基坑降水（承压含水层减压降水）施工组织方案及技术保证措施

n=1.1×Q÷q=1.1×105÷300.0≈1口。

根据以上计算，基坑内布置1口减压井和1口观测兼备用井，根据⑦2粉土层埋藏深度及厚度，设计减压井深度为45.0m，过滤器位置为35.0～44.0m，编号H3、HG2。具体平面位置见附图1，井结构详见附图2。

3、 第3区域换乘段减压降水

根据地质勘察报告，第⑦2层承压含水层被地下连续墙隔断承压含水层基坑内外水力联系，按基坑开挖面积进行布置降压井，根据同类工程经验，一般单井控制面积400～800 m2，此取单井控制面积按600m2计算，基坑总涌水量按下式计算：

n＝A/a

按上式计算，开挖区域的布井数量如下：

换乘段第⑦2层承压含水层区域的开挖面积约1142㎡，n＝1142/600≈2口，由于围护结构已将该承压含水层基坑内外水力联系隔断，故换乘段基坑内布置2口减压井和1口观测兼备用井，根据⑦2粉土层埋藏深度及厚度，设计减压井深度为45.0m，过滤器位置为35.0～44.0m，编号H4、H5、HG3。

4、 第4区域减压降水

地下连续墙未隔断基坑内外该承压含水层水力联系，基坑总涌水量按均质含水层承压水完整井涌水量公式计算。

为保证端头井基坑安全，最小安全降深取Sw=2.0m，基坑等效半径

r0???(a?b)/4?38m。

对于一期基坑，Q?2.73?2.0?10?2.0?138m3/d

200?38lg38勘察资料提供的渗透系数及该区域工程经验，该承压含水层单井涌水量在q=200.0~500.0m3/d，故本次计算取单井涌水量q=300.0m3/d。

按式n=1.1×Q÷q，计算一期基坑需要的降压井数量： n=1.1×Q÷q=1.1×138÷300.0≈1口。

根据以上计算结合基坑长度，基坑内布置2口减压井和1口观测兼备用井，根据⑦2粉土层埋藏深度及厚度，设计减压井深度为45.0m，过滤器位置为35.0～

44.0m，编号H6、H7、HG4。具体平面位置见附图1，井结构详见附图2。

5、 第5和6区域减压降水

地下连续墙未隔断基坑内外该承压含水层水力联系，基坑总涌水量按均质含水层承压水完整井涌水量公式计算。

为保证端头井基坑安全，最小安全降深取Sw=5.2m，基坑等效半径

r0???(a?b)/4?56m。

对于一期基坑，Q?2.73?2.0?10?5.2?430m3/d

200?56lg56勘察资料提供的渗透系数及该区域工程经验，该承压含水层单井涌水量在q=200.0~500.0m3/d，故本次计算取单井涌水量q=300.0m3/d。

按式n=1.1×Q÷q，计算一期基坑需要的降压井数量： n=1.1×Q÷q=1.1×430÷300.0≈2口。

根据以上计算，结合基坑长度，基坑内布置3口减压井和1口观测兼备用井，根据⑦2粉土层埋藏深度及厚度，设计减压井深度为45.0m，过滤器位置为35.0～44.0m，编号H8～H10、HG5。具体平面位置见附图1，井结构详见附图2。 3.3降压井数量统计

依据上面的井数计算，在本工程基坑内外共布置降压井10口，详见下表5.2-2。

表5.2-2 降压井布置数量统计表

基坑 1区基坑 2区基坑 3区基坑 4区基坑 5、6区基坑 层位 类型 降压井 备用井 降压井 备用井 降压井 备用井 降压井 备用井 降压井 备用井 井深（m） 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 45.0 数量（口） 2 1 2 1 2 1 2 1 3 1 井编号 H1、H2 HG1 H3 HG2 H4、H5 HG3 H6、H7 HG4 H8～H10 HG5 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层 ⑦2层

