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以南京纬三路梅子洲风井为例，在现场进行专项抽水试验，试验情况及平面布置如图2-1、图2-2所示。本次试验分两个批次，分别下入81m 3 /h和131m 3 /h的抽水泵，获得了两个降深的水文地质试验资料，主要包括测孔水位降深（ S ）及出水量（ Q ）。
图2-1 试验井布设
图2-2 水池量测
现场绘制了试验井的 S t 时间关系曲线，详如图2-3所示。根据野外抽水试验观测记录，整理抽水试验成果统计见表2-1。
图2-3 抽水试验 S t 历时曲线
表2-1 高透水地层抽水试验成果统计表
为更准确地得出试验目的层的渗透系数，试验采用承压非完整井稳定流试验原理进行求解。
参数计算采用稳定流非完整井模型（图2-4），相关算式选用两个观测孔所对应的渗透系数计算式（2-3），将相关试验参数代入后进行求解。
图2-4 稳定流非完整井模型
式中： K 为渗透系数（m/d）； M 为含水层厚度（m）； Q 为主孔出水量（m 3 /d）； r 1 、 r 2 为主孔距观测孔的距离（m）； S 1 、 S 2 为观测孔水位降深（m）； ξ 、 ξ 0 、 ξ 1 、 ξ 2 为补充水流阻力系数。
梅子洲风井紧临长江，切穿了承压水含水层。在无隔水条件下，基坑用水量可按均质含水层承压—潜水非完整井估算，取渗透系数 k =35m/d，经计算涌水量 Q =175483m 3 /d或 Q =7312m 3 /h。可以看出，由于风井处紧临长江，承压含水层以强透水的卵砾石为主，地下水补给丰富，降水施工难度大。在基坑地下连续墙实施完毕后，为充分了解该场地承压水层的水文地质特征，以选择合理的施工方案，进行了水文地质专项抽水试验。根据抽水试验结果，坑外单井出水能力达5280m 3 /d，坑内单井出水量达到2400m 3 /d，进一步说明了地下水十分丰富。此外，水位恢复至100%需要60min；恢复至65%仅需4min，地下水恢复十分迅速，表明地下水具有较强的补给来源。因此，采用常规的干开挖方案，水位降深大、降水风险大、不确定性多。
一般含水层的影响半径 R 宜通过试验确定。缺少试验时，可按下式计算并结合当地经验取值：
式中： S w 为井的水位降深； K 为含水层的渗透系数； H 为潜水含水层厚度。
经过计算，影响半径已经超过防洪堤堤身范围。
据本次勘察资料，工作井处26.0m以浅以流塑状淤泥质粉质黏土为主，26.0~29.0m为软塑状粉质黏土，29.0~52.0m为粉砂，其中穿插一层11.27m厚的粉质黏土夹粉砂透镜体，52m以下深度为卵砾石。风井开挖过程中，将经历未揭穿承压水隔水层、坑底为黏性土及揭穿隔水层、坑底为粉细砂两种工况。
（1）工况1分析：当风井开挖到一定深度，坑底黏性土在承压水压力作用下将产生突涌现象，其临界开挖深度可按《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）或《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）采用下式进行验算。
式中： γ m 为透水层以上土的饱和重度； t +Δ t 为透水层顶面至基坑底面的深度； p w 为含水层压力。当 γ m 取18.1kN/m 3 ， p w 取299kPa。则按上式计算得到为含水层顶板距坑底的距离 t +Δ t 应不小于18.2m，则开挖深度大于11.7m时基地将出现突涌；此时需采用降水措施降低坑内承压水水头，方可保证基坑安全。
（2）工况2分析：当基坑开挖揭穿隔水层，坑底为透水的粉砂时，在承压水动压力作用下，粉砂易发生流砂现象。为满足坑内施工安全，可按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）采用下式对降水深度进行验算。
式中： D 为截水帷幕底面至坑底的土层厚度； D 1 为承压水含水层顶面至坑底的土层厚度； γ ′ 为土的重度；Δ h 为基坑内外的水头差； γ w 为水的重度。按上式计算得到基坑开挖到坑底后为防止坑底出现突涌。坑内外的水头差Δ h ≤22.9m，即坑内水头降深至少应达到29.4m。
根据设计要求，上部+8.00~-8.00m范围内有四道环梁（含顶冠梁），应进行降水考虑，确保干开挖施工深度，在-8.0m以下位置将进行水下作业，将不再考虑降水。所以风井开挖过程中主要考虑未揭穿承压水隔水层、坑底为黏性土（或淤泥质黏土）的工况。
开挖过程中，基坑底面的安全稳定性，可按下式进行验算。
式中： F 为基坑底面突涌安全系数（取1.10）； h s 为基坑底面至承压含水层顶板之间的距离（m），计算时承压含水层顶板埋深取最小值（m）； h w 为承压含水层顶板以上的承压水头高度（m）； γ s 为基坑底面至承压含水层顶板之间的土的层厚加权平均重度，取18N/m 3 ； γ w 为地下水的重度（取10.0kN/m 3 ）。
经计算，在静止承压水位埋深在1.00m的情况下，当基坑开挖深度大于11.90m时，考虑减压降水。本基坑降水深度设计见表2-2。
表2-2 降水计算情况统计
（续表）
为确保基坑顺利开挖，需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量。
坑内疏干井数量按下式确定：
式中： n 为井数（口）； A 为基坑需疏干面积（m 2 ）； a 井 为单井有效疏干面积（m 2 ）。
根据开挖面土质情况及加固因素，疏干井按350m 2 布设1口，共计布置2口疏干井，井深在坑底以下6m，考虑22m为宜。疏干井水泵以3t/h考虑。
为了有效降低和控制承压含水层水头，确保基坑开挖施工顺利进行，必须进行专门的水文地质渗流计算与分析，为减压降水设计提供理论依据。
多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控制方程为
其中：
E
=
；
T
=
；
S
s
=
