地铁基坑工程中，地下水控制常采用降水、隔水(堵水)和回灌三种处理方法，但这些方法往往不是单一的，多综合使用。原理上，基坑影响范围内地下水位的降低靠排水(集水明排)或抽水(井点降水)，对富水地区的地铁基坑工程，设置降水井抽水是主要措施。隔渗帷幕的作用是改变抽排水过程中“水漏斗”的形状，降低对基坑周边的影响。为了使基坑开挖过程中基坑周围地下水位下降较小，避免影响邻近建筑物及地下管线的正常使用，有时需设置回灌井点。本文介绍两个基坑降水工程实例。
地铁基坑工程中，地下水控制常采用降水、隔水(堵水)和回灌三种处理方法，但这些方法往往不是单一的，多综合使用。原理上，基坑影响范围内地下水位的降低靠排水(集水明排)或抽水(井点降水)，对富水地区的地铁基坑工程，设置降水井抽水是主要措施。隔渗帷幕的作用是改变抽排水过程中“水漏斗”的形状，降低对基坑周边的影响。为了使基坑开挖过程中基坑周围地下水位下降较小，避免影响邻近建筑物及地下管线的正常使用，有时需设置回灌井点。本文介绍两个基坑降水工程实例。
承压含水层+落底式止水帷幕（坑内管井疏干车站范围内的承压水，封闭式降水）
某地铁车站属于长江一级阶地，车站深度范围内主要是黏土、粉质黏土。基底存在③层及⑦层承压含水层。车站围护结构采用落底式止水帷幕，对于浅层滞水，采用疏干井；对于深层承压水采用承压降水井的地下水处理方案。
车站结构外包线长约581.0m，宽约20.0m ，车站结构顶板埋深约3.0m，底板埋深约16.0m，车站所处位置周边交通发育中，车流量不大，车站施工工法采用明挖法，基坑设计支护方案采用地下连续墙加内支撑。车站施工总平面布置图如图1所示，降水井平面布置如图2所示。
拟建场区地形平坦，原始地貌属长江冲积一级阶地。根据钻探揭示及对地层成因、年代的分析，本站基坑范围内地层主要由第四纪全新统人工堆积层（）组成，岩性为粉质黏土、淤泥质粉质黏土、车站基坑底主要位于淤泥质粉质黏土夹粉土、粉质黏土粉土粉砂互层中。车站地质断面如图3所示。
勘察场地内的地下水有上层滞水、孔隙承压水两种类型。
a．上层滞水主要赋存于人工填土（ Qm1）层，无统一自由水面，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。勘察期间测得其初见水位埋深为1.0～3.6m，稳定水位埋深为1.2～4.3m。
b．场地孔隙承压水为赋存于I级阶地第四系全新统冲积（Q4a1）粉质黏土、粉土、粉砂互层土（③4、③5）层及局部分布的④1粉细砂层中弱孔隙承压水，与长江、汉江具有一定的一定的水力联系，其上覆黏性土层及下伏残积土、基岩为相对隔水顶、底板。在勘察期间，于2006年11月10日在Jz-JSYY-W1号抽水试验孔中测得承压水水头在地面下4.65m，相当于高程16.37m（黄海高程），根据在汉口地区不同地段不同时期长期观测结果表明，汉口地区长江I级阶地承压水测压水位高程最高为20.0m左右，承压水头高程年变化幅度在3.0～4.0m之间。
施工期间承压水头位于基坑底面以下1m，降水过程中设置观测孔对地下水位进行动态监测，并控制抽水中的含砂量，使其满足规范要求。
在深度20m范围内的土层主要由黏土、粉质黏土组成，不同深度的粉质黏土层内夹有粉砂薄层，综合渗透系数为0.65 m/d。根据水文地质特点及工程要求降水深度，选用疏干降水及承压降水井设计。
1～13轴围护结构地下连续墙进入13-1含碎石粉质黏土地层中，形成落底式止水帷幕，其余车站轴线范围内地下连续墙共设置61口井，降水井沿车站纵向20m间距设置，承压降水井主要针对③、⑦单元黏土层，使基坑施工期坑内承压水头保持在基底以下1m。降水井平面布置图如图3所示。对于①层填土中的地下水，施工中采取明沟排水法处理。排水沟设于基坑四周，比开挖面低0.4m以上，集水井比排水沟低0.5m以上，并随基坑开挖保持沟底、井底深度差。
基坑先期施作端头工作井时，由于降水未到位提前开挖造成基坑突涌，采用注浆封底措施并未解决该问题。经过专家分析与咨询，重新打设降水井降水，最后降水成功，后续基坑地下水控制及开挖过程较为顺利，保证了基坑本身及周边建筑物的安全。
承压含水层+落底式止水帷幕（坑内真空疏干潜水+减压承压水）
地铁车站站址区属滨海平原地貌类型，基坑在70m 深度范围内，均为第四纪松散沉积物，沉积年代为全新世Q4～晚更新世Q3土层，主要由黏性土、粉性土以及砂土组成。止水帷幕进入不透水⑧1层黏土层，对于浅层潜水采用真空疏干井；对于深层⑦层承压水层采用泄压井进行泄压，同时坑外设置观测井兼作回灌井，做好应急准备。
