Калькулятор гидрогеолога > Притоки в выработки > Притоки в карьер >

Противофильтрационная завеса

В окне "Противофильтрационная завеса" рассчитываются притоки в открытые горные выработки при наличии противофильтрационных завес различного типа, сооруженных вокруг выработки.

Окно открывается через меню "Калькулятор гидрогеолога > Притоки в выработки > Противофильтрационная завеса" или через кнопку "ПФЗ" диалогового окна "Приток в карьер".

Рассмотрено пять решений, которые выбираются в списке "Решение":

1) Kavvadas et al, 1992

2) Luo et al, 2018

3) Сологаев, 2002

4) Сологаев (2), 2002

5) Абрамов и др., 1976

Пояснительная таблица к основным полям диалогового окна "Противофильтрационная завеса"

Суммарный приток в карьер рассчитывается из удельного притока умноженного на периметр карьера P = 2 * (A + B):

Или с учетом коэффициента форма Sf:(величина A должна быть больше или равна B)

1. Решение Kavvadas et al., 1992

Безнапорный однородный пласт. Несовершенная завеса примыкает к краю выработки. Понижение формируется только внутри завесы. Рассчитывается удельный приток на погонный метр q (м2/сут), приток Q (м3/сут) с возможным учетом коэффициента формы котлована в плане. Дополнительно рассчитывается максимальный гидравлический градиент Imax (поле "Imax").

Диалоговое окно "Противофильтрационная завеса" с решением Kavvadas. На втором рисунке учитывается влияние слабопроницаемого слоя

В решении может учитываться влияние слабопроницаемого слоя расположенного между дном карьера и нижней частью завесы.

Флажок "Слабопроницаемый слой" – при включенном флажке появляются поля "k', м/сут" и "m', м" для задания коэффициента фильтрации и мощности слабопроницаемого слоя.

Решение для расчета удельного притока на погонный метр:

При наличии слабопроницаемого слоя

Максимальный гидравлический градиент (поле "Imax") равен:

2. Решение Luo et al., 2018

Безнапорный однородный пласт. Несовершенная завеса примыкает к краю выработки. Понижение формируется только внутри завесы. Рассчитывается удельный приток на погонный метр q (м2/сут), приток Q (м3/сут) с возможным учетом коэффициента формы котлована. В расчете учитывается толщина завесы (поле w, м").

Диалоговое окно "Противофильтрационная завеса" с решением Luo

Решение для расчета удельного притока на погонный метр:

f() – эллиптические интегралы

w – толщина противофильтрационной завесы

3. Решение Сологаев, 2002

Напорный однородный пласт. Несовершенная завеса примыкает к краю выработки. Понижение формируется за пределами завесы. Для расчета необходим радиус влияния карьера. Рассчитывается удельный приток на погонный метр q (м2/сут), приток Q (м3/сут) с возможным учетом коэффициента формы котлована в плане. В расчете учитывается толщина завесы.

Диалоговое окно "Противофильтрационная завеса" с решением Сологаева

Для расчета необходимо указать начальный напор (поле "H") – расстояние от подошвы пласта до начального уровня подземных вод.

Решение для расчета удельного притока на погонный метр:

4. Решение Сологаев (2), 2002

Двухслойная система. Верхний пласт высокопроницаемый, свойства которого не влияют на решение задачи. Нижний – слабопроницаемый, неограничен в разрезе. Карьер осушается до подошвы верхнего слоя. Несовершенная завеса примыкает к краю выработки. Понижение формируется только внутри завесы. Рассчитывается удельный приток на погонный метр q (м2/сут), приток Q (м3/сут) с возможным учетом коэффициента формы котлована.

Диалоговое окно "Противофильтрационная завеса" с решением Сологаева (2) – стена в грунте

Приток зависит от коэффциента фильтрации нижнего слабопроницаемого слоя (поле "k', м/сут") и глубины противофильтрационной завесы (поле "dw, м"), отсчитанной от подошвы верхнего высокопроницаемого пласта. Решение не зависит от свойств высокопроницаемого пласта.

Решение для расчета удельного притока на погонный метр:

5. Решение Абрамов и др., 1976

Безнапорный однородный пласт. Совершенная завеса расположена на расстоянии от края выработки. Понижение формируется за пределами завесы. Для расчета необходим радиус влияния карьера. Рассчитывается приток в карьер Q (м3/сут).

В расчете учитывается толщина (поле "w, м") и коэффициент фильтрации (поле "kw, м/сут") завесы, приведенный радиус карьера (поле "ro, м"), расстояние от центра карьера до завесы (поле "r, м").

Диалоговое окно "Противофильтрационная завеса" с решением Абрамова

Решение для расчета суммарного притока:

I0 – начальный градиент фильтрации

mav – средняя мощность потока

Литература

Kavvadas M., Giolas A., Papacharalambous G. Drainage of supported excavations. Geotechnical and Geological Engineering. 1992. V. 10. P. 141-157.

Cashman P.M., Preene M. Groundwater lowering in construction. CRC Press. 2021.

Luo G. Y., Qiu J. S., Cao H., Pan H. Simplified method for calculating inflow into a deep excavation with consideration of the effects of cutoff walls. Hydrogeology Journal. https://doi.org/10.1007/s10040-018-1808-0.

Сологаев В.И. Фильтрационные расчеты и компьютерное моделирование при защите от подтопления в городском строительстве. Омск: изд-во СибАДИ. 2002.

Абрамов С.К., Газизов М.С., Костенко В.И. Защита карьеров от воды. М., «Недра», 1976.