摘要：隨著城市經(jīng)濟(jì)的增長和人口的迅速膨脹，城市用地明顯短缺。從而開始在各大城市形成了一輪向地下爭取空間的熱潮。在地下空間進(jìn)行工程開發(fā)的過程中會遇到一系列的工程、水文、環(huán)境地質(zhì)問題，同時工程開發(fā)也對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境造成了一定的影響甚至破壞。于是本文僅以合肥市為例對地下工程開發(fā)中可能遇到的地質(zhì)問題提出應(yīng)變對策，相應(yīng)的也就地下工程開發(fā)對水文、環(huán)境地質(zhì)等造成的影響和破壞提出預(yù)防措施。
　　關(guān)鍵詞：城市地下空間；工程地質(zhì)；對策；預(yù)防措施
　　1前言
　　21世紀(jì)隨著城市化進(jìn)程的不斷深化，現(xiàn)代城市特別是大城市都不可避免的進(jìn)入一種人口膨脹與土地資源短缺的矛盾當(dāng)中。為了實現(xiàn)城市土地集約化發(fā)展以及滿足人們對現(xiàn)代生活的需要，過去的幾十年人們普遍采用的是向城市的高空尋求空間，與此同時，我們發(fā)現(xiàn)隨之也產(chǎn)生了各種各樣的問題和矛盾，特別是交通問題和生態(tài)環(huán)境問題。為了更好的實現(xiàn)對土地及其他資源的可持續(xù)發(fā)展，人們開始逐漸向城市的地下空間尋求更好的解決方法。
　　現(xiàn)在，地下空間資源正越來越多的被利用與地鐵、地下街、地下車庫、共同溝等各類的地下工程中，在工程建設(shè)的時候我們常常會遇到一系列的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)問題需要處理，在處理不當(dāng)?shù)臅r候也會反過來引起周圍地層的位移、變形、沉降等環(huán)境工程地質(zhì)問題對環(huán)境造成破壞。因此，我們應(yīng)該妥善處理城市地下工程中所遇的問題。
　　2地質(zhì)環(huán)境對城市地下工程建設(shè)的主要影響及一般應(yīng)對方法
　　2.1城市地下工程開發(fā)利用現(xiàn)狀
　　1863年英國倫敦建成世界上第1條地鐵至如今形成了大型快速交通系統(tǒng)；普通地下室到向下延伸的大型地下商場；從單一地下管網(wǎng)到大型供水供能等多種管網(wǎng)的共同溝，國外地下工程建設(shè)到今天已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)有規(guī)模。而國內(nèi)在擺脫了“以人防地下工程建設(shè)為主體”的發(fā)展過程之后，現(xiàn)在北京、上海、深圳、廣州、武漢、重慶、天津等約20余個大中城市相續(xù)開始或完成了以城市地鐵、商業(yè)街為主體的地下空間開發(fā)規(guī)劃,并且已經(jīng)擁有大型的地下設(shè)施。中國城市正剛開始對城市地下空間進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的開發(fā)。
　　以合肥市為例，合肥市軌道交通1號線一期工程從合肥站至徽州大道站，線路長約24.65公里，全部為地下線。試驗段工程為四站四區(qū)間土建工程。車站設(shè)計為地下負(fù)一層側(cè)式站，區(qū)間覆土滿足主要市政管線通過要求，車站及區(qū)間均采用明挖法施工。軌道交通1號線試驗段已于2009年8月7日正式開工，雖然此次試驗段僅完成土建部分暫不進(jìn)行運營，但這標(biāo)志著合肥市的地下工程建設(shè)正進(jìn)入了淺層地下空間開發(fā)建設(shè)的歷史階段，已逐步走上了城市空間向三維拓展的軌道。
　　2.2合肥市地下工程開發(fā)的主要問題及一般對策
