濱海新區環境巖土工程問題的探討與建議

□文/付海峰

天津濱海新區正是蓬勃發展的時期，其經濟建設的快速發展離不開軌道交通、大規模交通網絡、住宅及商業中心的建設。城市規模不斷擴大、城市居住人口不斷增多、興建工程的增加必然涉及環境巖土工程問題。

概述

環境巖土工程一詞，來源于1986年美籍華人方曉陽教授主持召開的第一屆環境巖土工程國際學術研討會，方教授將環境巖土工程定位為跨學科的邊緣學科，覆蓋了在大氣圈、生物圈、水圈、巖土圈及地質微生物圈等多種環境下土和巖石及其相互作用問題，主要是研究在不同環境作用下水土系統的工程性質[1]。

環境巖土工程研究的內容大致可以分為2類。

（1）環境工程。主要指用巖土工程的方法來抵御由于自然災害和污染引起的環境問題。例如：抗沙漠化、防治滑坡以及處理各種廢棄物等。這些問題通常泛指為大環境問題。

（2）人類工程活動引起的一些環境問題。例如：在密集建筑群中打樁，由于擠土、振動、噪聲等對周圍居住環境的影響；深基坑開挖時，降水和卸荷引起的邊坡位移和周圍地面沉降等。

未來若干年，我國城市建設規模依然呈擴張態勢，城市施工影響周邊乃至整個地區的環境巖土工程問題迫切需要解決。一方面應在理論上對施工作用影響下的土體環境問題進行研究；另一方面，應研究減少環境影響的施工工藝、設備。對環境巖土給予專門的研究是必要并具有現實意義的[2]。

濱海新區的工程地質特點和環境巖土工程問題

工程地質特點

天津濱海新區規劃面積2270km2，海岸線153 km，地勢平坦，軟土、濱海鹽漬土土體工程性質較差，地質構造較為復雜，人類工程活動強烈，地質環境復雜。軟土土層中含水量大，多呈流塑狀，具有高壓縮性，工程性能差，承載力低下，往往無法滿足工程建設的要求。地下水位高且豐富，對于進行軟基處理也是不利因素。深厚層軟土的存在增大了地基處理的難度及基坑開挖、圍護的成本，影響到城市土地的開發和城市建設的發展。其引發的主要地質災害為地面沉降、軟弱地基以及沙土液化[3]。

環境巖土工程問題

（1）建筑工程施工對周邊環境的影響。建筑施工對環境影響的主題是人類工程—經濟活動引起的環境異常變化。例如：以往對城市環境工程地質問題研究比較多的主要是基坑開挖或深基礎施工引起的周邊土體位移、透水等。近年來，一些特大城市的超高層建筑均有地下室，那么建地下室便需進行基坑開挖，對周圍地質體、環境、生態等均產生一定的影響，即會產生一系列的環境工程地質問題，這些問題的嚴重程度與場地的地質條件、基坑開挖深度以及周邊的環境等均有密切的關系。

一些大型工程的建設甚至會造成地質災害，甚至影響局部小氣候；一些小型工程，對相鄰建筑基礎、交通通行、周圍住戶或行人安全也會造成一定的影響；建筑工地施工產生的噪聲、揚塵、固體物撒漏、夜間施工燈光等同樣會對周圍環境和居民造成影響。

（2）地面沉降。建筑工程中進行的基坑開挖、降水和排水等措施，極易引起施工區域周圍地表的地面沉降。由于地面沉降具有發展緩慢而不易覺察、波及范圍大、一旦發生則很難恢復等特點，所以它已成為城市現代化建設的主要公害。其中過度抽取地下水是導致地基沉降的最主要因素，它使含水層水平面下降，孔隙水壓力減小，上覆地層壓力不變，孔隙水壓力的減少值等于土顆粒骨架的附加有效應力，從而引起地面的不均勻沉降[4]。

（3）城市廢棄物的處理。隨著社會的不斷發展，人們的生活水平的不斷提高，工業生產的不斷擴大，城市人口的急劇增長，造成固體廢棄物和生活垃圾數量也大量增加。這些城市廢棄物污染了環境，影響城市景觀、導致疾病傳播，嚴重威脅人類的健康及生活質量。目前，廢棄物的貯存、處置和管理成為建設中的濱海新區亟待解決的問題。若得不到妥善解決，勢必產生潛在的環境巖土工程問題影響今后的發展。

對策

總結各種工程問題

對過去各類工程—經濟活動中發生的環境巖土工程問題進行深入總結；對正在規劃或建設的一些重大工程設施，應組織進行區域性的地質調查；開展環境巖土工程評價工作；開展環境巖土工程監測。

加強相關知識的普及和宣傳

過量地開采地下水、礦產和開挖深大基坑是導致地面沉降的最主要因素。防治和控制地面沉降已成為我們必須要解決的問題。首先，應該加強法律知識宣傳，增強防災意識，同時還要限制地下水的過量開采，調整地下水的開采層次，做好合理預測與監測。對建設過程中發生的突發性事件做好應急處理工作。

增強環保意識

城市的發展進步不只是建筑規模的龐大和生活設施的完善，安全、衛生以及居民的整體素質水平也是一個城市發展的標志。在城市廢棄物處理方面，應積極發展生物化、垃圾衍生燃料和以回收資源的處置技術取代單純垃圾的處理方式。發展城市廢棄物綜合處理，高回收率及小環境影響為目標，這正符合天津濱海新區建設可持續發展的要求。

結論與建議

（1）加強建筑工程設計與施工的理論研究。由于地下工程建設的復雜性，在實踐中既存在著實踐超越理論的現象，又存在著理論不能正確反映實際施工過程存在問題的現象。因此，針對工程實踐的具體情況，加強有關理論研究與探索，才有可能提出有效的設計和施工方案，減小危害的發生。

（2）加速環境巖土工程專業人才的培養，相關院校、科研單位應開設環境巖土工程及相關專業，把我國的巖土工程工作推向更高的水平。

（3）地下空間的利用有利于減少對自然環境的人為破壞。隨著巖土力學與工程技術水平的提高，對于在復雜地質條件下巖土工程的處理有了長足的進步。天津作為一個國際化的大都市，城市地面空間擁擠，建筑用地日益緊張，城市地下空間作為一種新型國土資源，適時、有序地加以開發利用，使有限的城市土地發揮更大的作用，這是必然的趨勢。天津的城市建設應充分開發利用地下空間，比如地下停車場系統、地下軌道交通系統、地下商業系統等。

[1]方曉陽.21世紀環境巖土工程的展望[J].巖土工程學報，2000，22（1）：1-11.

[2]羅國煜，陳新民，李曉昭，等.城市環境巖土工程[M].南京:南京大學出版社，2000.

[3]楊繼位.麥秸稈加筋條件與加筋濱海鹽漬土的抗壓強度研究[D].天津：天津城市建設學院，2008.

[4]Zhenhua Ouyang，Meifeng Cai，Changhong Li，eta1.Seepage effects of groundwater and its make-up water on triggering ground subsidence[J].Journa1 of University of Science and Techno1ogy Beijing，2006，13（1）：11-15.