南水北調(diào)工程是緩解中國(guó)北方水資源嚴(yán)重短缺局面的重大戰(zhàn)略性工程。東線工程作為三條調(diào)水線路之一，位于第三階梯東部，因地勢(shì)低需逐級(jí)抽提江水北送。東線一期工程共新建21座泵站，增加抽水能力2750m3/s。筆者有幸參與了其中3座泵站工程（寶應(yīng)站、淮安四站、金湖站）的全過程施工，而深基坑工程貫穿泵站主體施工全過程，其安全性和重要性對(duì)泵站工程來說是至關(guān)重要的。地下水位降低效果的好壞，是直接影響工程能否正常進(jìn)行施工的關(guān)鍵。 

下面就南水北調(diào)東線期工程淮安四站工程泵站基坑降水的實(shí)例談?wù)劵由罹芙邓O(shè)計(jì)和施工。 

一、工程概述 

淮安四站工程位于江蘇省淮安市楚州區(qū)三堡鄉(xiāng)境內(nèi)里運(yùn)河與灌溉總渠交匯處，設(shè)計(jì)流量100m3/s。泵站站身為堤身式，選用葉輪直徑3.0m全調(diào)節(jié)立式軸流泵4臺(tái)(包括備機(jī)1臺(tái))，配套同步電機(jī)功率2500kw，葉輪中心安裝高程0.8m。泵站采用肘形流道進(jìn)水，平直管出水，快速閘門斷流。 

二、泵站地基地質(zhì)資料 

淮安四站工程站區(qū)地形平坦，溝渠成網(wǎng)，地面高程在▽8.0米左右,站址附近大多為農(nóng)田。場(chǎng)地區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水。④1層為少粘性土，④2、④3層為砂土，透水、富水，滲透系數(shù)k= 1.4～3.5×10-4cm/s，弱～中等透水性，上覆的②5層極微透水性的粉質(zhì)粘土構(gòu)成相對(duì)的隔水頂板，下伏的⑤層極微透水性的粉質(zhì)粘土構(gòu)成相對(duì)的隔水底板，使④1、④2、④3層共同組成場(chǎng)地下部承壓含水層。 

擬建泵站底板底面高程-5.70～-6.40m，基本位于②6層上。②6層為粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)壤土可塑，中壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度較高，都可作為泵站基礎(chǔ)的良好天然地基。其下的④1、④2、④3諸層砂性土密實(shí)，⑤層粘性土硬塑，中偏低壓縮性，力學(xué)強(qiáng)度較高～高，為泵站基礎(chǔ)良好的下臥層。而④3層中局部有呈透鏡體狀展布的④3′層粘性土，該層土質(zhì)偏軟，力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較低，但該層土埋藏較深，不會(huì)對(duì)其造成不利影響。 

基坑開挖后②6層粘性土所剩很薄，其下伏的④1、④2、④3層組成的下部承壓含水層，承壓水頭高達(dá)11.5m，其上隔水頂板厚度約2.5～5.2m，薄處可能僅幾十厘米，基坑開挖時(shí)會(huì)導(dǎo)致基坑底部承壓水突涌，且閘塘基坑開挖低高程在▽-6.5m，為確保站身底板順利安全施工，必須降低地下承壓水位。 

清污機(jī)橋底板底高程-0.70m，位于②3’層粉質(zhì)粘土上，該處承壓水頭達(dá)14.4m，其上隔水頂板厚度約7.3m，基坑開挖時(shí)坑底抗?jié)B流穩(wěn)定處于臨界狀態(tài)，有可能會(huì)導(dǎo)致基坑底部承壓水突涌，為確保底板順利安全施工，也必須降低地下水位。 

三、深井井管群設(shè)計(jì)與計(jì)算 

根據(jù)地質(zhì)資料可知，基坑底部地下水為承壓水，擬采用深井井管群形成封閉圈來抽排地下承壓水，以控制地下水水位。初步布設(shè)18口深井井管，井距20m左右，管井采用外徑φ360mm，內(nèi)徑φ300mm的鋼筋砼井管，井管每節(jié)4m長(zhǎng)。具體布設(shè)為： 站身基坑周圍布設(shè)14口，清污機(jī)橋四周布設(shè)4口。井位布設(shè)詳見下圖。 

3.1泵站處深井井管降水校核驗(yàn)算 

根據(jù)地質(zhì)資料和管井設(shè)置，參考《基礎(chǔ)滲水及人工降低地下水位的水文地質(zhì)計(jì)算》，按有承壓水的不完整型深井進(jìn)行降水計(jì)算。 

