3.4.4.1 复杂地层的降水试验
1.技术路线
1）降水试验必要性
龙漕路站下部土层以粉、砂土为主且⑥层隔水层土缺失，主体围护墙趾进入⑤2层中下部。按⑤2承压含水层稳定条件分析，各区需要降承压水的情况如表3-60所示。
表3-60 各基坑承压水降深和工期
注：水头按勘察期间测得的承压水水位埋深5.01 m计，安全系数取1.1。工期指基坑开挖开始抽水至结构制作完成并达到强度停止抽水的时间。
龙漕路站基坑近距离下穿低净空高架施工，除了围护、开挖等工序需采取有效技术措施确保3号线高架和周边建筑安全外，抽降承压水也是影响的重要因素之一，主要表现为：
（1）基坑承压水降深大，需将水头降至坑底以下1m，普遍降深15 m左右。
（2）基坑降承压水时间长，每个基坑在开挖至第二道钢支撑后就需降承压水且在结构顶板完成后才能停抽，降水工期长达2～3个月。
（3）建址范围内⑥层土缺失，⑤层亚层土复杂，第⑤2层、第⑤3-2层、第⑤3-3层与第⑦2层地下水有较为复杂的水力联系。
（4）若按常规降压井设计，围护深度浅于井结构，降水影响范围大。
（5）东区基坑下穿3号线高架区间，西、中区与3号线高架区间的距离也较近，高架保护要求非常高（轨道差异沉降应控制在2 mm以内）。
根据以往类似工程经验，降承压水将引起周边建筑沉降。本工程大范围、长时间、大降深地处理承压水，危及3号线高架和周边其他建筑安全使用的可能性较大。若采用原围护设计方案抽降承压水，建筑物的沉降将会是厘米级沉降，无法满足3号线高架及周边其他建筑安全使用的要求，因此降承压水是本工程的关键和难点问题。
2）总体思路
针对本工程承压水的难题，我们采取的总体思路如下：
（1）在施工区域周边进行现场降水试验，以了解场区内的地质水文参数，同时对周边建筑进行监测。降水试验为理论计算及分析提供有力的依据。
（2）根据试验数据进行理论分析和数值模拟计算，获得含水层水文地质参数和相关土层的物理力学性质参数，并初步探明降水诱发的地表沉降大小、影响范围等规律，优化围护与井结构设计方案。
（3）依据降水试验获得的结论，正式施工中采用合适深度的止水帷幕与井点管设计。合理布置降压井数量，按需降承压水。对周边重要建筑布设沉降观测点，验证理论分析和数值模拟计算的准确性。
3）降水试验目的
（1）测得承压含水层各项水文地质参数，以准确分析降水期间的绕流作用。
（2）查明相应于试验井结构的单井出水量，不同井深出水量对比及影响范围。
（3）探明基坑开挖影响范围内各主要含水层（⑤2 、⑦2）之间的水力联系特征。
（4）抽取（微）承压水引起的各土层孔隙水压力变化情况和地面沉降大小及影响范围，确定环境损伤评估参数，主要包括各地层的降水沉降计算参数等。
（5）停止降（微）承压水后，承压水位、孔隙水压力和沉降回弹恢复与时间关系。
（6）通过降水试验停止后的水位恢复试验，查明承压水位恢复规律，为基坑降水运行与风险控制提供管理依据。
2.降水试验方案
1）降水试验井的布置
（1）降压井的布置。
在过去“水位控制在要求降深以下”的思想指导下，降压井的滤网比较长，一般要达到十几米，而从本工程的实际情况出发，我们认为降压井埋深越深，其出水量越大，而且对周边环境的影响程度也越大。为了探索最佳降压井深度和滤网长度，鉴于⑤2层接近20 m厚度，因此我们设计了三种滤管形式，分别为10 m、15 m及20 m滤管，对应井深分别为28 m、33 m及38 m。其中10 m滤管降压井布置2口，15 m滤管降压井布置3口，20 m滤管降压井布置1口，井的滤管全部布置在⑤2层中。试验区域为车站南侧附属结构以南的施工空地内。降水试验井参数见表3-61，井点平面布置图见图3-123。
