大型建筑物深基坑降水方案设计摘要：针对高地下水位情况下大型建筑物深基坑的降水施工，结合南水北调中线孟良河倒虹吸工程，采用水力学中的完整潜水井计算理论，对大范围深基坑进行降水方案设计，提出在满足施工要求前提下的经济井位布置，为后续大型建筑物深基坑降水方案设计提供指导依据。
关键词：大型建筑物；基坑降水；方案设计
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
1、工程概况
南水北调中线京石段孟良河渠道倒虹吸工程，管身总长310m，其中进口斜管段和出口斜管段各长55m，水平管身段长200m。
管身为三孔一联的箱形混凝土结构，单孔过水断面尺寸6 m×6 m（宽×高），顶板厚1 m，底板厚1.1m，边墙、中墙厚1m。
施工场地现地面自然标高约73.00m，地下水位标高约57.00m。
水平管身段的齿槽设计基底标高52.04m，斜管段的设计基底标高为62.84～50.74m，水平管身段基坑开挖最大深度为20.96m，斜管段基坑开挖深度为10.16～22.26m。
基坑开挖时，水平管身段需要进行降水，降水深度5.96m；进出口斜管段部分地段需进行降水，降水深度1.00～7.26m。
2. 工程地质与水文地质条件
2.1地层岩性
⑴层：砂壤土，主要分布在倒虹吸出口斜管段部位，厚度1.5～
4.0m；
⑵层：壤土，普遍存在，局部含粘土、砂壤土透镜体，厚度3.8～
9.3m；
⑶层：中砂，普遍存在，顶板高程62.97～64.53m，厚度2.6～
5.0m；
⑷层：壤土，普遍存在，呈薄层大面积分布，夹粘土、砂壤土透镜体，顶板高程58.52～60.89m，厚度0.9～2.3m；
⑸层：砾砂，顶板高程56.82～59.17m，厚度1.9～7.7m；
⑹层：壤土，呈透镜体分布，顶板高程52.97～54.63m，厚度
0.8～1.5m；
⑺层：粗砂，分布普遍，顶板高程50.34～61.02m,30m钻孔未揭穿，层厚8～14m。
中间夹砾砂、中砂、壤土透镜体。
2.2水文地质条件
本区地下水为第四系孔隙水，水量充沛，渗透性好。
含水层的主要岩性为粗砂夹中砂、砾砂透镜体，其埋深为11.0～21.0m，厚度大于16m，具有承压性，地下水受降雨影响较大，补给较快。
3. 降水方法选择
根据含水层颗粒粗大、径流透水性良好，富水性强，补给源丰沛且较快的特点。
同时考虑开挖范围及降水深度均较大，且降水持续时间较长，因此，为保证施工期间不受地下水的影响，确定采用
管井抽水降水方案。
4. 降水方案设计
4.1水平管身段降水井设计
1、降水深度
现状地下水水位标高约57.00m，为满足施工要求，地下水位需降到管身基坑齿槽底下1.0m（标高约51.04m），降深5.96 m。
2、含水层水文地质参数的选取
根据抽水试验资料，选取渗透系数k=150m/d。
3、降水井设计
（1）为有效降低地下水位，所以降水井管径采用400mm，井深采用18m（井底标高较基坑底标高低约9.0米），则引用影响半径按下式计算
式中：
r——引用影响半径（m）；
sw ——抽水井降深（m），取最大要求降深5.96m；
h——含水层厚度（m），取14.5m；
k——渗透系数(m/d)。
经计算 r=555.91m
（2）基坑概化半径r0
其中a、b分别为基坑1∶1.5开挖放坡后的长200.00m和宽
57.25m。
经计算 r0=66.83m
（3）基坑涌水量计算
采用潜水完整井计算基坑涌水量：
式中：
q——基坑总涌水量(m3/d)；
s——水位下降值（m），考虑地下水位年变动幅度情况，降水深度按8m计算；
h——含水层厚度（m）；
k——渗透系数(m/d)；
经计算整个基坑涌水量 35524.46m3/d。
（4）管井单井出水能力计算
式中：
ι——过滤器有效浸没长度(m)，按6.0m计算；
d ——过滤器外径(400mm)；
——经验系数，查表为50。
过滤器有效浸没长度按6.0m计算。
经计算： q＝1152m3/d。
（5）井点数量n计算
经计算： n＝34
（6）降水井布置
降水井沿降水马道布置，距离马道边缘1.5m左右，降水井间距11m（200 m÷34×2=11.8m），井深18m。
降水井布置图如下：
4.2进出口斜管段降水井设计
进、出口斜管段的管井设计间距参照水平管身段的设计间距，共布置管井12眼，井深约18m，间距11m。
4.3降水井设计方案验算
考虑本次管身施工分两期施工，降水施工也相应分两期降水。
⑴第一期降水井布置及降深验算
第一期工程开挖包括出口斜管段和部分水平管身段，长度约135m。
降水井沿东西两侧各布置14眼，井间距约11m，其中水平管身段降水井22眼，井深18m；出口斜管段降水井6眼，井深18m，共计运行降水井28眼。
第一期降水影响最小处位于基坑底部边缘a点和基坑中心位置b 点，其水位降深验算采用以下公式：
潜水含水层浸润曲线的计算公式如下：
式中：
h——在井群抽水影响范围内某一点的水头值，即h = h - s；
x1、x2….xn——从某点到井点中心的距离（m）；
其它符号意义同前。
a点：经计算h = 6.24m。
降深为14.5 － 6.24 = 8.26m > 8m，满足设计降深要求；
b点：经计算h = 6.06m。
水位降深为14.5 － 6.06 = 8.44m >8m，满足设计降深要求；
⑵第二期降水井布置及降深验算
计算演算方法与一期相同。
5. 结论
通过后续的运行检验，此降水方案设计经济合理，为本工程的顺利实施提供了根本性保证，为类似工程降水方案设计，提供了重要的参考依据。
参考文献：
[1] 全达人。
《地下水利用》中国水利水电出版社，2002。
[2] 黄生根，张希浩，曹辉《地基处理与基坑支护工程》中国地质大学出版社，2004。