深基坑降水水資源論證分析

（河北省地質礦產勘查開發局第三水文工程地質大隊，河北衡水市，053000） 宋 倩 劉福東

（河北地礦第三水文工程地質勘查有限公司，河北衡水市，053000） 邢凱榮

在工程建設期間的地下水控制中貫徹執行國家技術經濟政策，保護水資源和工程環境，做到安全適用、確保質量、技術先進、經濟合理。降水工程應選擇最佳的降水方案，將地下水位降低至建筑和市政工程要求的深度，地下水控制應正確處理工程建設與環境保護和節約水資源的關系，確保工程環境安全和正常使用，保障建筑和市政工程開挖和地下結構施工。地下水控制采用排水、降水、隔水或回灌等工程措施。

然而依據相關地下水管理規定，新建、改建、擴建建設項目申請取用地下水的，建設單位應當按照有關要求進行建設項目水資源論證，提交水資源論證報告書或報告表。基坑降水水資源論證是在收集建設項目工程地質、水文地質，主要是基坑支護止水設計方案、基坑降水方案和退水方案的基礎上，合理確定水資源論證范圍，科學選擇分析評價方法，開展基坑降水合理性、取水影響、退水影響的分析評價，提供分析評價科學、管理措施可行、結論正確、建議合理的基坑降水水資論證。本篇文章主要是對深基坑降水水資源論證分析進行論述。

1 深基坑降水的主要方法

基坑降水是指在開挖基坑時，地下水位高于開挖底面，地下水會不斷滲入坑內，為保證基坑能在干燥條件下施工，防止邊坡失穩、基礎流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承載力下降而做的降水工作。有關深基坑基坑降水方法主要有：明溝加集水井降水、輕型井點降水、噴射井點降水、深井井點降水發等井點降水方法及截水法、帷幕排水法等。目前深基坑普遍采用井點降水方法。本文采用一個建筑工程深基坑降水項目，進行水資源論證分析。

2 深基坑項目基本情況

該工程為輸變電工程樁基與地基圍護工程，項目建設于河北平原區。工程占地面積1913m2，變電站采用全GIS設備，配電裝置樓按照地下3層、地上1層布置。地上一層設主變間，戶外散熱器；地下一層設電容器室，二次設備室，蓄電池室，接地變室和電纜小室等房間；地下二層設配電裝置室，電抗器室等房間；地下三層為電纜夾層。消防泵房及水池布置于地下一層與配電裝置樓貼建。

根據項目管理實施規劃，本工程基坑總面積1913m2，土方開挖施工時，分4 層開挖，開挖深度4.8m～14.5m，基坑深度最深為14.5m，需要降水的基坑面積為1433m2。根據項目區勘察成果，20m以淺地層主要為第四系粉土及粉質粘土。基坑開挖嚴格按照“時空效應”的理論，分段分層開挖，并遵循“開槽支撐、留土護壁、先撐后挖、嚴禁超挖”的原則。圍護墻、支撐、圍檁、地基加固達到設計強度，且基坑預降水達到開挖面深度以下1.0m，先撐后挖。

項目勘察施工監測孔2022年9月8日測得穩定地下水位為自然地面下12.3m，根據項目管理實施規劃，基坑工程最深深度為自然地面下14.5m。為保障工程順利實施，采用“坑外降水”的方式，以管井降水為主，最大降水深度需降至基底以下1m，降水深度為3.2m，共布設降水井13眼，井深20m（自然地面以下），降水井的施工方法主要包括定井位、埋設護口管、安裝鉆機、鉆進成孔、清孔換漿、井管安裝、濾料填充、井口封閉、洗井、安裝試泵、排水、井位封堵。

該項目取水期為2022年11月1日到2023年5月31日，共計212d，總降排量為4.28 萬m3，同時該項目在降水井安裝水表計量排水量，降水經過集水箱儲存后一部分經三級沉淀池沉淀用于工程施工用水，剩余部分通過水車拉運排放至項目區東1km處的河道。項目基坑平面圖見下圖。

圖1 項目基坑平面圖

3 基坑總降排水量計算

該深基坑未設置止水帷幕的疏干降水，采用等效大井涌水量結合疏干量，按大井法計算基坑降水總涌水量。根據《建筑與市政工程地下水控制技術規范》JGJ111-2016，圓形或長寬比小于20的矩形基坑，可按等效大井計算涌水量，結合該項目巖土工程勘察以及抽水試驗數據，采用潛水完整井計算公式：

式中：Q-涌水量（m3/d）；K—含水層的滲透系數（m/d），根據抽水試驗計算結果，為7.84m/d；H-潛水含水層厚度（m），根據鉆孔資料含水層主要為粉砂-細沙，厚度3.2m；S-設計降水深度（m），本次降水需降至基坑坑底1m以下的位置，降水深度為3.2m；R-影響半徑（m）；R=2S√HK，為32.06m，r0-引用半徑（m），按r0=0.565√F，F為井點系統的圍合面積（m2），結果為21.4m；R0-引用影響半徑（m）；R0=R+r0，為53.5m。經計算，日涌水量為201.65m3/d，取水時間按212d計算，該項目有效大井涌水量42749.8m3。