表3-61 降水试验井参数表
（2）观测井的布置。
为了观察⑤2层抽水后下部各土层的水位变化，验证⑤2层与⑦2层之间的水力联系。分别在⑤3-2层、⑤3-3层与⑦2层各布设1口观测井。以了解⑤2层降水水位相同的情况下，下部不同土层的水位变化情况，验证上下土层水力连续的紧密程度。观测井的参数见表3-61，井点平面布置图见图3-123。
图3-123 降水试验井平面布置图
2）成井结构技术要求
（1）井壁管：井壁管采用焊接钢管，井壁管直径为φ273 mm。
（2）过滤器（滤水管）：滤水管外包一层30～40 mm的尼龙网，滤水管直径与井壁管直径相同。
（3）沉淀管：沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。
（4）井口高度：井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内。
（5）填砾料：滤水管部位围填级配较好的中粗砂，砂粒径在0.70～1.20mm，填入部位从井底向上至过滤器顶部以上2.00m。
（6）填黏土球：在砾砂的围填面以上3.00m围填黏土球止水封隔，以防止上下含水层连通。
（7）填黏性土封孔：在黏土球的围填面以上采用优质黏土围填至地表并填实，做好井口管外的封闭工作。
3）环境变形监测点布置
环境监测主要包括地面沉降监测、3号线车站及高架沉降监测、各层孔隙水压力监测、土体分层沉降监测。
（1）地面沉降监测点。
以群井降水试验漏斗为中心，按10 m为间距，布置成50m×50m的正方向点网（41点），且划分为5个断面进行监测。沉降监测点埋设时需进入原状土。沉降测量的水准仪器：徕卡NA2型水准仪加GPm3平板测微器，精度：±0.5mm/km。
（2） 3号线高架及周边建筑沉降监测。
3号线高架立柱沉降监测点布设于距离降水试验区域较近的车站外边及区间高架立柱上，测点用钢制“L”形测钉打入立柱内构成，测钉打入点离地面0.3 m左右。用精密水准测量方法对测点进行高程测量，监测其沉降变化。3号线车站及高架布置沉降监测点14个，同时对距离降水施工区域较近的建筑布设16个沉降监测点。测量仪器同上。
（3）孔隙水压力计。
为获取抽降承压水对承压水层及以上土层孔隙水压影响的资料，在各土层中布置孔隙水压力计，孔隙水压力计与土体分层沉降点成对布置。测点位置以降水试验井G53-3为中心，相距中心0m，15m，25m，40m处各设一组孔隙水压力计。每组孔隙水压计分别布置于相应土层中，以观测抽承压水其水位的变化。孔隙水压测点布置在每层土中，并采用黏土球隔水。本次测量采用钢弦式孔隙水压力计，量程：0.2～0.6 MPa；精度：2%。
（4）土体分层沉降监测。
为获取抽承压水对承压水层及以上土层沉降影响的资料，在各土层中布置分层沉降点。本次采用的是分层沉降仪及磁性分层沉降环，通过钻孔，在不同的地层深度埋设磁环，磁环通过伸入土层的钢片脚与土层共同沉降，再采用分层沉降仪的磁感应原理测量各磁环的沉降变化，最后通过孔口的校正得到各土层点绝对沉降值。测点位置埋设在孔隙水压力计附近，设置2组分层沉降，1组多点位移计。分层沉降使用专门的分层沉降仪及磁性分层沉降环（该环上有一块永久磁铁），可以测出指定深度地层的垂直位移。精度达±2 mm，量程为60 m。
（5）测点汇总。
抽水监测点布置详见表3-62，布置图如图3-124—图3-126所示。
表3-62 降水试验各测点汇总表
