具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种岩溶发育区的降水施工方法，用于解决传统降水方案无法具体识别岩溶水分布区域，难以实现有针对性的进行岩溶水降水的问题。本发明的施工方法建立了岩溶发育区的三维地质模型，能够快速判断岩溶水分布区域，实现有针对性的设置降水井，进而实现高效降水。岩溶水分布在地下水位下降区域的溶洞、裂隙处，由于溶洞、裂隙处的贯通性好，使得岩溶水丰富，进而使得该区域处的地下水位骤降，远低于地下水的平均水位标高。进一步地，在生成了三维地质模型后，可对降水井的布设方案进行检验，去除底部位于岩层区域的无效的降水井，优化降水井的布设方案，节约施工成本。下面结合附图对本发明岩溶发育区的降水施工方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明岩溶发育区的降水施工方法的流程图。下面结合图1，对本发明岩溶发育区的降水施工方法进行说明。

如图1所示，本发明的岩溶发育区的降水施工方法，包括如下步骤：

执行步骤S101，建立岩溶发育区的三维地质模型；接着执行步骤S102；

执行步骤S102，从三维地质模型中找出地下水位下降区域，并于地下水位下降区域处找出溶洞和/或裂隙所在的位置；接着执行步骤S103；

执行步骤S103，对应地下水位下降区域处的溶洞和/或裂隙所在的位置处设置降水井，利用所设置的降水井将对应的溶洞和/或裂隙处的岩溶水抽出以实现降水。

本发明根据建立的三维地质模型，能够快速判断得出岩溶水分布区域，该三维地质模型具有可视化的特点，能够快速识别三维地质模型中的溶洞、裂隙以及地下水的分布情况，从而能够有针对性的设置降水井，解决了岩溶水分布不规则而难以有效的设置降水井的问题。在本发明中，岩溶水分布区域为岩溶发育(也即有溶洞、裂隙存在的区域)且地下水位骤降的区域。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的施工方法还包括：获取对应岩溶发育区设置的降水井的布设方案，将降水井的布设方案组合在三维地质模型中；找出底部位于岩层区域处的降水井，并取消底部位于岩层区域处的降水井的设置。

降水井的底部设置在岩层区域处时，该降水井即为无效降水井，其无法抽取地下水。降水井的布设方案传统的做法是在基坑的外周间隔的布设降水井，降水井的深度选择根据地勘资料及工程设计的底板标高来选择，如此该降水井的实际设置位置在布设方案设计时难以预见，就使得施工中容易出现无效降水井，也即降水井施工完成后无法实现降水，如此就造成了浪费。本发明的施工方法在建立的三维地质模型之后，能够将降水井的布设方案结合到三维地质模型之上，对每一个降水井的实际施工位置提供可视化分析功能，优化降水井布设方案，取消布置在完整岩层区域的无效降水井，节约成本。

进一步地，在三维地质模型与降水井的布设方案相组合后，对降水井的布设位置进行优化调整，若降水井的周边有溶洞、裂隙存在，则将降水井调整到溶洞、裂隙的位置处，以提高降水效率。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的施工方法还包括：依据溶洞和/或裂隙处的渗透系数选取对应功率的潜水泵进行降水。具体地，渗透系数大表示该区域属于强透水层，选用功率大的潜水泵进行快速降水；渗透系数小表示该区域属于弱透水层，可选用功率小的潜水泵。

在本发明的一种具体实施方式中，本发明的施工方法还包括：

于地下水位下降区域处进行抽水试验以获得试验数据；

根据所获得试验数据计算得出地下水位下降区域处的渗透系数。

较佳地，本发明的抽水试验为单孔完整井试验，即设置一个观测孔，在地下水位下降区域施工一抽水井，并通过该抽水井向外抽水以完成抽水试验，抽水试验中所获的试验数据包括有观测孔处水位降深和观测孔距抽水井的距离。进而根据抽水试验得到的试验数据，计算得到地下水位下降区域处的渗透系数。又佳地，计算渗透系数的公式可根据《水利水电工程抽水试验规程》中规定的计算公式进行计算。

进一步地，根据所获得的试验数据计算所需设置的降水井的半径。较佳地，降水井的半径的计算公式也可根据《水利水电工程抽水试验规程》中规定的计算公式进行计算。

再进一步地，本发明的施工方法还包括：估算地下水位下降区域处的总涌水量；计算所需设置的降水井的降水量；依据设定降水时间、总涌水量以及降水井的降水量计算得出降水井的设置数量。

较佳地，估算总涌水量时，根据勘察数据获得基岩面标高，稳定水位标高，含水层底板的标高，根据基岩面标高和含水层底板的标高计算得出承压含水层厚度，之后根据基坑涌水量的计算公式计算得出总涌水量。该基坑涌水量的计算公式可根据《工程地质手册》中公开的计算公式进行计算。计算降水井的降水量时，根据设置的降水井的过滤器半径、过滤器进水部分的长度以及含水层渗透系数计算得出单个降水井的降水量。计算降水井的设置数量时，该数量n＝(1.1*总涌水量)/单个降水井的降水量。