车站基坑主体结构基坑标准段基坑开挖深度19.009m。北端头基坑开挖深度20.764m，南端头井基坑开挖深度21.223m。基坑外围围护地下连续墙深度41.46～45.99m。沿车站经过的地下管线复杂，两侧建筑物较为密集，施工环境较为复杂，车站基坑开挖时应注意对周围建筑、道路、管线等的不利影响。车站施工总平面图如图4所示。
车站地处长江三角洲入海口的东南前缘，属滨海平原地貌类型。根据勘察揭露结果，本车站地基土在70 m 深度范围内，均为第四纪松散沉积物，沉积年代为全新世Q4～晚更新世Q3，为滨海～河口、滨海～浅海、滨海、沼泽、溺谷、河口～湖泽、河口～滨海相沉积；主要由黏性土、粉性土以及砂土组成，一般具有成层分布特点。场地地层分布具有以下特点：
①浅部地层：浅层沉积的③j灰色黏质粉土埋深在3.1～6.9m，车站基坑开挖需重点防治③j层的流砂现象。
②深部地层：受古河道切割影响，第⑥层暗绿色粉质黏土在场地北侧区域缺失，古河道沉积层主要为⑤31a层灰色粉质黏土夹黏质粉土、⑤4层灰绿色粉质黏土、⑦12层灰绿～灰色砂质粉土层；⑦11层草黄～灰色砂质粉土层及⑦11J层灰黄～灰色粉质黏土层在拟建车站场地受古河道切割影响，在场地北侧区域缺失，并且层位存在一定起伏；⑧1层粉质黏土、⑧2层黏质粉土与粉质黏土互层在拟建车站场地均有分布，层位分布较为稳定；⑨层出露在约61.80m以下，在65m及以下的深孔中均有揭遇。承压水主要赋存于⑦1、⑧2、⑨层粉土、粉砂中，车站基坑开挖需考虑抗承压水稳定，车站典型地质横断面如图5所示。
拟建场地浅部地下水属于潜水类型。潜水一般据该地区区域资料地下水主要有浅部土层中，补给来源主要有大气降水入渗及地表水径流侧向补给，其排泄方式以蒸发消耗为主。浅部土层中的潜水位埋深，一般距地表面0.3～1.5m，年平均地下水位埋深距地表面0.5～0.7m。由于潜水与大气降水和地表水的关系十分密切，故水位呈季节性波动。勘察期间测得的地下水静止水位埋深一般为1.20～1.50m（相应高程为2.31～3.03m）。设计时可按安全需要选择合适的地下水位埋深。建议高水位可取设计室外地坪下0.5m，低水位可取设计室外地坪下1.5m。
根据勘察结果，揭露的⑦11层、⑦12层、⑨层为承压含水层。根据该地区工程实践，承压水水位高程呈周期变化，⑦11层、⑦12层、⑨层承压水一般埋深变化范围为3.0～12.0m。由于本车站为地下两层，基坑挖深大，对承压水突涌更为敏感，详细勘察针对本场地存在第⑦11层及⑦12层承压水含水层共布置了3个承压水水位埋深观测孔，测得第⑦11层承压水水位稳定埋深为4.61～5.17m（相应高程约-0.69～-1.01m），第⑦12层承压水水位稳定埋深为5.36m（相应高程约—1.60m）。
根据基坑开挖对环境的影响，结合地层及周边环境，降水方案设计主要从以下几个方面进行：
a．对于基坑开挖涉及的潜水含水层，由于被地下围护结构隔断，即隔断了潜水的水平补给来源。故设计为真空疏干降水井来完成降水工作。
b．对于本工程主体结构基坑第⑦层的承压水，考虑到地下围护已深入第⑧1层黏土层中，完全隔断第⑦层承压水，并切断了坑内第⑦层含水层水平补给来源，所以在第⑦层承压含水层布置泄压井直接将其压力释放、泄压。
c．利用基坑内未抽水的观测井和基坑外观测备用井，加强水位观测，根据监测结果来指导抽水或采取回灌措施。
d．确保承压井不间断工作，根据群井试验抽水出水量及观测井水位决定抽水速率，控制承压水头与上覆土压力足以满足开挖基坑稳定性要求，这将使降水对环境的影响进一步降低。
通过对基底稳定性验算，结合地层情况，本工程主体结构基坑暂共布设27口疏干井和3口疏干观测井，含盖挖段①区布设1口疏干井。对于盖挖段②区、③区域利用其外侧疏干井进行疏干降水。
通过对基坑开挖底板稳定性计算可知：需要对主体结构基坑进行降低承压水水头。依据上述设计思路，根据本工程勘察报告获得水文参数，通过软件模拟计算，在主体结构基坑内布置13口泄压井（含4口观测井）。根据模拟结果，布设的泄压井能够满足基坑开挖的要求。同时为了加强坑外水位观测，检验围护封闭效果，在坑外布设6口观测井，根据观测数据必要时采取回灌措施。降水井平面布置图如图6所示。
图6 车站降水平面布置图
前期进行为期约20d的预抽水，对浅层进行疏干。随着基坑的开挖，开启降压井进行抽水，逐步增加降压井的开启个数。降压井开启时间为8个月，最终坑外沉降约40mm。
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知识点：地铁基坑减压降水工程实例