图3-124 降水试验地表及房屋沉降监测点平面布置图
图3-125 降水试验孔隙水压力计布置图
图3-126 降水试验土体分层沉降布置图
4）降水试验要求
（1）降水试验开始前，连续2h观测抽水井、观测井内地下水位。如果观测水位变化幅度不大于2 cm，认为地下水位处于稳定状态。
（2）正式开始抽水之前，要检查电源、水泵是否完好，校正测线，统一时间起点，人员及设备到位，排水途径贯通。
（3）降水试验出水量应保持常量，如有变化，其允许波动率应小于3%。
（4）一般延续时间按观测井水位下降与时间关系曲线，即S-1gt曲线确定，宜符合下列要求：
①若曲线出现拐点后平缓段，并能推出最大水位下降值时，即可结束。
②若曲线无拐点，竖直线延伸时，其直线段的水平投影在1gt轴的数值不少于两个对数周期。
（5）动水位与出水量应统一指挥同时观测，观测时间按抽水开始后的第1， 3， 5， 7， 10，15， 20， 25， 30， 40， 50， 60， 90， 120 min进行，以后每隔1h观测一次，观测井的水位应与抽水井水位同时观测。
（6）停止抽水后，恢复水位观测频率与前述抽水时的观测频率一致，并持续观测到水位稳定为止。
（7）根据申通地铁对高架沉降的控制要求，降水试验阶段以3号线高架沉降为控制指标。3号线高架连续两次单次沉降超1 mm或累计沉降超过3 mm，即停止抽水。
3.降水试验过程
降水试验共分两个阶段进行：第一阶段对⑤2层分别进行单井和群井降水试验，确定最优井结构；第二阶段对⑤3-2层和⑦2层进行单井降水试验，查明⑤2层与⑦2层水力联系程度。
4.降水试验结论
1）确定承压水降深
（1）确定⑤2层水头。
为查明拟建龙漕路站场地各承压含水层的初始地下水位，我们在场地内打设6口⑤2层降水试验井，观测井内初始地下水位。试验场区内第⑤2层承压水水位平均埋深为3.90m，试验期间的初始承压水位埋深明显小于岩土勘察期间测得的初始承压水位埋深（5.01～5.20m）。
（2）确定⑤2层降深。
由于降水试验期间测得试验场区内第⑤2层承压水水位平均埋深为3.90m，因此主体基坑按此水头标高重新进行基坑坑底抗突涌稳定性验算，结果详见表3-63。
表3-63 修正后基坑⑤2层降深表（安全系数取1.1）
2）确定降压井结构
根据基坑坑底抗突涌稳定性验算，本工程仅需降⑤2层承压水。由于建址范围内⑤2层埋深较浅且厚度较大，因此承压水降深普遍较大。出于减少井数量的同时仍能保证降水效果的目的，井结构滤管理论设计宜越长越好，但周边环境影响也会随之增大。为在降水效果与周边环境影响之间取得平衡，我们设计了3种滤管结构，分别是10m，15m和20m，对应井结构深度为28m，33m和38m。对3种井结构分别进行单井试验，通过对比分析不同井结构条件下的出水量和降深效果，选择最优井结构，详见表3-64。
表3-64 3组单井降水试验对比
在满足坑内水位降深的前提下，3种井结构形式中10 m滤管单位出水量引起同距离处的降深要比15m和20 m滤管的小，滤管长度10 m最佳。考虑基坑开挖深度及井损因素，端头井区域降压井设计深度为32 m；标准段区域降压井设计深度为30 m。
3）监测数据汇总
为初步掌握基坑降承压水对周围环境的影响，结合试验场地形状，划分为5个断面，试验期间地表沉降变化如图3-127所示。
从上述图中可以看出，由于本次降水试验工期较长，工况较多，地表沉降曲线变化较为复杂。沉降总体表现为：
（1）沉降与离抽水中心距离呈反比，即距离抽水中心较远的点沉降较小，距离较近的点沉降较大；