降雨入滲補給量：將雨入滲補給量計算公式：Q降=P·α·F

式中：Q降-降水入滲水量（m3）；F-降雨入滲面積，因基坑底部無排水系統，降雨入滲面積；即基坑總面積，1913m2；P-降雨量，本次取113.6mm；α-年降水入滲系數，計算區降水入滲補給系數，根據包氣帶巖性及地下水位埋深查《河北地下水》河北平原降水入滲系數表，確定為0.25。該項目降水期為2022年11月1日～2023年5月30日，考慮降水時間-處于枯水期和平水期，施工期降水量合計為全年總降水量的-20%進行計算，容城縣多年平均568mm，該項目降水期間對應的降水量約為113.6mm，該區域降水入滲水量為-54.3m3。

因此，項目總共需降水量為42804.1m3。

車輛清洗和降塵用水、混凝土養護用水：項目基坑開挖面積1913m2，開挖深度4.8～14.5m，項目分四次土方開挖，第四層土方開挖面積1433m2，開挖深度3.2m，每輛車運土量按20m3/車計算，為230次；此外混凝土在降水施工期需6000m3，商品混凝土罐車等車輛沖洗次數600 次，車輛沖洗次數共計830次。參考《建筑給水排水設計規范》中載重汽車高壓水槍沖洗用水定額為80～120L/輛·次，該項目采用指標下限值80L/輛·次，則用水量為：830 次×80L/輛·次×0.001=66.4m3。現場霧化降塵：應環保要求，現場需進行霧化降塵，現場設置有固定噴淋裝置和移動式霧炮、水車進行霧化降塵，霧化面積2000m2左右，每日噴霧四次，根據過往項目經驗，推算現場日均需水量為10m3，降水期現場霧化降塵需水量為：10m3×212d=2120m3。

混凝土養護用水：項目基礎混凝土在降水施工期間共計約6000m3，混凝土養護用水定額0.25m3/m3，則項目總養護用水量為：6000m3×0.25m3/m3=1500m3。

綜上，經計算，項目工程在降水期內施工用水量為車輛沖洗、霧化降塵混凝土養護用水之和，為3686.4m3。外排水量：該項目共需降水量為42804.1m3，施工用水 3686.4m3，外排水量39117.7m3。

4 項目主要用水環節

項目基坑排水采用“井點降水、管道排水”的方式，基坑降排水量為13308.72m3，采用13 眼降水井降水，基坑周邊設置了排水管路、集水箱、三級沉淀池，集水箱容積72m3，用水方式為管井降水和沉淀池取水，降水經排水管網匯入集水箱經排水管到達三級沉淀池沉淀后施工使用，剩余降排水量由水車拉運至大河鎮胡村河道。施工用水為車輛沖洗、現場霧化降塵和混凝土養護用水。

設計單井最大出水量10m3/d，13眼井利用方式根據用水量和集水箱容量進行調蓄，該項目各用水環節充分利用基坑疏干降水，井口安裝計量設施，對用水環節進行計量，施工建筑用水量采用施工量及相應定額進行計算。

主要用水指標：該項目車輛沖洗定額按《建筑給水排水規范》中載重汽車高壓水槍沖洗用水定額為80～120L/輛·次，本次取下限值80L/輛·次，符合標準的要求，用水指標是合理的。混凝土養護定額根據《建筑施工計算手冊》施工臨時用水用電計算部分混凝土養護用水定額為0.2～0.4m3/m3，符合標準要求，用水指標合理。

5 水資源節約保護和管理措施

節約措施：建設項目應對周邊環境進行綜合治理，做到環保、清潔生產。為了保護該區域地表水資源，提出如下水資源節約措施：堅持節約用水、不浪費水，堅決杜絕跑、冒、滴、漏等浪費現象；合理配置水量計量監控設施，節約利用水資源；加強水資源稅征收制度，節約用水；安排專業人員勤于對各種供水設備、管道進行經常性的調試、保養、維修，積極做好管道的防漏、查漏及檢修工作。

保護措施：水資源保護主要是水土保持、節約用水和防止水污染等，采取的工程措施主要有以下幾方面：嚴格按照行政主管部門批準的取水量取水，不隨意超采。及時掌握降水井水位變化情況，根據降水井的實際出水量，在不影響基坑開挖前提下，可以根據實際情況適當停抽部分降水井，盡量減少取水量；基坑開挖和降水作業應選擇在降水量小、地下水位低的季節進行，通過合理的安排施工組織計劃盡量減小降水難度，同時增加基坑底部結構物的施工緊湊性，使得結構物能盡早達到回填或防水、防淹要求，從而縮短降水作業的時間。同時項目選用環保、無污染材料，防止地下水污染。

管理措施：嚴格執行上級部門關于節約用水的有關政策、規定；組織單位職工積極參加節約用水活動，增強節約用水自覺性；建立管理領導小組，對管道、水龍頭進行定期檢查維修，杜絕跑、冒、滴、漏現象；不可改變取水用途。

6 深基坑降水水資源論證結論

該項目取水方式為潛水泵抽取淺層地下水，采用大井法計算深基坑降排水量，方法可靠；基坑降水抽取的地下水經排水管路匯入集水箱，后通過排水管到達三級沉淀池，沉淀后用于降水期間施工用水，剩余部分通過水車拉運至河道排放。取水為臨時性活動，項目所在區域不屬于地下水限采區和禁采區，淺層地下水尚有取水空間，水質良好，取水對水環境沒有污染，項目周邊為在建住宅項目，因此取水對周圍其他用水戶不會造成影響，因此取水是合理的，也不涉及補償問題。項目取水對區域水資源影響很小；對生態環境無影響；不對其他用戶產生影響。退水方案較可行，較合理。