　　城市地下空間是以巖土體為介質(zhì)和環(huán)境的，因此，城市巖土工程條件直接控制地下空間開發(fā)的難易程度，對地下工程的安全和經(jīng)濟(jì)起決定性作用[1]。城市地下工程中遇到的巖土工程問題，因地質(zhì)構(gòu)造、巖土體性質(zhì)、工程規(guī)模和使用要求、施工方法、施工階段而異，但核心問題仍是巖土體強度、變形、水力特征以及巖土體與地下結(jié)構(gòu)相互作用下的穩(wěn)定性問題。
　　合肥市地處江淮丘陵中部，地貌景觀為微波起伏，崗沖相間。地形總趨勢由西北向東南傾斜，區(qū)內(nèi)地形標(biāo)高一般為10~50m。區(qū)內(nèi)地表大都為第四系覆蓋，其中以上更新統(tǒng)粘土分布最廣。第四系沉積物主要成因類型為洪積、沖積類型，西部大蜀山山麓為殘坡積層。第四系沉積物厚度、分布明顯地受地貌、基底構(gòu)造控制。西北、西部及西南為抬升區(qū)，第四系厚度一般為10~20m，東部及東南部為下降區(qū)，厚度為25~40m，最厚達(dá)60m[2]。南淝河河漫灘與一級階地為全新統(tǒng)粘土、粉質(zhì)粘土、粉土及粉細(xì)砂層，二級階地上廣泛出露上更新統(tǒng)粘土,中、下更新統(tǒng)粉土夾砂層位于全新統(tǒng)與上更新統(tǒng)之下。基底由第三系~侏羅系泥巖、砂巖組成(圖1和圖2)。
　　總體來看，合肥市地質(zhì)可分為以下四個分區(qū)：（1）良好場地。主要分布在河流二級階地，面積近700km2，占全區(qū)總面積的2/3；（2）較好場地。主要分布在一級階地以及西部大蜀山區(qū)，面積為130km2,占全區(qū)面積的14%；（3）中等場地。主要分布在階地坳溝區(qū)、素填土堆積區(qū)；（4）較差場地。主要分布在河漫灘及掩埋古河道區(qū)。
　　2.2合肥市地下工程開發(fā)問題的一般對策
　　對于良好場地大都為膨脹土地基，多呈軟塑－流動狀態(tài)，地基承載力低；易產(chǎn)生滑動、沉降等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。對于輕型建(構(gòu))筑物應(yīng)注意膨脹土的影響，一級建筑物在選擇持力層、基礎(chǔ)形式時,應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地下水等因素進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理性分析，以減少施工難度，縮短工期，降低造價。中等場地區(qū)要查清素填土、新近沉積土的厚度、均勻性，根據(jù)建筑物的特點和要求，選擇適宜的持力層和基礎(chǔ)形式。較差的場地區(qū)，三級建筑物可充分利用上部硬殼層，重要工程可采用樁基或地基處理方法。本區(qū)粉土夾粉細(xì)砂層，根據(jù)其密實度、埋藏條件、粘粒含量及原位測試指標(biāo)等綜合判定[2,3]在地震烈度為7°時不發(fā)生液化。較差場地區(qū)深基礎(chǔ)施工時要注意降水和支護(hù)以及由于降水造成地表的變形和相鄰建筑物的破壞。
　　除此之外，地下工程往往位處市區(qū)繁華地段，由于種種原因，在施工過程中，對周圍地面建筑物、地下管線和市政設(shè)施等都可能造成不同程度的危害，甚至危及人民的生命財產(chǎn)安全。所以合肥市在其他形式的地下空間開發(fā)時應(yīng)該吸取其他地區(qū)的成功經(jīng)驗，在規(guī)劃設(shè)計時進(jìn)行綜合考慮，例如處在活動斷裂破碎帶中地鐵隧道的穩(wěn)定性和安全性、軟土地基樁基的穩(wěn)定性和承載力、非均質(zhì)巖體邊坡評價與整治、深厚軟土路基的沉降控制與處理等。另外，在“5.12”特大地質(zhì)災(zāi)害的警示下，地下工程建設(shè)也應(yīng)要充分考慮可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害并以此為基礎(chǔ)考慮城市地下空間的發(fā)展和改造。對合肥市而言屬地震烈度Ⅶ度區(qū)，尤以合肥市區(qū)、肥東梁園、橋頭集等地為地震危險區(qū)。區(qū)內(nèi)工程應(yīng)充分考慮防震措施，建筑工程應(yīng)按地震烈度Ⅷ度設(shè)防。