（2）除断面3外其余4个断面因距离抽水中心较近或横跨试验场地，其地表沉降在时间上呈现出下沉与回弹的阶段性变化；
图3-127 断面地表沉降变化趋势图
（3）地表沉降与水位变化相比体现出一定的滞后性，水位恢复期沉降仍在继续，而且距离越远滞后性表现得越明显；
（4）抽水引起的沉降在停抽后部分可得到恢复，其恢复程度与离抽水中心距离有关。
4）围护深度确定
（1）验证⑤3-2层隔水性能。
车站⑥层缺失，第⑤2层、第⑤3-2层、第⑤3-3层与第⑦2层相连，第⑤3-2层渗透系数相对较小。为验证下部各承压水层之间的水力联系，⑤3-2层是否可以作为“隔水层”考虑，分别对⑤2，⑤3-2 ， ⑤3-3 ，⑦2进行单井与群井降水试验，确定相关各土层之间的水力联系程度以及⑤3-2层渗透系数。详见表3-65—表3-67。
表3-65 各土层单井降水试验情况表
表3-66 ⑤2层群井降水试验情况表
表3-67 ⑤2与⑤3-2层渗透系数对比表
各土层水文地质参数与地勘报告基本相符，⑤2层、⑤ 3-2层、⑤3-3层、⑦2层之间存在或多或少的水力联系。⑤3-2层黏性土层具有一定的透水性，但出水量较小，且其抽水引起的垂向上的渗流较弱，影响非常有限。抽汲⑦2层含水层时，除上覆⑤3-3层有一定的影响外， ⑤2层和⑤3-2层由于渗流路径较远基本不受其抽水影响，⑤3-2层具有一定的隔水性能。
（2）降水对周边环境影响分析。
围护深度是降水对周边环境影响程度的重要因素，因此我们选取了四种围护深度进行比较。相关工况如下：
工况1：设计围护深度。端头井围护进入⑤2层中下部，标准段围护进入⑤2层中部，与降压井井管基本同深。
工况2：围护加深3m。端头井围护进入⑤2层底，标准段围护进入⑤2层中下部，均大于降压井井管3m左右。
工况3：围护加深6m，端头井围护进入⑤3-2层，标准段围护进入⑤2层底，均大于降压井井管6m左右。
工况4：端头井围护加深6m，标准段围护加深9m，围护进入⑤3-2层，端头井围护深度大于降压井井管6m左右，标准段围护深度大于降压井井管9m左右。
根据这四种围护工况利用理论模型进行模拟分析，对比不同围护深度条件下基坑内部降水引起的周边地下水流变化情况及地面沉降情况，从而为围护设计确定合理深度提供参考依据。详见表3-68和表3-69。
表3-68 不同地墙深度条件下周边地下水水位降深
表3-69 不同地墙深度条件下环境影响
为减小降承压水对3号线高架的影响，对临近3号线高架的主体结构中、东区地下墙围护（包括下穿高架段MJS止水帷幕）统一加深至⑤3-2层，深度为38 m。
3.4.4.2 悬挂式降承压水施工控制技术
1.技术路线
龙漕路站主体结构⑤2层承压水降深较大，⑤2层与⑦2层可能存在一定的水力联系，地下墙加深无法完全隔断降承压水对周围环境的影响。根据降水试验结论，我们在主体结构西区和东区采取不同围护深度的方案（距离3号线高架较近的东区基坑围护加深至⑤3-2层，距离3号线高架较远的西区基坑围护深度不变），检验在围护无法完全隔断承压水层的情况下，围护加深对减少降承压水对周围环境影响的效果。
2.降水试运行
1）西区降水试运行
（1）降压井布置。
主体结构西区基坑长约70 m，标准段宽19.6 m，端头井宽23.4 m，承压水降深最深为14 m。基坑围护与3号线高架的水平距离约为60 m。基坑内共布设7口降压井（含2口降压备用兼观测井），井号为Y1～Y5， YG1～YG2。井深设计为28.50～30.00 m；具体井位布置平面图及井结构图详见图3-128和图3-129。
图3-128 西区降压井平面布置图
图3-129 西区降压井结构图
