自流泉水头

　　自流泉水头又称承压水水头，是当自流泉穿过隔水顶板后其自由水面与该顶板底面的垂直距离。

　　简介

　　如果在某处打井那么刚渗透出水的位置叫做初见水位层，此时停止挖掘。如果该处地下水存在自流泉或者上层滞水那么此后井中水位不断上升，到一定高度后便稳定下来，不再上升，此时该水面的高程称为稳定水位，也即该点处自流含水层的承压水位（也叫测压水位），如果承压水位高于地表那么该处会形成喷泉。

　　自流含水层某一点，由隔水层顶界面到测压水位面的垂直距离叫作该点处自流泉的自流泉水头（也即静止水位高出含水层顶板的距离）。当测压水位面高于地面时，自流泉水头称为正水头，反之为负水头。

　　对底板关键层隔水性能的影响

　　①底板自流泉水头压力在底板突水过程中占有重要地位，水头越大，底板隔水关键层形成岩梁的底部所承受的载荷越大，岩梁破坏时的跨度越小，即工作面的推进距离越短。

　　②自流泉水头压力越大，底板的变形程度越大，即底鼓变形越严重，当隔水关键层破坏时，底板甚至瞬间被抬起。

　　③自流泉水头压力越大，突水时工作面的水流矢量越大，水流量也越大，对工作面的危害程度也越大。

　　④自流泉水头压力越大，自流水对底板隔水关键层底部岩层的水力劈裂作用越大，随着工作面的推进，递进导升高度越大，隔水关键层的隔水性能越差。

　　基坑突涌

　　当基坑下伏有自流含水层时，开挖基坑会减小底部隔水层的厚度。当隔水层较薄而经受不住自流泉水头压力的作用时，自流泉水头压力会冲破基坑底板，这种工程地质现象称为基坑突涌。

　　为避免基坑突涌的发生，必须验算基坑底层的安全厚度M。基坑底层厚度与自流泉水头压力的平衡关系式如下：

　　式中γ、γw——黏性土的重度和地下水的重度；

　　H——相对于含水层顶板的自流泉水头值，m；

　　M——基坑开挖后黏土层的厚度，m。

　　所以，基坑底部黏土层的厚度必须满足下式，如图所示。

　　式中K——安全系数，一般取1.5～2.0，主要视基坑底部黏性土层的裂隙发育程度及坑底面积大小而定。1

　　如果，为防止基坑突涌，则必须对自流含水层进行预先排水，使其自流泉水头，降至基坑底部能够承受的水头压力，如图所示，而且，相对于含水层顶板的承压水头H必须满足下式：

　　本词条内容贡献者为:

　　赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学