长江漫滩区多层承压含水层地铁深基坑降水研究

1 地质与水文地质条件

1.1 地层结构特征

长江漫滩区属于第四纪沉积层广布的地貌单元，其地层结构较为复杂，主要由新近沉积的粉土、粘土、粉砂及细砂层交替分布构成。地面以下 0～5m 为人工填土层，成分杂乱、结构松散； 5～20m 为粉质粘土夹粉砂层，具一定的持水性； 20～50m 深度内多分布中细砂层及间歇性粘土夹层，具有较高渗透性。该区域地层具有显著的层状分布特征，且分层明显，地层透水性差异较大，为多层承压含水系统提供了空间基础。

1.2 含水层类型与特征

长江漫滩区地下水系统具有典型的多层结构，主要包括浅层潜水层与下伏多层承压含水层。浅层潜水一般埋深在 5～10m ，主要赋存于粉砂层中，受季节性变化影响显著。承压含水层则分布于 20～50m 以下，由中砂至细砂构成，承压水头明显，一般高于其上覆隔水层底界，部分区域压力较高，存在突水风险。各承压含水层之间隔以粘土层或粉质粘土层，隔水性较强，水力联系较弱，形成相对独立的水力系统，增加了降水控制的复杂性。

1.3 地下水补给与径流特点

该区地下水主要受大气降水、地表水体（如长江）渗漏及周边地下水侧向径流的补给影响。由于地表渗透条件较差，降雨补给能力有限，而长江水位的季节性涨落对地下水位有显著影响，尤其在汛期水头升高时，承压水位普遍上升。地下水径流方向以西南向东北为主，呈现由长江向内陆地带的侧向迁移趋势。区域内地下水流速较低，更新缓慢，承压水储量稳定，但一旦扰动，易出现水头突降或突升现象。因此，基坑降水作业需充分考虑动态水文条件与河流水位联动机制，制定针对性控制策略。

2 深基坑降水设计原则与降水目标

2.1 降水设计原则

在多层承压含水条件下进行基坑降水设计，应遵循“安全、可控、环保、经济”四项基本原则：

安全性优先：必须确保基坑开挖期间周边地层稳定，避免因地下水位骤降引发地面沉降、突涌或管涌等地质灾害；

分层控制原则：针对不同深度、不同类型含水层采取分层、分区、分压控制的思路，避免全层统一降水导致结构扰动；

动态响应原则：结合施工阶段、水文季节变化和长江水位波动规律，实施动态调整和实时监测；

兼顾经济性与可持续性：合理布设降水井与回灌系统，降低运行成本，减少对地下水资源的扰动，控制抽排量。

2.2 降水目标确定

降水目标需结合基坑设计深度、水文地质条件以及施工工艺等因素综合确定，主要包括以下几个方面：

控制基坑底部承压水压力，确保不超过基坑底板抗浮稳定安全系数要求；

确保基坑开挖期间地下水位下降至设计安全标高以下，并控制其在稳定范围内波动；

限制周边地面沉降量与沉降速率，保障邻近建（构）筑物与地下管线的安全；

满足施工工期与分段开挖的时间节点要求，同步推进土方及支护作业；

控制降水影响半径与降水范围，防止对周边环境造成过度扰动。

2.3 设计难点

长江漫滩区多层承压含水条件下深基坑降水设计存在诸多挑战，主要包括：承压水头高、层位深，降水系统水力联系复杂：深层承压含水层水头显著，隔水层厚度不均，难以单一手段实现稳定降水；

基坑降水易引发地面沉降与周边结构扰动：在控制降水量的同时又需保持土体原状性，是一大难点；

长江水位涨落频繁，水力边界条件变化大：降水系统需具备高度适应性，应对河流倒灌、地下水倒流等突发情况；

施工空间受限、设备布设难度大：城市地铁工程多位于市中心，地下管网密集、交通繁忙，降水井布置及管线连接需精细设计；

监测系统响应及时性与准确性要求高：需布设高密度、智能化监测网络以实现全过程数据闭环控制。

上述问题共同构成了降水设计与施工技术的关键难点，需要多专业协同解决。

3 降水方案设计与降水技术

3.1 降水方式的选择

在长江漫滩区地铁深基坑工程中，由于地下分布有多层承压含水层，水压大、含水层分布复杂，单一传统降水方式已难以满足施工需要。通过综合分析地层渗透系数、水位埋深、水头压力及基坑规模等因素，本研究采用了深井降水与分层控制相结合的复合型方案。深井降水适用于中深层承压水的抽排，能有效降低基坑底部水头，保障抗浮稳定性；而对浅层潜水则辅以井点降水进行局部控制，避免表层土体扰动过大。此外，为防止过度降水引起地面沉降或邻近建（构）筑物变形，局部区域还设置了回灌井，实现区域水力平衡。降水方式的选择注重分层分压控制与动态调节能力，使整个降水系统具备良好的稳定性与响应性，满足复杂地质条件下的基坑安全开挖需求。

3.2 方案设计实例

以长江某城市地铁一号线某区间车站主体基坑为例，该工程基坑深度约为26 米，基坑平面尺寸为 120 米 ×25 米，穿越范围内存在三层主要承压含水层，水头压力分别约为 4.5 米、9.2 米和 11.8 米，地下水埋深较浅。根据前期水文地质勘察结果与监测资料，降水设计采用“外围深井 + 基底回灌井 + 局部井点”的组合形式，外圈布设 16 口深井，井深达 45 米，均匀环绕基坑布置，用于抽排下伏二、三层承压水；基底设回灌井 8 口，与抽水系统相联，实现水量动态调节，控制地面沉降；对基坑浅部扰动大的区域，布设辅助井点系统降水，确保边坡稳定性和开挖安全。实际施工过程中，通过对水位、水头、沉降进行实时监测，系统运行效果良好，基坑水位稳定控制在设计标高以下，各项指标均满足施工安全要求。

3.3 控制措施

为了确保降水系统在复杂地质环境中的有效运行，必须辅以一系列严密的控制措施加以保障。首先，在设计阶段通过数值模拟软件对基坑水文响应进行多轮校核，确定各承压层降水影响范围与降深参数，指导井位布置。施工过程中设置多级水位监测井，定点监控各层地下水水位及水头变化，及时调整抽水强度与频率。为降低地面沉降风险，在关键节点和敏感区域增设沉降观测点，密切跟踪变化趋势。同时，回灌系统与抽水系统同步运行，通过调节回灌水量维持区域水力平衡，有效减缓降水造成的负压扩散效应。此外，施工期间建立应急响应机制，对突涌、流砂、井壁坍塌等突发状况设立快速处理流程，确保降水系统运行安全。通过这些控制措施，实现对地下水系统的动态调控，有效保障基坑结构稳定与周边环境安全。

结束语

本文结合长江漫滩区复杂的多层承压含水地质特征，系统分析了地铁深基坑降水的设计原则、技术路径及实施要点。研究表明，采用深井与分层控制相结合的降水方式，辅以回灌与实时监测措施，可有效保障基坑施工安全。该研究为类似地质条件下的基坑降水工程提供了理论支持与实践参考，具有一定的工程推广价值。

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