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随着城市地下空间及地铁工程的不断发展，深大基坑的工程降水问题成为地下空间开发的热点问题。本文依托课题《基于三维地质模型的南宁地铁工程地下水风险识别与防控对策研究》，以地下水问题为核心，通过对地铁3号线沿线及周边地质、水文地质的现状研究，结合地下水流模拟-优化技术，重点研究青秀山站的深基坑降水优化设计问题，以期为地铁工程降水优化设计提供技术支持。
论文通过对研究区的自然地理、地质、水文地质等条件的研究，初步建立水文地质概念模型，并利用基于MODFLOW程序的GMS软件建立相应的地下水流模拟模型，然后结合车站抽水试验资料进行水文地质参数的识别验证。为了对基坑降水区域进行重点研究，提高模拟精度，同时考虑模拟程序与优化程序的兼容性等特点，采用USGS开源程序ModelMuse的局部网格加密技术(MODFLOW—LGR2)对模拟模型的基坑降水区域进行重点加密，建立嵌套网格的基坑地下水数值模拟模型。
在前述地下水流数值模型的基础上，论文基于地下水模拟-优化技术，运用基于响应矩阵法的地下水优化程序GWM对基坑降水优化问题进行研究。首先将GWM建立基坑降水优化模型的算法应用于理想算例以验证GWM优化程序的实用性和有效性，然后对青秀山站深基坑降水优化设计进行深入研究，分别考虑LGR网格加密程度、帷幕深度、帷幕渗透系数等因素的影响。
在基坑降水优化的理想算例中，以基坑降水费用最少为目标函数，以抽水井的抽水速率为决策变量，以抽水井的抽水速率的上下限以及地下水降深下限为约束条件，验证了基于响应矩阵法的GWM程序对于解决基坑降水优化问题具有显著的效果。
在利用GWM程序求解青秀山站基坑降水优化问题中，分别对LGR网格加密程度、帷幕深度、帷幕渗透系数等因素进行求解研究，研究表明，这些因素对抽水井数目、抽水井位置、抽水总量及工程费用都有影响。其中帷幕深度对优化效果影响最为显著，其次为帷幕渗透系数，最后为网格加密程度。但是插入帷幕、选择不同渗透系数的帷幕都会不同程度地增加基坑降水费用；网格加密技术能在不增加降水费用的前提下，能显著提高基坑降水模拟精度。总体而言，在基坑降水优化方案的选取过程中，要综合考虑基坑周围的水文地质和工程地质条件、基坑施工过程中的安全水位、工程经济性等因素合理设置目标函数，求取相应的基坑降水优化方案。
论文通过对研究区的自然地理、地质、水文地质等条件的研究，初步建立水文地质概念模型，并利用基于MODFLOW程序的GMS软件建立相应的地下水流模拟模型，然后结合车站抽水试验资料进行水文地质参数的识别验证。为了对基坑降水区域进行重点研究，提高模拟精度，同时考虑模拟程序与优化程序的兼容性等特点，采用USGS开源程序ModelMuse的局部网格加密技术(MODFLOW—LGR2)对模拟模型的基坑降水区域进行重点加密，建立嵌套网格的基坑地下水数值模拟模型。
在前述地下水流数值模型的基础上，论文基于地下水模拟-优化技术，运用基于响应矩阵法的地下水优化程序GWM对基坑降水优化问题进行研究。首先将GWM建立基坑降水优化模型的算法应用于理想算例以验证GWM优化程序的实用性和有效性，然后对青秀山站深基坑降水优化设计进行深入研究，分别考虑LGR网格加密程度、帷幕深度、帷幕渗透系数等因素的影响。
在基坑降水优化的理想算例中，以基坑降水费用最少为目标函数，以抽水井的抽水速率为决策变量，以抽水井的抽水速率的上下限以及地下水降深下限为约束条件，验证了基于响应矩阵法的GWM程序对于解决基坑降水优化问题具有显著的效果。
在利用GWM程序求解青秀山站基坑降水优化问题中，分别对LGR网格加密程度、帷幕深度、帷幕渗透系数等因素进行求解研究，研究表明，这些因素对抽水井数目、抽水井位置、抽水总量及工程费用都有影响。其中帷幕深度对优化效果影响最为显著，其次为帷幕渗透系数，最后为网格加密程度。但是插入帷幕、选择不同渗透系数的帷幕都会不同程度地增加基坑降水费用；网格加密技术能在不增加降水费用的前提下，能显著提高基坑降水模拟精度。总体而言，在基坑降水优化方案的选取过程中，要综合考虑基坑周围的水文地质和工程地质条件、基坑施工过程中的安全水位、工程经济性等因素合理设置目标函数，求取相应的基坑降水优化方案。