　　3城市地下工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境的影響及主要預(yù)防措施
　　城市地下工程建設(shè)往往與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)息息相關(guān)，在對地下空間開發(fā)時如果不能合理的處理這幾者的關(guān)系時，往往就對周邊的環(huán)境造成極大的影響。
　　1) 對工程地質(zhì)環(huán)境的影響。
　　地下工程在施工中或竣工后，出現(xiàn)地面變形問題是最常見的環(huán)境工程地質(zhì)問題，如天津地鐵西門試驗段施工中，在箱體頂進(jìn)過程中，因降水，頂進(jìn)時超挖及土體擾動，使箱體的整個高程下沉7cm，滑板的端部下沉5cm。上海黃浦江交通隧道，1965年動工,，1976年建成,全長2760.72m，盾構(gòu)敞胸或部分開挖施工時，在降水疏干開挖面產(chǎn)生全面滑動，引起較大沉陷。因此,地下工程建設(shè)會擾動土層,產(chǎn)生軟土層蠕動，飽水砂性土的管涌、地面變形等環(huán)境工程地質(zhì)問題。
　　2) 對水文地質(zhì)環(huán)境的影響。
　　城市地下工程對水文地質(zhì)的影響主要是造成地下水環(huán)境的變異。例如地下工程施工中，為保證開挖面的穩(wěn)定，往往需要人工降水，如在地下水較淺地區(qū)進(jìn)行深基坑開挖，用盾構(gòu)法在飽和土體中施工隧道，都需要進(jìn)行大面積的人工降水。大面積的人工降水，將導(dǎo)致地下水“漏斗式”下降。以合肥市為例，開采地下水的主要地段為合肥市東部工業(yè)區(qū)和南郊原淝河汽車制造廠一帶，目前由于超量開采形成的地下水下降漏斗已降至含水層頂板以下。另外，地下工程施工中為提高土體的防滲性能和增強土體的強度所進(jìn)行的化學(xué)注漿，可能引起地下水的化學(xué)污染；施工中產(chǎn)生的廢水(洞內(nèi)漏水、洗刷水、排水)、廢漿以及施工機械漏油等，將影響地下水水質(zhì)。地下工程運營中對地下水環(huán)境的影響是大范圍的，時間上具有“滯后性”，對地下水環(huán)境有潛在的影響。[4]
　　3) 預(yù)防措施
　　地下工程對地質(zhì)環(huán)境的破壞可以采取的預(yù)防措施包括：對城市地下巖土體立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)，指出各類結(jié)構(gòu)的地域分布，以服務(wù)于城市地下空間規(guī)劃與建設(shè)；開展詳盡的工程地質(zhì)勘察。掌握其地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、地應(yīng)力方向等工程地質(zhì)環(huán)境要素以此為基礎(chǔ)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計；實行科學(xué)的降水設(shè)計。合理地選擇降水方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人工降水的方案設(shè)計，以及進(jìn)行降水方案的水位預(yù)測，通過預(yù)測進(jìn)行降水方案的優(yōu)化，從而達(dá)到最佳的降水方案；推行考慮時空效應(yīng)的工程技術(shù)；做好現(xiàn)場監(jiān)測，開展信息化施工技術(shù)；積極采用新技術(shù)、新方法；積極推行地下工程建設(shè)系統(tǒng)管理與防御技術(shù)[4]。
　　參考文獻(xiàn)
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　　[4]李相然,張友全.濱海城市深基坑開挖變形特征及防治對策[J].地下空間,1998,18(4):228-232.