式中： S 为贮水系数； S y 为给水度； M 为承压含水层单元体厚度（m）； B 为潜水含水层单元体地下水饱和厚度（m）； k xx 、 k yy 、 k zz 为各向异性主方向渗透系数（m/d）； H 为点（ x ， y ， z ）在 t 时刻的水头值（m）； W 为源汇项（1/d）。
式中： H 0 （ x ， y ， z ， t ）为点（ x ， y ， z ）处的初始水位（m）； Γ 1 为一类边界条件； H 1 （ x ， y ， z ， t ）为点（ x ， y ， z ）在 t 时刻的边界已知水位（m）。
对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行离散，就可得到数值模型，由此计算、预测降水引起的地下水位的时空分布。
如图2-5所示，经过三维渗流模型计算，为了降低承压水，在基坑内布置4口减压井（其中含1口观测井），可以将水位控制在安全水位以下见表2-3。
图2-5 减压井布置三维计算图
表2-3 井的数量
降水井单井设计流量：
式中： q 为单井设计流量； Q 为基坑降水总涌水量； n 为降水井数量。
管井的单井出水能力：
式中： q 0 为单井设计流量； r s 为过滤器半径； L 为过滤器进水部分的长度； K 为含水层的渗透系数。
井的布置及构造如图2-6所示。
图2-6 降水井布置及构造示意图
当常规开挖至标高-8.0m后，须向坑内回灌水至+7.5m处（长江水位目前标高为+7.2），坑内水位高于坑外地下水位不小于1.0m，按照每2m为一层开挖至基坑底部，水下开挖过程中保持坑内液面不变。
用改装后的高压旋喷施工机具进行施工，通过不断调试得到了富水软弱地层旋喷施工机具的施工参数。用高压水及三翼钻头对土体进行切割搅动，使土体变为泥浆，再用潜水渣浆泵将泥浆从坑内抽出至地面的泥浆池，以达到清土的目的。具体施工工艺如下：
上部钻进采用轻压慢转，钻压为15~35kN，转速为20~50r/m。成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10~1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。
泥浆循环宜在泥浆池中进行循环，在现场不具备泥浆池的条件下，可考虑在基坑中开挖一个小泥浆池进行泥浆循环。
钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。使用完后的泥浆通过泥浆箱运出场地进行处理。
井管进场后应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于6mm。
其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。
检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中，在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器铁环应1/2错开，不在同一直线上。
填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30~0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05，然后开小泵量按井的构造设计要求填入滤料，并随填随测滤料的高度，直至滤料下至预定位置。
填滤料时，根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高度。
在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井。活塞直径与井管内径之差约为5mm，活塞杆底部必须加活门。洗井时，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥沙后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含沙为止，洗井完毕后，试抽成功则代表成井完成。空压机洗井原理如图2-7所示。
图2-7 空压机洗井原理示意图
（1）降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施。
（2）排水设施应满足工程降水最大出水量的需求，并保障排水的顺畅。
（3）应尽量缩短降水井与排水设施之间的距离，减少降水井排水的沿程水头损失，降低抽水设备的扬程消耗。
（4）合理布设降水井位置，使坑内降水井位置尽量便于基坑土方开挖。
（5）对于降压井应搭设辅助管理平台进行保护。辅助平台的搭设通常位于混凝土支撑上，便于行走。
（6）降水运行前应做好降水供电系统，配备独立的电源线。
（7）所有抽水井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示，并在每次发生变动时进行相应的标示变更，便于抽水运行管理；供电电箱应定期进行检查并备有检查记录。
（8）降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行，避免因供电原因造成井底突水。
（9）降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录。
（10）正式降水前必须进行试运行，进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求；试运行结果进行记录并备案，根据试运行结果，对于无法满足降水要求的部分进行相应整改。
（11）疏干井应成井一口投入降水运行一口，并尽可能保证在基坑正式开挖前20d抽水，确保能及时疏干基坑开挖范围内土体并降低其水位在当前开挖面以下1m。
（12）抽水过程中各应做好抽水井流量及观测水位观测数据记录；抽水井应均安装流量表进行流量测量；降水井水位观测利用布置的各层的观测井。
（13）降压工作应经设计验算并发出停抽指令后方可停止，一般在基坑底板全部施工完毕强度到达时方可考虑停止。