(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211333208.6 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 德州黄河建业工程有限责任公司维 修养护分公司 地址 251100 山东省德州市齐河县城区齐 心大街19号5楼517室 (72)发明人 刘琳　郑坤　谯力　王辉　陈承新　 (74)专利代理 机构 重庆百润洪知识产权代理有 限公司 5 0219 专利代理师 陈万江 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种水利工程控制地下结构沉降的降排水 系统及方法 (57)摘要 本发明提出了一种水利工程控制地下结构 沉降的降排水系统及方法， 属于水利工程技术领 域， 通过建立水位观测井流量与承压含水层渗透 关联模型， 确定水位观测井流量与上承压含水层 厚度h和基坑深度H的关系， 建立降水沉降模型， 确定降水沉降曲线， 求取回灌井周围水层的渗透 系数和回灌压力系数， 基于基坑降水引发的地面 沉降量， 建立考虑防水屏障体系力学分析模型， 利用防水屏障体系力学分析模型， 确定基坑深层 底部防水屏障深度与厚度的相关函数， 结合基坑 深层底部防水屏障深度与厚度总和为定值的约 束函数， 利用所述确定的两条函数交点， 确定最 佳的基坑深层底部防水屏障设计参数， 解决了 现 有技术中基坑施工作业的效率和降排水系统质 量不高的技 术问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115408886 A 2022.11.29 CN 115408886 A 1.一种水利工程控制地下 结构沉降的降排水 方法， 其特 征在于， 包括： S1、 建立水位观测井流 量与承压含水层渗透关联模型； S2、 将多个回灌井的水势进行叠加， 构建降水沉降模型； S3、 确定降水沉降曲线， 求取回灌井周围水层的渗透系数和回灌压力系数； S4、 基于基坑降水引发的地 面沉降量， 确定最佳的基坑防水屏障体系设计参数。 2.根据权利要求1所述的降排水 方法， 其特 征在于， 步骤S1中， 对于下承压含水层水流， 在深度为H的水平面内， 位置为 （x,y） 处的地下水运动的控制 方程为： ； 式中， K为下承压含水层渗透系数； M为下承压含水层厚度； H为基坑深度， μ*为下承压含 水层贮水系数， t为时间， 为承压层单位时间单位 面积的垂直补给量； 水位观测井流 量与承压含水层渗透关联模型为： ； 上承压含水层厚度为h； 为上承压含水层渗透系数。 3.根据权利要求1所述的降排水 方法， 其特 征在于， 步骤S2中， 降水沉降模型为： ； 式中： S为基坑降水引发的地面沉降量； 为累计出水量； k为回灌 井周围水层的渗透 系数； a为回灌压力系数； 上承压含水层厚度为h  和基坑深度为H； qi为第i个回灌井出水量； ri为第i个回灌井至计算 点距离。 4.根据权利要求1所述的降排水方法， 其特征在于， 步骤S3中， 渗透系数k和回灌压力系 数a为： ； ； 式中， B为降水沉降曲线斜 率； t0为降水沉降曲线在横轴交点处时间。 5.根据权利要求1所述的降排水 方法， 其特 征在于， 步骤S4包括如下步骤： S41、 获取基坑场地的土层划分信息、 基坑尺度信息、 承压含水层信息和土层渗透性， 得 到基坑现场土层水文地质信息， 建立 考虑防水屏障体系力学分析模型：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115408886 A 2； 其中， 为基坑底部土体的浮重度； 为底部防水屏障的浮重度； 保障参数为Fs， B为基 坑宽度， ku为基坑竖直防水屏障外部水层等效渗透系数； ks为基坑底部水层的渗透系数； hw 为水位到基坑开挖底部的高度； hs为底部防水屏障深度； hg为底部防水屏障厚度； q为基 坑单 位面积的底部防水屏障允许的水渗出量， 为水的重度； S42、 选定目标保障参数以及水渗出量， 利用防水屏障体系力学分析模型， 确定基坑深 层底部防水屏障深度与厚度相关函数， 结合基坑深层底部防水屏障深度与厚度总和为定值 的约束函数， 利用两个函数交集， 确定最佳的基坑深层底部防水屏障设计参数。 6.一种水利工程控制地下结构沉降的降排水系统， 其特征在于， 用于实现权利要求1 ‑5 任意一项权利要求所述的降排水 方法， 包括： 渗透关联模型构建单 元， 用于建立水位观测井流 量与承压含水层渗透关联模型； 降水沉降模型构建单 元， 用于将多个回灌井的水势进行叠加， 构建降水沉降模型； 系数计算单元， 用于确定降水沉降曲线， 求取回灌井周围水层的渗透系数和回灌压力 系数； 防水屏障体系设计单元， 用于基于基坑降水引发的地面沉降量， 确定最佳的基坑防水 屏障体系设计参数。 7.根据权利要求6所述的降排水系统， 其特征在于， 所述防水屏障体系设计单元包括： 力学分析模型构建模块和设计参数确定模块， 所述力学分析模型构建模块， 用于建立 考虑防水屏障体系力学分析模型； 所述设计参数确定模块， 选定目标保障参数以及水渗出量q， 利用防水屏障体系力学分 析模型， 确定基坑深层底部防水屏障深度与厚度相关函数， 结合基坑深层底部防水屏障深 度与厚度总和 为定值的约束函数， 利用两个函数交集， 确定最佳 的基坑深层底部防水屏障 设计参数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115408886 A 3