[发明专利]基于水位控制的多波次叠加间歇式回灌工法

说明书

技术领域

本发明属于主要用于市政工程、工业与民用建筑工程深基坑降水领域，具体涉及一种基于水位控制的多波次叠加间歇式回灌工法。

背景技术

目前越来越多的超大超深基坑施工中，在基坑开挖时无法避免长时间抽取地下承压水。而长时间抽取地下水对周围地质环境将产生强烈的扰动，主要表现在：基坑周围地面产生沉降，对周边原有建筑物、地下管线、轨道交通等产生严重影响。因此，为减少深基坑降水工程对周围地质环境的扰动，减少地面沉降量，通常在深基坑降水工程中和工程结束后，需对地面沉降进行有效控制。目前，进行地下水回灌是控制地面沉降最有效的方法。然而，现有的地下水回灌工法中存在以下问题：在基坑降水回灌工程中，普遍采用单波次长时间回灌工法，存在回灌效率低下、坑内水位难以降低、基坑安全等问题。

本发明在现有设备基础上提高回灌效率，并最大程度稳定基坑外水位。不但降低了工程成本，而且减弱了基坑周围的地面沉降、确保基坑安全。

对现有的技术文献检索发现，功能要求与本发明相似的提高回灌效率的技术主要是通过改进回灌井结构，提高回灌效率。如上海长凯岩土工程有限公司的地下水回灌井（专利号：CN201367577Y）中所提出的一种新型地下水回灌井；王荣华的新结构的回灌装置及实施方法（专利号：CN101261053A）中所提出的装在回灌水管末端的静动压能转换器。但是这些专利都没有考虑到回灌工法对回灌效率的影响。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明所要解决的技术问题是在现有设备基础上，提供一种基于水位控制的多波次叠加间歇式回灌工法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的基于水位控制的多波次叠加间歇式回灌工法，具体步骤如下：

(1)、现场岩土工程勘察、水文地质勘察，查明回灌场地的工程地质水文地质条件，选取场地进行现场抽水试验，确定需进行降压含水层的水文地质参数（如渗透系数、储水系数等）以及坑内安全控制水位和坑外回灌目标；

(2)、使用相关数值软件进行含水层水文地质参数反演，使获得的数据(包括减压层的水平与竖直方向上的渗透系数、储水系数)更接近现场条件；

(3)、根据岩土工程勘察及水文地质勘察资料建立现场三维数值模型，需进行降压的含水层水文地质参数取步骤(2)中参数反演的结果；

进行单井回灌或群井回灌数值模拟，在基坑外靠近保护建筑的适当地方布置回灌井，在基坑内减压井工作情况下，进行相关工况模拟，包括：①集中回灌与多波次回灌比较：在总的回灌时间（取单波次回灌条件下达到稳定峰值水位的最短时间）相同前提下，比较集中回灌与多波次(取值大于1)回灌结束后的稳定水位（如图3、图4）；②回灌频次：以1、5、10,15个短波次回灌（回灌时间分别为上一工况中总回灌时间的1/1,1/5,1/10,1/15）为一个工况，比较回灌结束后的稳定水位，并给出回灌频次与回灌结束后的稳定水位关系（如图5），确定最优回灌频次；③单次回灌间隔：首先查明单波次回灌后水位消散变化规律，然后在多波次回灌条件下，以回灌结束后水位降为回灌期间峰值的80%、60%、50%、40%、30%时所需时间为单次回灌间隔时间进行模拟，比较回灌结束后的稳定水位，确定最优单次回灌间隔时间；

同时，由于现场地质条件的复杂性，需进行现场单井、群井回灌试验，验证数值模型的正确性，现场试验工况与数值模拟中的工况一致。

(4)、根据现场试验、数值模拟结果设计回灌方案，同时进行数值模拟优化；

(5)、进行现场回灌，同时根据需要布置若干观测井。

本发明中，所述的现场抽水试验为常规抽水试验。

本发明中，所述的参数反演、数值模拟软件为常用的地下水渗流软件，如AquiferTest，Visual Modflow Pro， GMS等。

本发明中，所述的单井、群井现场回灌试验为常规回灌试验，但回灌工况需与数值模拟的一致。

本发明中，所述的观测井为短滤管观测井，并设置在回灌目的层或需重点关注水位的地层。其布置位置根据工程需要进行布置。

本发明的有益效果在于：该方法原理明确，适应性强，可在原有回灌设备的条件下，通过改变回灌工法而提高回灌效率，同时，通过观测井对回灌水位的监测来控制回灌，达到最大限度控制地表沉降与基坑安全的双重目的，是一种经济的工法。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2是单井现场回灌试验、数值模拟示意图。

图3是单波次长时间回灌示意图。