[发明专利]一种潜水井降水稳定时间的计算方法

说明书

本发明公开了一种潜水井降水稳定时间的计算方法，包括首先根据公式求得降水漏斗曲线，然后根据降水漏斗围成的体积得到设计降深排出的总水量，最后在由排水总量计算得出潜水井降水稳定时间。本发明的有益效果是：大幅度提高工程降水时间预测的效率，缩短计算时间，减少人工投入，为工程降水方案的选择提供了快捷合理的参考。

技术领域

本发明涉及一种适用于潜水井降水稳定时间的解析计算方法，具体为一种潜水井降水稳定时间的计算方法，属于工程降水技术领域。

背景技术

为了保障施工安全，使工程在无水条件下施工，地下工程常需要进行工程降水。降水时间作为工程降水的一个重要参数，直接决定了工程降水方案的决策。

目前，国内外针对工程降水时间的研究并不多，且大多集中在降水试验上，成本高，且缺乏普适性，仅能应用于具体工程上。计算方法上，数值计算方法在工程降水上得到了广泛的应用，但是需要耗费大量精力和时间进行建模和计算，还需要考虑合适的本构关系等因素，不利于工程推广应用。解析计算方法则更为快捷，仅需简单设置相应的参数，数分钟即可得到结果。目前已有个别相关研究，但是仍存在许多问题。比如，在现有技术中的计算方法中，一方面，可能存在数学错误，如公式的初始推导，存在意义不明确的问题；另一方面，现有技术中关于降水时间计算公式，存在含义不明确的问题。此外，现有技术中增加排水量Q分配到每一天的计算方法中存疑，且与实际出入大。

由于降水时间的预测直接决定了降水方案的选择，而目前尚未有准确的计算方法。因此，研制一种工程降水稳定时间的解析计算方法已为急需。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述缺乏合理计算工程降水稳定时间的计算方法，而只能依赖工程经验的现状问题而提供一种潜水井降水稳定时间的计算方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种潜水井降水稳定时间的计算方法，包括以下步骤：

步骤一、求得降水漏斗曲线；

步骤二、根据降水漏斗围成的体积计算达到设计降深时排出的总水量；

步骤三、根据排出的总水量计算降水稳定时间。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，降水漏斗曲线计算公式为：

其中，H_w为降水井井中水位；H₀为含水层厚度；r为降水井半径；R为降水影响半径；r_x为隧道至降水井的距离。

其中，降水影响半径R可以按照抽水试验获得；当条件不足时，可按经验公式计算，其中，S_w为降水井降深，当降深小于10m时，取S_w＝10m，k为土体渗透系数，H₀为含水层厚度。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，在计算排水量时，从初始水位开始降水后，由于排水井的排水量大于涌水量，因此井壁始终为临空面；另一方面，由于渗透率的存在，导致远处的天然补给存在滞后性。因此，降低的水位线仅能被远侧天然补给向降水井方向补给，而无法由已降低的水位向上补给。同理，降低的水位线也仅能被远侧天然补给向降水井方向补给，而无法由已降低的水位向上补给。

因此，降水漏斗围成的体积即为降水达到设计降深排出的总水量：

其中，H_w为降水井井中水位；H₀为含水层厚度；r为降水井半径；R为降水影响半径；h为深度。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，潜水井降水稳定时间：

t＝Q_总/q

其中，q的计算方法为：