（2）试运行成果。(www.xing528.com)
降水试运行分三个阶段进行，第一阶段为单井试运行，第二阶段为五井试运行，第三阶段为三井试运行。
①第一阶段单井试运行。
采用Y3抽水，Y4作为观测井，抽水采用额定流量为3 m3/h的抽水泵。观测井Y4水位埋深随时间的变化趋势如图3-130所示。Y3单井抽水时其流量与时间的变化过程图3-131所示。
图3-130 观测井Y4水位埋深变化历时曲线图
图3-131 Y3单井流量与时间变化曲线图
Y3抽水历时48小时，最终记录的观测井Y4水位从4.81 m降至9.14 m，降深为4.33 m。降压井单井抽水时其平均出水量约为2.90 m3/h。
②第二阶段五井试运行。
采用Y1～Y4， YG2抽水，Y5， YG1分别作为西区标准段、端头井的观测井，抽水采用额定流量为3 m3/h的抽水泵。观测井Y5， YG1水位随时间的变化趋势如图3-132所示。
图3-132 观测井Y5， YG1水位埋深变化历时曲线
Y1 ～ Y4， YG2抽水历时96 h，最终记录观测井Y5水位降至18.23 m，降深为12.31 m，满足标准段18.05 m安全水位要求。观测井YG1水位降至19.17m，降深为13.71 m，满足西端头井19.05 m安全水位要求。抽水井停止抽水后，对观测井的水位进行跟踪观测。以观测井Y5水位恢复数据为例，其水位恢复比率历时曲线见图3-133。由恢复数据可见，抽水井单井停抽后基坑内静水位前期水位恢复相对较快，后期趋于缓慢。
图3-133 观测井Y5水位恢复比率历时曲线
采用Y3～Y4， YG2抽水，Y5作为观测井，抽水采用额定流量为3 m3/h的抽水泵。观测井Y5水位随时间的变化趋势由图3-134所示。
图3-134 观测井Y5水位埋深变化历时曲线
Y3～Y4， YG2抽水历时48 h，最终记录的观测井Y5水位降至埋深13.17m，降深为5.14 m，满足标准段开挖至第三层土方12.18 m安全水位要求。本工程布置降压井数量及深度可以满足各部位开挖至底的安全承压水位控制要求。
2）东区降水试运行
（1）降压井布置。
主体结构东区基坑长50 m，标准段宽19.6m，端头井宽23.4m，承压水降深最深为15 m。基坑下穿3号线高架，围护与高架基础的最小距离仅1.2 m。基坑内共布设7口降压井（含3口降压备用兼观测井），井号为Y9～Y12、 YG4、 G2～G3。井深设计为29～31 m。具体井位布置平面图及井结构图详如图3-135、图3-136所示。
图3-135 东区降压井平面布置图
图3-136 东区降压井结构图
（2）试运行成果。
①群井试运行。
采用Y9～Y12抽水，YG4、 G2、 G3分别作为坑内及坑外观测井，抽水采用额定流量为3 m3/h的抽水泵。观测井YG4水位随时间的变化趋势如图3-137所示。
抽水试运行历时72 h，最终记录的观测井YG2水位降至20.58 m，降深为15.79m，水位已降至端头井坑底以下1.5 m，满足东端头井20.06 m安全水位要求。抽水期间单井流量前期为2.5 m3/h，后期基本稳定在1.77m3/h。
②水位恢复试验。
群井试运行结束后进行水位恢复观测，主要观测YG4的水位恢复速率，观测时间为6h，恢复期间水位埋深过程曲线如图3-138所示。
图3-137 群井试验期间YG4水位过程曲线
图3-138 恢复期间YG4水位过程曲线
根据水位恢复数据，坑内降压井停抽后，10 min水位恢复0.78 m，恢复了降深值的5%；30 min恢复了2.11m，恢复了降深值的13%；6h恢复5.24 m，恢复了降深值的33%。水位恢复速度相对缓慢。