又佳地，根据降水井的设置数量，在地下水位下降区域处设置降水井，在相邻的两个降水井之间的距离大于50m时，可适当增设降水井，以提高降水速度。

如图2和图3所示，三维地质模型中的地下水位线10在溶洞21所在的区域处发生骤降，通过观察可快速识别出地下水位下降区域101，结合该区域处有多个溶洞21，可判断该处分布有岩溶水，进而在该岩溶水分布区域处设置降水井22。在设置降水井22时，将降水井22的底部设置于对应的溶洞21的底部处，以实现快速抽取岩溶水，实现有效的降水。在地下水位下降区域101处有裂隙存在时，对应裂隙的位置设置降水井，并将降水井的底部设置在裂隙的底部处。进一步地，可在溶洞尺寸较大的位置处，对应的在溶洞的侧部设置降水井。

在建立好三维地质模型后，对三维地质模型进行可视化分析，进而判断得出溶洞、裂隙以及地下水分布情况，包括位置、埋深、大小以及体积等具体情况，提取岩溶水分布位置，埋深以及水位。在图2和图3所示的实例中，根据可视化分析结合岩溶地段地下水运动特征、覆盖型岩溶发育情况以及基岩面埋深在地下水的季节变动带等特点，判断项目持力层主要落在水平径流带。在水平径流带范围内岩溶强烈发育，溶洞多位于水平循环带，以中小型、水平发育为主，岩溶形态特征差别小，单体岩溶形态主要发育方向与岩层走向、断层走向基本一致。接着获取岩溶水数据，根据三维地质模型，结合抽水试验，获取以下数据为降水井的设计提供数据支持。场区岩溶地段地貌形式单一、地形平缓，溶洞以中小型、水平发育为主，但岩溶形态特征差别较大岩溶水为承压水，赋存于岩溶发育的白云质灰岩夹灰岩的溶洞、裂隙中，稳定水位埋深3.1～24m,一般埋深13m，标高99.72～121.38m，含水层底板标高约为20m，厚度达70～90m，属强透水层，渗透系数为50m/d，为降水井设计提供重要数据支撑。

在本发明的一种具体实施方式中，建立岩溶发育区的三维地质模型的步骤，包括：

获取岩溶发育区的地质勘察数据；

利用地质勘察数据绘制横断面模型图和纵断面模型图；

将所绘制的横断面模型图和纵断面模型图导入到Revit平台，利用Revit平台生成三维地质模型。

较佳地，地质勘察数据采用钻孔和物探两种方式获得，利用钻孔方式获得的地质勘察数据较为精确，利用物探方式获取的地质勘察数据具有全面性，利用两种方式相印证，可完善横断面模型图和纵断面模型图，从而提高创建的三维地质模型的精确性。较佳地，利用钻孔的地质勘察数据绘制横断面模型图和纵断面模型图，从物探的地质勘察数据中找出能够与钻孔的地质勘察数据相印证的数据，利用该数据对横断面模型图和纵断面模型图进行修正细化，修正细化后再用横断面模型图和纵断面模型图建立三维地质模型。

在绘制及修正横断面模型图和纵断面模型图时，明确各地层岩土的分界线和地下水位线，细化并完善溶洞、裂隙、断层破碎带空间信息、边界线、走向以及发育趋势。具体地，利用物探得到的地质数据对横断面模型图和纵断面模型图中的溶洞、裂隙、断层破碎带空间信息、边界线、走向及发育趋势进行细化，提高横断面模型图和纵断面模型图的精度，进而能够提高三维地质模型的精确度。

其中物探包括波速勘探、电阻率勘探、地温测试勘探以及电测勘探方法中的一种或多种。钻孔探测时设置数量有限，其得到的地质数据中有部分缺失，通过物探能够很好的补充该缺失的部分，得到了岩溶发育区的全面的地质数据，进而能够建立得到精确度的三维地质模型。

进一步地，绘制横断面模型图和纵断面模型图时，采用CAD进行绘制，以方便对边界线进行调整，修正以及细化。

基于Revit平台，新建体量族，分别导入绘制的横断面模型图和纵断面模型图，Revit平台自动拾取横断面模型图和纵断面模型图边界矢量线，应用体量拉伸功能，生成三维地质模型。

接着利用Revit平台，对生成的三维地址模型中的溶洞进行修正及细化，能够提高溶洞位置的准确性。利用物探地质勘察数据与钻孔地质勘察数据能够得到岩溶发育区的全面的地质数据，该全面的地质数据中有溶洞的边界线参数，包括了溶洞完整的平面分布以及高程分布参数，利用该完整的平面分布及高程分布参数对三维地质模型中的溶洞模型的边界线进行修正及细化，以真实的反映溶洞的位置，为降水施工提供准确的指导依据。

本发明的岩溶发育区的降水施工方法的有益效果为：

基于建立的三维地质模型，能够快速判断岩溶水分布区域，快速识别溶洞、裂隙及地下水分布、位置、埋深、大小以及体积，突破岩溶水不规则分布，判断困难的技术瓶颈。

基于建立的三维地质模型，可方便的提取数据，为降水井设计提供可靠的数据支撑。

基于建立的三维地质模型，能够针对性设置降水井，高效降水。

对降水井的布设方案进行检验，取消完整岩层区域的无效的降水井，节约成本。

基于建立的三维地质模型，能够三维可视化动态调整及优化降水井空间布置，操作便利。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。