（一）基坑降水目的及方法

• 解決承壓水突涌問(wèn)題

• 解決基底、邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題

• 提高土方開挖效率，方便坑內(nèi)施工作業(yè)

• 盡量減少環(huán)境影響

 （二）地下水控制現(xiàn)狀

• 業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理方均缺乏水文地質(zhì)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員，對(duì)地下水的認(rèn)識(shí)、理解不夠透徹。

• 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或遇水即隔，造成過(guò)度浪費(fèi)，或僅從受力方面考慮，不足。

• 施工方過(guò)份相信經(jīng)驗(yàn)、或者重視力度不夠；不考慮水文地質(zhì)條件的差異。

• 管理方抓不住關(guān)鍵點(diǎn)

如：南京某中心基坑工程，面積約10萬(wàn)m2，開挖深度14.70~16.00m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，深62m，進(jìn)入中風(fēng)化泥巖中。嚴(yán)重浪費(fèi)。

南京市緯三路過(guò)江隧道江南豎井，設(shè)計(jì)方為了隔斷下部承壓含水層坑內(nèi)外水力聯(lián)系，地連墻進(jìn)入基巖風(fēng)化層，一幅地連墻施工需7天。結(jié)果承壓水未隔斷，卻因地墻接縫未處理好，導(dǎo)致承壓水順地墻接縫進(jìn)入基坑，發(fā)生管涌。

許多事故的發(fā)生看似偶然，實(shí)屬必然。

（三）基坑工程降水類型

根據(jù)基坑工程地質(zhì)特征、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度、降水井的位置等，可以將基坑降水分為以下4種類型：

1、第一類基坑工程降水——隔水帷幕深入降水含水層隔水底板的基坑降水

2、第二類基坑工程降水——隔水帷幕未深入降水含水層中的基坑降水

3、第三類基坑工程降水——隔水帷幕深入降水含水層的中的基坑降水

4、第四類基坑工程降水——無(wú)隔水帷幕基坑降水

由于隔水帷幕深入到降水含水層隔水底板中，阻斷了坑內(nèi)外含水層之間的水力聯(lián)系，是一種全封閉式降水，因此，采用坑內(nèi)降水方式，即降水井設(shè)置在基坑內(nèi)側(cè)。如果降水目的含水層為潛水含水層，則是疏干降水；如果降水目的含水層為承壓含水層，則降水前期是降壓，后期是疏干。由于主要抽水坑內(nèi)陸下水，很容易達(dá)到降水目的，降水效果明顯，且降水影響范圍小，對(duì)周邊環(huán)境影響小。

地下水流特征：由于隔水帷幕隔水，基坑內(nèi)、外地下水無(wú)水力聯(lián)系，坑內(nèi)降水時(shí)，基坑外的地下水位不受影響。

實(shí)際工程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法做到滴水不漏。

與第一類基坑工程降水有本質(zhì)的區(qū)別，第一類工程降水是一種疏干降水，即是把基坑隔水帷幕和隔水底板封閉的含水土體內(nèi)的地下水排干；第二類工程降水則是將位于基坑開挖面以下的承壓含水層中的水位降低到一定程度，防止基坑底板隆起或突水，滿足基坑開挖安全的需要，屬于典型的減壓降水。

隔水帷幕位于降水目的含水層以上，未將基坑內(nèi)、外承壓含水層分開，坑外降水與坑內(nèi)降水的效果基本相同，因此，為了坑內(nèi)施工方便，通?？蓪⒔邓贾迷诨油鈧?cè)。

該類工程降水影響范圍較大，但降落漏斗平緩，抽水引起的地面沉降為均勻沉降。

由于地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)或隔水帷幕深入到降水含水層中，部分隔斷基坑內(nèi)、外的水力聯(lián)系，地下水的流動(dòng)受到阻擋，滲流邊界變的非常復(fù)雜，地下水呈三維流態(tài)，降水設(shè)計(jì)時(shí)往往需要借助三維滲流計(jì)算軟件進(jìn)行分析計(jì)算。