3.4基坑减压降水控制分析

根据基坑突涌可能性分析及计算对主体⑦2层粉砂或粉土层承压水控制分析，基坑需降压部分进行开启时间与开启井数量、位置分析如下：

表5.2-3 基坑开挖承压水水位水量控制表

承压水水位工况（开挖深度） 标高控制要降深（m） 求（m） 工况1 16.0m 17.1m 工况2 18.9、19.9m 底板施工 工况3 底板强度达设计要求后 工况4 顶板完成前 工况5 8.2/9.9 8.2/9.9 5.2/6.9 5.2/6.9 FS=1.10 FS=1.10 停抽 抗浮阶段 封井 3.0 5.0 0.0 2.0 控制标准 安全系数 FS=1.10 FS=1.10 开启降压 井编号 --- H2、H3、H6～H9 H1、H10 H1、H10 单井涌水量 （m/d） --- 100-150 100-300 100-300 3对于换乘段，因围护结构已隔断承压含水层内外水力联系，没有补给来源，水位下降控制容易，按要求把水泵放置基坑底部附近进行疏干降水即可满足降水控制要求，在下二层板施工时停止降水。其它控制与其它区域类似。

各阶段减压降水与设计减压降水一致，且根据坑内水位，通过调节单价出水量进行“按需降水”控制，使坑内水位在确保安全水位的同时，不超降深。

在基坑开挖至16.3m深后，减压降水启动，根据坑外水位降深情况，监测周边环境变化，防止因水位降深过大而产生的超量沉降。 3.5 减压降水数值模拟 3.5.1数值模型 1． 渗流数值模型

在不考虑水密度变化的条件下，地下水三维连续渗流方程可用下面的偏微分方程来表示：

??h??h??h?h(Kxx)?(Kyy)?(Kzz)?W?Ss ?x?x?y?y?z?z?t其中：Kxx、Kyy和Kzz为渗透系数在x、y、z方向上的分量；

h：水头；

W：单位体积流量，用以代表流进汇或来自源的水量； SS：孔隙介质的贮水率；

t：时间。

以上公式加上相应的初始条件和边界条件，便构成了一个描述地下水流动体系的数学模型，但该式的解析解一般很难求得。因此，采用有限差分数值法来求得上式的近似解。

首先将一个三维的含水层系统划分为一个三维的网格系统，整个含水层被剖分为若干层，每一层又剖分为若干行和若干列，这样含水层就被剖分为许多小长方体，每个长方体称为计算单元，每个计算单元的位置用该计算单元所在的行号（i）、列号（j）、层号（k）来表示，并用下标标记，则有：

i?1,2,3,?,nrowj?1,2,3,?,ncol k?1,2,3,?,nlay每个剖分出来的小长方体的中心位置称为节点，本模型采用单元中心法进行计算。地下水运动模型不但在空间上进行离散，同时也在时间上进行离散，采用向后差分，得出模型求解差分公式如下：

CR1i,j?,k2m(him,j?1,k?hi,j,k)?CR1i,j?,k2m(him,j?1,k?hi,j,k)?CC1i?,j,k2m(him?1,j,k?hi,j,k) m(him,j,k?1?hi,j,k)

?CC1i?,j,k2mi,j,km(him?1,j,k?hi,j,k)?CV1i,j,k?2m(him,j,k?1?hi,j,k)?CV1i,j,k?2?Pi,j,kh?Qi,j,k?SSi,j,k(?rj?ci?vk)m?1him,j,k?hi,j,ktm?tm?1

采用地下水三维水流模型进行基坑降水数值模拟，能够更加的贴近工程实际水流状态，可用于基坑降水的水位预测和降水方案的可行性分析。

根据场区的实际特点，计算区上下边界是弱含水层边界，四周边界取为常水头边界。为减小边界的不确定性给计算结果带来的影响，计算范围尽可能外延至合理范围。

在建立拟合期初始流场时采用观测水位，以线性插值的方式来求出同一层面上各单元中心点的初始水位值，弱透水层的水位也以插值的方法求得，然后以ASCII文件形式将模拟初始时刻水位值赋给模型。