3.降水运行效果
1）西区正式降水运行
根据基坑坑底抗突涌计算，当基坑开挖至8m（开挖面标高-3.89 m），即基坑第二层土方开挖时就需要进行降承压水。本着减小坑内降水对坑外地层沉降的影响，我们根据基坑开挖顺序，逐步分批开启井点，按需进行抽水。基坑开挖与降水井点开启运行时间表见表3-70。
表3-70 西区开挖与降水井点开启运行时间表
水位降深通过坑内观测井YG1观测，同时对坑外2口观测井G1、G32进行观测，以判断坑内降水对坑外的影响。坑内观测井YG1、坑外观测井G1、G32降水期间水位变化情况详见图3-139～图3-140。
图3-139 坑内观测井YG1水位变化曲线图
图3-140 坑外观测井G1、 G32水位变化曲线图
从上图中可以看出，⑤2层坑外观测井G1水位变化基本与坑内观测井YG1同步，坑外观测井最终水位降深为2 m。 ⑤3-2层坑外观测井G32水位变化明显小于⑤2层，最终水位降深仅为0.8m 。
基坑降水期间另在基坑中部附近布设地表沉降监测点，以5个点为1组断面，分别布设于距离基坑1m，2m，5m，10m，15m。同时对距离基坑60 m远的3号线高架桥墩进行监测。坑外地表沉降监测情况详见图3-141。 3号线高架桥墩沉降监测情况详见图3-142。
由上图可得出以下结论：
（1）当地表监测点与基坑较近时，坑外地表的沉降数据较大，距离越远则沉降数据越小。
（2）除距离基坑3m以内的地表沉降变化趋势同步于坑外水位的下降趋势，其余较远的沉降点地表沉降变化趋势明显滞后于坑外水位。
（3）坑内降水井一旦停抽后，坑外地表的沉降变化趋于稳定。
（4）与坑外地表沉降监测点相比，距离基坑60 m远的3号线高架桥墩沉降变化趋势更加滞后。基坑降水期间，3号线高架桥墩几乎无竖向位移。但在降水井停抽后其开始沉降，且沉降趋势较为明显。
图3-141 坑外地表沉降变化曲线图
图3-142 3号线高架桥墩沉降变化曲线图
2）东区正式降水运行
根据基坑坑底抗突涌计算，当基坑开挖至8m（开挖面标高-3.07 m），即基坑第二层土方开挖时就需要进行降承压水。本着减小坑内降水对坑外地层沉降的影响，我们根据基坑开挖顺序，逐步分批开启井点，按需进行抽水。基坑开挖与降水井点开启运行时间表见表3-71。
表3-71 东区开挖与降水井点开启运行时间表
水位降深通过坑内观测井YG4观测，同时对坑外2口观测井G2、 G3进行观测，以判断坑内降水对坑外的影响。坑内观测井YG4、坑外观测井G2 、 G3降水期间水位变化情况详见图3-143、图3-144。
图3-143 坑内观测井YG4水位变化曲线图
图3-144 坑外观测井G2、 G3水位变化曲线图
从上图中可以看出，⑤2层坑外观测井G2、 G3水位变化基本与坑内观测井YG1同步，坑外观测井最终水位降深为2.5m。
基坑降水期间另在基坑中部附近布设地表沉降监测点，以5个点为1组断面，分别布设于距离基坑1m，2m，5m，10m，15m。同时对紧邻基坑的3号线高架桥墩进行监测。坑外地表沉降监测情况详见图3-145。 3号线高架桥墩沉降监测情况详见图3-146。
由上图可得出以下结论：
（1）与西区相比地表沉降规律略有不同，距离基坑8～10 m的区域坑外地表沉降数据较大，距离基坑最近的地表沉降监测点呈现隆起趋势。
图3-145 坑外地表沉降变化曲线图
图3-146 3号线高架桥墩沉降变化曲线图
（2）与西区相比地表沉降趋势也有所不同，除距离基坑最近的地表沉降变化趋势不同于坑外水位的下降趋势，其余沉降点地表沉降变化趋势基本同步于坑外水位变化趋势。