對(duì)于含水層厚度大、周邊環(huán)境復(fù)雜地區(qū)，常采用此類方法進(jìn)行地下水位控制，由于受圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞流阻水的影響，坑內(nèi)降水時(shí)，基坑內(nèi)、外往往會(huì)產(chǎn)生較大的水位差，要預(yù)防管涌發(fā)生。

基坑周邊通常未設(shè)置止水帷幕或隔水帷幕不完全，對(duì)地下水流動(dòng)阻礙作用不明顯，降水影響范圍較大，因此，要求周邊環(huán)境條件較好，沒(méi)有重要管線（尤其是煤氣管、上下水管等）及重點(diǎn)保護(hù)的建（構(gòu)）筑物，降水設(shè)計(jì)時(shí)主要以降低水位為目的，不考慮對(duì)環(huán)境的影響。

根據(jù)降水井與基坑的相對(duì)位置，又可分為坑外降水和坑內(nèi)降水

（四）基坑工程降水設(shè)計(jì)

（1）承壓水作用下的坑底突涌穩(wěn)定性計(jì)算公式

（2）總涌水量計(jì)算公式

（3）單井水量計(jì)算公式

（4）降水井?dāng)?shù)量計(jì)算公式

（5）降水引起的地層變形計(jì)算公式

（6）復(fù)雜條件下的降水設(shè)計(jì)——數(shù)值法

• Visual MODFLOW 是目前國(guó)際上最流行且被各國(guó)一致認(rèn)可的三維地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)可視化專業(yè)軟件系統(tǒng), 該系統(tǒng)是由加拿大Waterloo 水文地質(zhì)公司在原MODFLOW 軟件的基礎(chǔ)上應(yīng)用現(xiàn)代可視化技術(shù)開發(fā)研制的, 并于首次在國(guó)際上公開發(fā)行。這個(gè)軟件包由Modflow( 水流評(píng)價(jià)) 、Modpath( 平面和剖面流線示蹤分析) 和MT 3D( 溶質(zhì)運(yùn)移評(píng)價(jià)) 三大部分組成, 并且具有強(qiáng)大的圖形可視界面功能 。設(shè)計(jì)新穎的菜單結(jié)構(gòu)允許用戶非常容易地在計(jì)算機(jī)上直接圈定模型區(qū)域和剖分計(jì)算單元, 并可方便地為各剖分單元和邊界條件直接在機(jī)上賦值, 做到真正的人機(jī)對(duì)話。

• 界面設(shè)計(jì)包括三大彼此聯(lián)系但又相當(dāng)獨(dú)立的模塊, 即輸入模塊、運(yùn)行模塊和輸出模塊。

• 能模擬不同復(fù)雜條件下的地下水流狀況，能有效解決止水帷幕、各類邊界等對(duì)地下水流動(dòng)造成的影響。

（五）基坑工程降水管理

• 設(shè)計(jì)階段——技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的技術(shù)方案

• 施工階段——成井質(zhì)量控制、抽水試驗(yàn)、試降水等（動(dòng)態(tài)管理）

• 運(yùn)行階段——水位監(jiān)控（關(guān)鍵點(diǎn)）、降水井保護(hù)。

管井內(nèi)水位達(dá)到設(shè)計(jì)降深時(shí)的實(shí)測(cè)出水量，應(yīng)不小于管井設(shè)計(jì)出水量、各井出水量相差不大（均勻）。

一般在沒(méi)有帷幕影響情況下，單井出水量：

砂質(zhì)粉土　2～5m3/h

粉砂　8～15m3/h

粉細(xì)砂　20～100m3/h。

《建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范》要求：

全部降水井運(yùn)行時(shí)，

抽排水的含沙量應(yīng)符合下列規(guī)定：

粗砂含量應(yīng)小于1/5萬(wàn)；

中砂含量應(yīng)小于1/2萬(wàn)；

細(xì)砂含量應(yīng)小于1/1萬(wàn)。

供水井要求小于1/20萬(wàn)

