摘要:随着我国经济的快速发展,我国城市现代化加快,城市中建筑也越来越多,地下空间也在大力的开发,不断提高空间的利用率,但是其引发的环境和地质问题也受到社会的广泛关注。因此本文重点分析城市地下工程建设中存在的环境工程地质问题,并提出预防和控制的建议。
关键词:地下工程建设;环境工程;地质问题
1环境地质问题的类型
1.1地下水环境变异
为了保障地下工程施工的顺利开展,需要对施工区域的地下水进行处理,这就会对施工区域周边地下水分布造成一定的影响。此外,地下挖掘工作会对地下岩体造成影响,岩体形变容易导致地下水分布受到影响,这主要是由于岩体是地下水的载体,当岩体发生形变后,地下水的径流也会随之改变,从而适应载体的变化,当这种状态无法保持平衡时,很可能会造成地质灾害。此外,地下工程施工对地下淡水资源造成一定的污染,加重了地下水污染。在地下工程施工过程中,若地下水位较高,需要通过人工抽水的方式将水位降低。部分水压高的地区可能在施工过程中出现突水事件,对施工人员的生命安全造成威胁。
1.2地表变形和移动
地下工程建设中的环境工程地质问题主要是地表移动和变形。地表移动与变形引起周围建筑物不同程度的塌陷与开裂,其主要受埋深、断面尺寸、施工方法及自然因素的影响。随着城市建设技术的不断提升,地下工程的施工工艺和方法同样取得很大的进步,目前在线应用的主要有现场实测、模型试验和理论分析等,其目的在于降低地下工程对地表产生的副作用。
1.3斜坡破坏
斜坡破坏属重大地质灾害类型之一,多发于山区城市,其同时受工程地质及自然地质双重作用的影响。相比较而言,工程地质作用所造成的斜坡破坏次数比自然地质作用要多。斜坡破坏的影响因素包括岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等,滑坡为其主要表现形式。许多滑坡是受地下工程的影响,进而使山体上部岩体发生断裂、地面产生倾斜,并且在特殊条件下,致使山体失去平稳而形成。当前尤为重要的事情是认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件,掌握其运动发展规律,最终预防斜坡破坏导致的地质灾害。
1.4洞室围岩失稳
地下工程建设会在不同程度上影响周围的岩土体,当严重影响围岩稳定性的时候,地下工程的施工过程中就会引发安全事故,如坍塌等等,并且在岩土体自重的作用下,在工程开挖的过程中要想保证其始终处于平衡状态几乎是不可能的,所以在地下工程建设中必不可免的会引起围岩失稳的问题。
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2地下工程建设中出现的地质方面的问题
2.1城市地壳稳定程度不够会引起地质问题
城市地壳稳定性评价实际上是对城市所在区域的一项综合性评价,其主要的评价内容包括该区域的地震运动情况、地质构造运动情况、岩浆运动情况等,其目的就是尽可能的降低地壳运动给城市带来的损失。城市地壳稳定性的评价就是城市工程综合地质环境质量的重点内容之一,其主要包括诸多的地质灾害,如火山、断裂、地震、地裂等等。当然,还存在部分城市因新构造引起灾害的可能性,如泥石流、地下水异常、滑坡、地陷、崩塌等等,之所以会发生上述不良地质灾害,究其原因是城市地壳稳定性评价的相关工作没有落实到位,导致在地下工程建设过程中对地壳稳定性没有足够的了解,从而埋下很多的安全隐患。
2.2地下工程建设引起地表变形
地下工程施工是在岩土体内部进行,无论其埋深大小,施工不可避免地对岩体发生扰动,使其失去原有的平衡状态,而向新的平衡状态转化,地下工程在开挖过程由于地层物质被挖出,自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力将发生调整,宏观表现为岩土体移动与变形。对于埋深较浅的地下工程,这一范围波及到地表,引起地表沉降和变形,形成施工沉降槽。施工沉降槽的影响会引起地面沉降和塌陷,从而导致道路路面破损、地下已有管道破坏以及建筑物、构筑物的损坏,这些问题严重影响人民生命财产安全及工程的建设,并造成严重的经济损失和社会影响。
2.3地下工程建设影响水源以及供水
从理论上来讲,供水量与人口数量应该呈正比关系,所以不断增长的城市人口数量,势必会在一定程度上增加供水量。环境工程中的重点内容之一就是保护水资源,由于地下工程建设或多或少都会影响地下水源,甚至引发诸如岩溶塌陷等地质问题。目前,在城市开展地下工程要解决的首要问题就是如何最大限度的降低工程施工对地下水源造成的不利影响。首先,在地下工程建设过程中,尽可能的杜绝对地下水资源的过度开发,以防引起水质问题和地质问题;其次,在地下工程施工之前应该仔细的勘测供水条件,在开发水资源时因地制宜的选择合适的方法,尽量降低地下工程对地质和水资源的伤害程度。所以地下工程建设要将水资源保护的相关工作列为其重点工作内容之一,在选择施工技术方面,应以其对地质和水资源的影响程度为选择标准,其目的是有效的控制地下工程的危害程度,使损失降到最低。
3城市地下工程建设引发环境工程地质问题的防范措施
3.1施工阶段的工程地质勘查
在设计阶段和施工阶段,通过对施工现场的地质勘查,可以为地下工程设计提供最适宜施工方案或者更多可选择性方案。针对区域水文地质情况制定出科学合理的规划设计和施工方案,以及相关的风险预案,降低水位变化的危害性。
3.2完善降水计划
在影响地下工程施工相关因素中,水是一大要素,目前有许多地下水引起的意外事故。因此,在实际地下施工的过程中,需要结合地下水分布进行思考。大部分地下工程需要根据地下水位进行人工降水计划设计,为了确保施工人员的生命安全,需要选择合适的降水工艺,从而制定降水方案。只有不断完善降水计划,才能避免地下水造成的意外事故,保障地下工程施工的顺利进行。
3.3完善地质容量和质量
城市环境工程是否可以实现健康发展,在很大程度上取决于其城市建设的质量和地质环境容量如何。其中地质环境容量指的是为了实现人类社会经济的发展,施加在城市建设区域的最大负荷,若超出有限负荷,则会引起诸多的地质问题。而对地下工程建设而言,其要面临的挑战就是如何把握这一有限负荷的范围,工程建设要兼顾经济效益和社会效益,尽可能的降低地质环境的承受量,使地质环境容量得到积极地改善。此外,在地下工程建设过程中,尽管万分不希望出现任何的损害地质环境、破坏地质条件的行为和措施出现,但是就现阶段我国的经济、技术、人才等各个方面都还远远达不到这一要求,即便做不到尽善尽美,也要争取采取行之有效的措施来降低其对地质环境的破坏程度,防止进一步恶化。同时,要妥善处理生活垃圾和工业垃圾。只有有效的解决由地下工程建设引起的一系列地质问题,才能够坚持贯彻落实可持续发展观。
4结束语
在城市中地下工程建设所发生的环境工程地质问题,建筑工作人员应对此给予重视,并认识、解决地下工程施工工程中可能会引发的土层位移、变形及塌陷等问题,从勘察、设计、施工及监测等各个方面对其进行控制和处理,减少地下工程建设对地基和周围建筑物产生的不利影响,使其更好地为城市建设服务,促进城市健康发展。
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论文作者:冯彦星
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/30
标签:地质论文; 地下论文; 地下工程论文; 城市论文; 工程建设论文; 地下水论文; 地表论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;