（3）坑内降水井一旦停抽后，坑外地表的沉降变化趋于稳定。
（4）与西区相比，3号线高架桥墩沉降变化趋势更加稳定。基坑降水期间，3号线高架桥墩的竖向位移主要由开挖引起。降水井停抽后，3号线高架桥墩开始沉降，但沉降量仅为2 mm左右，较为稳定。
3.4.4.3 敞开式降承压水施工控制技术
1.技术路线
南侧附属结构建址区域下部土层以粉、砂土为主且第⑥层隔水层土缺失，附属结构围护墙趾仅进入⑤2层上部4m。按第⑤2层承压含水层稳定条件分析，南侧附属结构需要降承压水，具体情况如表3-72所示。
表3-72 南侧附属基坑承压水降深和降水时间表
注：水头按施工期间测得的承压水水位埋深4.61m计，安全系数取1.1。工期指基坑开挖开始抽水至结构制作完成并达到强度停止抽水的时间。
由于南侧附属结构面积较大且周边建筑距离基坑较近，除了在围护结构、基坑开挖等方面采取有效的措施确保周边建筑安全外，抽降承压水是影响环境最重要的因素。主要表现为：
（1）按常规降压井设计，主体结构存在围护深度浅于井结构深度的情况，降水影响范围大。
（2）南侧附属结构外房屋距离F4基坑仅2m，房屋基础较差。降承压水对周边建筑影响较大。
根据以往类似工程的降承压水经验，降承压水将引起周边建筑的沉降。本工程围护深度偏浅，止水帷幕未能起到延长承压水渗流路径的作用。坑内大范围、长时间、大降深地降承压水，将严重危及周边建筑，尤其是3号线高架及沪南蛋品公司厂房的安全。
2.解决思路
南侧附属结构基坑止水帷幕深度仅为20.5m，而按常规滤管设计，降压井理论深度需达到25m，滤管底超过止水帷幕底部3.5m，降压抽水时极有可能对坑外环境造成影响。因此，初步考虑将降压井滤管缩短，使止水帷幕能基本包住井点滤管。根据计算滤管缩短至3m，即井深为22 m时大致可满足要求。由于滤管缩短后对井的出水量影响较大，是否能够满足坑内降压的要求还不得而知。因此，施工过程中采取“边成井，边试验”的方法。按照井深22m，即滤管底部仅超过止水帷幕0.5m的井结构分步施工并进行试验，在确保22 m降压井能满足F4坑内降压要求的情况下进一步施工22 m降压井；若根据试验22 m降压井不能满足降压要求，则根据原方案剩余井施工25m。
3.试验过程
1）试验流程安排
本工程首先施工YGF1及YF1两口井（井深22 m），进行单井试验，若能满足降压要求则继续施工YF2、 YF4及YGF2（井深22 m），并利用已完成的井进行试抽水，若经群井试验仍可以满足降压要求，最终施工YF3（井深22 m）。降压井具体平面位置图及井结构图见图3-147、图3-148。具体试验过程见表3-73。试验分单井抽水和群井抽水两阶段进行。
表3-73 本工程试验过程-览表
图3-147 南侧附属基坑降压井平面布置图
图3-148 南侧附属降压井结构图
（1）单井抽水。
采用YF1抽水，YGF1作为观测井，抽水井采用额定流量为3m3/h的抽水泵。降水试验历时1440 min，抽水期间单井平均流量为1.83m3/h，观测井YGF1最终水位埋深为7.23m，降深2.62m。
（2）理论模型计算。
根据单井试抽水结果利用模型进行计算，预测若坑内降压井均为22 m是否可行。单井抽水时观测井YGF1降深为2.62m的情况，模拟南侧附属基坑内4口22m降压井同时抽水时的降深情况，如图3-149所示。
图3-149 理论模型模拟坑内4口22 m降压井降深云图
