自流泉水頭

簡介

如果在某處打井那么剛滲透出水的位置叫做初見水位層，此時停止挖掘。如果該處地下水存在自流泉或者上層滯水那么此後井中水位不斷上升，到一定高度後便穩定下來，不再上升，此時該水面的高程稱為穩定水位，也即該點處自流含水層的承壓水位（也叫測壓水位），如果承壓水位高於地表那么該處會形成噴泉。

自流含水層某一點，由隔水層頂界面到測壓水位面的垂直距離叫作該點處自流泉的自流泉水頭（也即靜止水位高出含水層頂板的距離）。當測壓水位面高於地面時，自流泉水頭稱為正水頭，反之為負水頭。

①底板自流泉水頭壓力在底板突水過程中占有重要地位，水頭越大，底板隔水關鍵層形成岩梁的底部所承受的載荷越大，岩梁破壞時的跨度越小，即工作面的推進距離越短。

②自流泉水頭壓力越大，底板的變形程度越大，即底鼓變形越嚴重，當隔水關鍵層破壞時，底板甚至瞬間被抬起。

③自流泉水頭壓力越大，突水時工作面的水流矢量越大，水流量也越大，對工作面的危害程度也越大。

④自流泉水頭壓力越大，自流水對底板隔水關鍵層底部岩層的水力劈裂作用越大，隨著工作面的推進，遞進導升高度越大，隔水關鍵層的隔水性能越差。

當基坑下伏有自流含水層時，開挖基坑會減小底部隔水層的厚度。當隔水層較薄而經受不住自流泉水頭壓力的作用時，自流泉水頭壓力會衝破基坑底板，這種工程地質現象稱為基坑突涌。

為避免基坑突涌的發生，必須驗算基坑底層的安全厚度M。基坑底層厚度與自流泉水頭壓力的平衡關係式如下：

式中γ、γ_w——黏性土的重度和地下水的重度；

H——相對於含水層頂板的自流泉水頭值，m；

M——基坑開挖後黏土層的厚度，m。

所以，基坑底部黏土層的厚度必須滿足下式，如圖所示。

式中K——安全係數，一般取1.5～2.0，主要視基坑底部黏性土層的裂隙發育程度及坑底面積大小而定。

如果

，為防止基坑突涌，則必須對自流含水層進行預先排水，使其自流泉水頭，降至基坑底部能夠承受的水頭壓力，如圖所示，而且，相對於含水層頂板的承壓水頭H必須滿足下式：