管徑設(shè)計(jì)—Ф273mm、Ф325mm，由單井出水量、水泵外徑?jīng)Q定，非管徑?jīng)Q定水量

管材選擇—鋼管、無(wú)砂混凝土管、PVC管

濾料要求—石子、瓜子片、中粗砂，根據(jù)地層粒徑選擇

（六）地下水回灌技術(shù)

在抽水井與被保護(hù)建（構(gòu)）筑物之間設(shè)置一排回灌井（注水井），并在抽水的同時(shí)通過(guò)回灌井向地下注水，這樣在原建筑物附近，一方面由于抽取地下水使其水位下降，另一方面，通過(guò)回灌井的注水又會(huì)使其地下水位上升，二者共同作用的效果，使基坑周邊被保護(hù)建（構(gòu)）筑物保持實(shí)際地下水位不變或變化在允許范圍內(nèi)。是一種最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的地面沉降控制措施?；毓嗉夹g(shù)多使用于滲透性較好的土層中，回灌井的回灌量取決于地層的滲透性能、回灌井質(zhì)量、回灌水源。

帶壓回灌——理論可行，實(shí)際施工困難、易堵塞濾管

水質(zhì)處理（除鐵、錳）—不實(shí)用

水質(zhì)有一定改善，但處理水量有限，無(wú)法滿足回灌量要求，且混入大量氣泡，影響回灌效果。

回灌效果檢驗(yàn)——觀測(cè)孔水位及地面沉降監(jiān)測(cè)

（七）富水地層盾構(gòu)始發(fā)接收地下水控制技術(shù)

• 在富水地層，地下水是盾構(gòu)始發(fā)接收過(guò)程中的最大風(fēng)險(xiǎn)源。

• 為了使盾構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)不產(chǎn)生突涌，管涌、流砂等現(xiàn)象，通常采用加固、凍結(jié)法、降水等措施，甚至三者同時(shí)使用。

• 周邊環(huán)境允許時(shí)，加固+降水是最經(jīng)濟(jì)、安全的手段

• 在端頭加固區(qū)外側(cè)增加一道止水帷幕（素墻、三軸攪拌樁），深度進(jìn)入下部弱透水層或者進(jìn)入含水層一定深度，能產(chǎn)生擾流阻水效果，則在帷幕內(nèi)布設(shè)少量降水井即可將水位控制在安全水位，又減少了對(duì)周邊環(huán)境的影響，增加了盾構(gòu)始發(fā)接收的安全性。

（八）幾種特殊地層地下處理

主要指全風(fēng)化層，飽水狀態(tài)下以泥（風(fēng)化的長(zhǎng)石）、砂（石英顆粒）、水三種物質(zhì)為主，自然狀態(tài)下開挖呈流態(tài)，注漿困難（飽水），滲透系數(shù)0.1~0.5m/d，降水困難。但是有效的降水之后，地層強(qiáng)度提高，在我國(guó)南方的廣東、福建地區(qū)廣泛分布，無(wú)論是明挖基坑還是暗挖隧道，若能有效地采用降水技術(shù)，則可大大節(jié)省費(fèi)用、提高安全。

淤泥質(zhì)地層降水是最困難的，土層含水量一般在40%~70%，土顆粒像柳絮一樣把水包裹起來(lái)，屬于弱結(jié)合水，直接的重力排水效果差。通常情況下，淤泥質(zhì)地層中含有一定量的粉土夾層，可以采用普通管井直接降水，或者結(jié)合真空降水，預(yù)降水時(shí)間長(zhǎng)；若為純淤泥質(zhì)土，真空降水效果也差，可以采取塑料排水板+堆載預(yù)壓+真空降水。

巖溶水以堵為主。最好不采用降水措施，一是水量太大，二是還可能會(huì)引發(fā)巖溶坍塌。