结构含水系统。据水文地质试验资料知,上层灰岩的渗透系数平均值为26.612m/d,下层灰岩的渗透系数平均值为0.1553m/d(图1-6)。
该矿床1966年建设,1974年投产。建设初期,该矿床按全面疏干方法设计,但后来实践证明,全面疏干法行不通。原因是:在矿体或下盘施工疏干工程企图把上部灰岩含水层的地下水超前疏干下来的方法,根本行不通,必须改变设计,重新施工专门疏干巷道。因此,后来又分别进行了专门的上层灰岩和下层灰岩坑道放水试验(表1-7),其目的就是重新核定原报告提供的矿坑涌水量,并探讨在灰岩中施工疏干巷道的可行性。
图1-5 52号线双层水位剖面示意图
1—废石堆;2—表土;3—灰岩;4—泥灰岩;5—铁矿;6—闪长岩;7—疏干钻孔;8—水位线
图1-6 8号勘探线双层水位剖面示意图
1—第四系松散层;2—中奥陶统灰岩;3—闪长岩;4—磁铁矿;5—灰岩含水层水位曲线;6—分层止水垫
图1-7 4B号线双层水位剖面示意图
1—第四系松散层;2—中奥陶统灰岩;3—闪长岩床;4—磁铁矿;5—灰岩水位;6—煌斑岩脉
后来,召口矿床采用了新的防治水方法——深层局部疏干方法,其中,采取了一系列措施(加盖注浆,堵天窗,留防水矿柱等),尽量利用闪长岩岩床自然隔水层的有利条件,辅助其他治水措施,保证了深层局部疏干的良好效果,最终使矿坑涌水量大幅度减少。比如,-170m水平预测的矿坑涌水量为74991m3/d,采取深层局部疏干方法后,矿坑涌水量减少为23349m3/d,水量减少了59.7%,矿床内形成了明显的双层水位流,获得了良好的经济效益和社会效益(图1-6,图1-7,表1-7,表1-8)。
(三)侯庄矿床的双层水位流
侯庄矿床位于金岭岩体的西北侧,灰岩含水层是矿体的直接顶板,与铁山矿床对称分布(图1-8),含水层与该矿床的特点基本相似。垂向上灰岩含水层自上而下分为3个带:Ⅰ带在最上部,称裂隙充填带,天然状态下具有一定隔水能力;Ⅱ带称岩溶裂隙带,是本矿床主要含水带,分布标高基本在-150m以上,平均厚度54.52m;Ⅲ带在最下部,是矿体直接顶板,平均厚度77.96m,属次要含水带。据该区1977年水文地质报告资料,Ⅲ带平均渗透系数为0.2634m/d,Ⅱ带平均渗透系数为3.4451m/d。
表1-7 预计矿坑涌水量与实际排水量对比表
表1-8 双层水位观测表
图1-8 侯庄矿床水文地质观测孔平面位置示意图
侯庄矿床1984年基建,1991年投产。建设初期确定的治水方法为“多水平坑内超前丛状放水孔疏干方法”,即全面疏干法。该方法预计的矿坑正常排水量见表1-9。随着工作的进展和水文地质条件认识和研究程度的深入,于1989年至1990年间,先后在该矿床首采地段,设计了16个压水试验钻孔,进行了专门压水试验。其目的是:进一步确定矿床内双层水位流是否真的存在以及采取深层局部疏干方法的可行性。共进行了49个压水试验段,试验结果见表1-12。这一结果表明,矿床内能够形成双层水位流,并据此把原设计的全面疏干法改为“深层局部疏干法”。深层局部疏干预测的坑道涌水量,如表1-9所示。
图1-9 侯庄矿床5A线水文地质剖面示意图
1—第四系;2—石灰岩;3—闪长岩;4—磁铁矿;5—地层界线;6—灰岩水位
为了验证采取深层局部疏干的可行性和可靠性,1990年底在-160m水平上盘灰岩含水层中掘进了长度达450m的专门巷道,结果发现,下层灰岩弱含水层的透水性很差,涌水量很小,仅为693m3/d。之后,又在矿床内施工了部分专门双层水位观测孔,进行分层水位观测。观测结果和井下涌水实际资料进一步表明,矿床内确实存在双层水位流(表1-10,表1-11)。据经验推测,形成双层水位的位置应该在-160m水平以上的某个位置,不可能在-160m水平以下。
表1-9 上、下层灰岩预测矿坑涌水量表
表1-10 分层水位观测表
表1-11 20世纪70年代部分抽水试验结果表
表1-12 矿床基建压水试验结果表
好了,今天关于“什么是疏干水”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“什么是疏干水”有更全面、深入的认识,并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。