通过理论模型计算，当坑内采用4口22 m降压井群井抽水时，坑内深坑区域降深可达到5.6m，水位可降至埋深10.2m；浅坑区域降深可达到4.1m，水位可降至埋深8.7m。上述计算结果显示坑内降压井均为22 m可以满足南侧附属基坑内最深需将水位降至埋深8.57 m的要求。
（3）群井抽水。
根据单井试抽结果，施工YF2、YF4及YGF2（井深均为22 m），保留YF3不施工，然后进行试抽水。若经群井试抽水确定22 m深降压井可以满足要求，则YF3优化为22 m，否则仍需按照25 m进行施工。
采用YF1、 YF2及YF4抽水，YGF1及YGF2作为观测井，抽水井采用额定流量为3 m3/h的抽水泵。群井抽水期间YGF1及YGF2水位过程曲线见图3-150和图3-151。
图3-150 群井试验期间YGF1水位过程曲线图
群井降水试验历时1440 min，观测井YGF1最终水位为9.14m，降深4.53m； YGF2最终水位为10.47m，降深5.86m。坑内群井抽水24 h后测量坑外观测井水位，G1降深为0.87m。抽水期间单井平均流量为1.68 m3/h。
图3-151 群井试验期间YGF2水位过程曲线图
本次群井试验坑内观测井最高水位降至埋深9.14 m，坑内所有降压井都为22 m时完全满足南侧附属基坑内需将水位降至埋深8.57 m的降压要求。因此最后一口YF3降压井仍按22 m施工。
（4）恢复试验。
群井抽水结束后进行水位恢复观测，主要观测YGF2的水位恢复速率，观测时间为6 h，恢复期间水位埋深过程曲线见图3-152。
图3-152 恢复期间YGF2水位过程曲线
根据水位恢复数据，坑内降压井停抽后，10 min水位恢复0.71 m，恢复了降深值的12%；30 min恢复了1.78 m，恢复了降深值的30%；6 h恢复4.39 m，恢复了降深值的75%。
2）试验结论
（1）根据试抽水情况，F4开启3口深度为22 m的降压井群井抽水，井内放置额定流量为3 m3/h的抽水泵，可将水位降至埋深9.14m，满足8.57m安全水位要求。故坑内降压井均为22 m合理可行且满足基坑降压要求。
（2）考虑承压水降深对周边建筑的影响，降压井正式运行可按照安全系数1.1进行控制，必要时可进一步降低安全系数，但必须满足1倍安全系数。
（3）根据水位恢复数据，停抽后观测井静水位恢复较快，10 min能够恢复水位降深值的12%，30min能够恢复水位降深值的30%。正式降压运行时现场应配备两路电源，以备停电后能在10 min内切换电源恢复降压运行。
4.运行效果
根据基坑坑底抗突涌计算，当基坑开挖至8m（开挖面标高-3.07 m），即南侧附属基坑最后一层土方开挖时就需要进行降承压水。本着减小坑内降水对坑外地层沉降的影响，我们根据基坑开挖顺序，逐步分批开启井点，按需进行抽水。基坑开挖与降水井点开启运行时间表见表3-74。
表3-74 南侧附属开挖与降水井点开启运行时间表
水位降深通过坑内观测井YGF1， YGF2观测，同时对坑外2口观测井G1， G2进行观测，以判断坑内降水对坑外的影响。坑内观测井YGF1， YGF2，坑外观测井G1， G2降水期间水位变化情况详见图3-153。
图3-153 坑内外观测井水位变化曲线图
南侧附属基坑降承压水期间，无论坑内⑤2层水位如何变化，坑外观测井G1、 G2的水位变化都很小，坑外观测井最终水位降深仅为0.5m，说明南侧附属结构降压井滤管长度的调整有效降低了坑内降水对坑外水位的影响，确保了周边建筑的安全。
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