在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。若不采取降水措施，将流入基坑的水及时排走或者降低地下水位，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基承载力下降。另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，基底可能被冲溃破坏。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或者开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥[1]。

1、管井井点降水构造

管井井点降水具有设备简单、排水量大、降水较深以及易维护等优点，适用于渗透系数较大，地下水丰富的土层、砂层以及含水层厚度大于5m的施工环境。管井由水泵、井头、井壁管（井身）、过滤器（滤管）以及沉砂管等组成。 

管井井壁管外径应根据单井出水能力确定，且不宜小于200mm；井壁管内径应大于水泵外径50mm。管井成孔直径宜为400~800mm，水泵出水量应大于单井设计出水量的30%。管井的滤管可采用无砂混凝土滤管、钢筋笼、钢管或铸铁管。井管与孔壁之间填充的滤料宜选用磨圆度好的硬质岩石成分的圆砾。井壁管的底部应设置沉砂管，沉砂管长度不宜小于3m，用于沉积随水进入井内，又未能随水抽出的沙粒，以便定期清理。管井埋设间距一般为10～50m。

2、管井井点降水设计计算方法

管井井点降水的设计计算包括：管井埋深及单井出水量计算、基坑涌水量计算、井点管数量及布置计算。

2.1管井埋深及单井出水量计算

管井的埋深可根据基底深度、降水深度、含水层的埋藏分布、地下水类型、降水井的设备条件以及降水期间的地下水位动态等因素按下式确定[2]：

式中 ——管井的埋深（m）

——基底深度（m）

——降水水位距离基坑底要求的深度（m）

——可按计算，为水力坡度，在管井分布范围内宜为1/10~1/15；为管井分布范围的等效半径或管井间距的1/2（m）

——降水期间的地下水位变幅（m）

——管井滤管长度（m）

——沉砂管长度（m）

单井出水量可按下式计算[2]：

式中 ——单井出水量（m3/d），——过滤器半径（m）

——含水层渗透系数（m/d），——滤管进水部分长度（m）

2.2基坑涌水量计算

根据井点管范围内有无承压水，将水井分为承压井和潜水井；根据井点管底部是否达到不透水层，将水井分为完整井和非完整井。在井点管系统中，井点管是布置在基坑周围，群井同时抽水共同工作，计算基坑涌水量时，不能直接将各井点管涌水量相加，而是将基坑按圆形大井简化，因此简化后的大井可分为潜水完整井、潜水非完整井、承压完整井、承压非完整井以及承压—潜水完整井[3]。

本文限于篇幅，仅对潜水完整井的基坑涌水量计算进行介绍，均质含水层潜水完整井的基坑涌水量可按下列公式计算：

式中 —基坑涌水量（m3/d），—土层渗透系数（m/d），

—潜水含水层厚度（m），—基坑地下水的设计降深（m），

—降水影响半径（m），—基坑等效半径（m），可按 计算，—基坑面积（m2）

对于降水影响半径，对于潜水含水层，可按下式计算[4]：

式中 —井水位降深（m），降深小于10m时，取10m计算

—含水层的渗透系数（m/d）,—潜水含水层厚度（m）

2.3井点管数量及布置计算

降水井的数量可根据基坑涌水量和设计单井出水量，按下式计算：

式中 —降水井数量，—基坑涌水量（m3/d），—单井出水量（m3/d）

—调整系数，一级基坑取1.2，二级基坑取1.1，三级基坑取1.0

对于承压水降水应设置备用井，备用井数量应为计算降水井数量的20%。

3、工程实例分析

额济纳旗某新建储能电站包含工程水泵房，泵房基坑坑底面积为14.5*26m，基坑深6.0m，站址区域内地下水埋深约为2.8m，水位变幅约为1m，土层渗透系数按考虑，那么需考虑地下水对基础及施工的影响，在基坑开挖前，先将水位降低至基础底板以下1m处为宜。

3.1工程地质条件

根据项目勘查报告，拟建站址场地12m深度内地基土主要以回填土、砾石、粉砂、砾砂、细砂构成；回填土厚度约为0.8m，砾石层厚度约为1.5m，粉砂层厚度约为0.9m，砾砂层厚度1.2m，细砂层厚度大于8m。

3.2管井井点降水设计计算

（1）管井埋深及单井出水量计算

管井距离基坑上口按2m设计，则等效基坑面积及等效半径为：

管井埋深按下式计算：

，取

降水井内径为300mm，外径为400mm，管井成孔直径为600mm，沉砂管长3m，滤管长1.5m；井管采用无砂混凝土管，滤料为直径2~4mm砂砾混合料。

管井单井出水量按下式计算：

（2）基坑涌水量计算

，取

（3）管井数量及布置计算

按一级基坑考虑，

按基坑形状及尺寸综合考虑，管井数量为6个

4、结语

对于深基坑开挖工程，基坑降水是重难点内容，对基坑工程整体经济性、安全性以及工期影响显著，本文先简要介绍了管井降水的组成以及相关构造要求，后续着重详细介绍了管井井点降水的设计计算方法，并结合内蒙古额济纳旗储能项目中的水泵房基坑工程，阐述了管井井点降水设计流程，为后续类似工程的降水设计提供依据和参考。

参考文献：

[1]应惠清.土木工程施工[M].上海；同济大学出版社，2001.

[2]刘均红，张保国，冯超.地铁车站深基坑坑内降水方案设计[J].铁道勘察，2009.

[3]工程地质手册（第五版）[M].北京；中国建筑工业出版社，2018.

[4]杨臣，王士兰，李军才.管井井点降水法综述[J].水利科学与经济，2009.