泵站基坑開挖土面深高程為▽-6.5m，考慮基坑內(nèi)地下水位控制在開挖面以下0.5m的基本要求，需將地下水降至▽-7.0m以下方能滿足底板施工要求。泵站四周布設(shè)14口管井，包圍的基坑面積為80m×72m。管井埋設(shè)深度為32m（計(jì)八節(jié)井管），井底高程設(shè)計(jì)為▽-24.0m，水泵放置高程為深井▽-17.0m，八節(jié)井管上部四節(jié)為不透水井管，下部四節(jié)均為濾水管。 

3.1.1每一眼深井的排水容量的計(jì)算 

式中：q，---- 每一眼井的排水容量（m3/d) 

k ---- 儲(chǔ)水層的滲透系數(shù)（m/d） 

m ---- 儲(chǔ)水層的厚度（m） 

s ---- 地下水在各深井中降低的深度（m） 

r ---- 抽水時(shí)水位出逸坡降影響圈的半徑（m），r=3000s 

r0---- 排水裝置假想半徑（m），r0=η×（l+b）/4 

η的數(shù)值可根據(jù)b/l的比值查下表 

rc---- 深井半徑（m） 

n ---- 深井?dāng)?shù)目（口） 

l ----深井進(jìn)水段長(zhǎng)度（m） 

β=n/ξ0 

h-=l/m 

δ---- 根據(jù)h-由下表中查得 

n= 

，當(dāng)n=14計(jì)算可得2.64，常用的數(shù)值θ見下表。其它參數(shù)見下圖。 

根據(jù)工程地質(zhì)勘察綜合成果建議值表（泵站），可得滲透系數(shù)： 

k=3.5×10-4cm/s=0.3024m/d 

承壓水頭：▽11.5m 

影響半徑：r=3000s=160m，而深井至河邊的平均距離根據(jù)地形圖量測(cè)為130m，所以取小值r=130m. 

假象半徑：r0=η×（l+b）/4=1.18×（80+72）/4=44.8m 

深井水位高程：▽-17.0m 

深井水位降深：s=11.5+17.0=28.5m 

儲(chǔ)水層厚度：m=32-7.2=24.8m 

l ----深井進(jìn)水段長(zhǎng)度 l=24-17=7m 

δ----由h-查表 

h-=l/m=7.0/24.8=0.28， 查表δ=4.3 

=14.14 

n==17.01 

β=n/ξ0=17.01/14.14=1.20 

則=43.06m3/d 

3.1.2排水地段中心點(diǎn)處水位降低的高程 

h0：排水地段中心處降低后的地下水位高度m 

h：地下水位未降低前至不透水層的深度m 

其余參數(shù)與（一）相同，在此h=43.5m， 

可計(jì)算出h0=22.21m 

則中心處地下水位降低后的高程為-32+22.21=-9.79m 

▽-9.79＜▽-7.0 滿足地下水水位控制要求。 

3.1.3每口井的排水容量q，與聚水容量f的比較 ，滿足q，<f 

f 

式中 ：f ---- 深井的聚水容量 （m3/d） 

l ---- 深井進(jìn)水段長(zhǎng)度 （m）（l=7m） 

vφ----容許滲入速度 （m/d） 

滿足每口井的排水容量q，≤聚水容量f的條件。 

3.1.4深井井管群總排水容量 

根據(jù)上述計(jì)算，泵站基坑布設(shè)14口深井，井底高程為▽-24.0m，水泵放置▽-17.0m處，基坑中心處的降水后地下水位為▽-9.79滿足施工對(duì)降低地下水的要求。 

3.2清污機(jī)橋深井井管降水校核驗(yàn)算 

采用同樣方法，校核清污機(jī)橋周圍的降水，清污機(jī)橋基坑開挖土面深高程為▽-1.3m，需將地下水降至▽-1.8m以下方能滿足底板施工要求。考慮布設(shè)4口井，包圍的基坑面積為36m×17m。管井埋設(shè)深度為24m（計(jì)六節(jié)井管），井底高程設(shè)計(jì)為▽-16.0m，水泵放置高程為深井▽-13.0m，六節(jié)井管上部四節(jié)為不透水井管，下部?jī)晒?jié)均為濾水管。清污機(jī)橋基坑處土的滲透系數(shù)為k=2.2×10-4cm/s。