沈陽地區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題分析

【摘 要】：隨著我國城市化進程的快速發(fā)展，城市地下工程建設(shè)中已經(jīng)遇到很多巖土問題，城市建設(shè)與環(huán)境地質(zhì)條件的矛盾越來越尖銳也越來越復雜，城市重大工程及地下空間的開發(fā)引起的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，已經(jīng)超過自然作用引發(fā)災(zāi)害的損失。因此對城市環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的研究已經(jīng)引起人們高度的重視。在充分研究沈陽城區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對常見的巖土工程問題的成因進行了分析，為城市規(guī)劃和工程設(shè)計、施工提供有益的建議。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境地質(zhì)條件；巖土工程；地下空間；地質(zhì)災(zāi)害；地下工程

Shengyang environment geology problem in the region analysis

Wang Xiao-liang

(Liaoning highway survey a design company Shenyang Liaoning 110006)

【Abstract】Along with our country the city turn progress of fast development， city underground have already met a lot of rock soil a problem in the engineering construction， city construction and environment geology condition of antinomy more and more sharp also more and more complications， city graveness engineering and underground space of development cause of environment geology disaster， already exceed nature the function cause disaster of loss.Therefore to city environment geology disaster of research have already caused people height of value.At full research Chen2 Yang2 Cheng2 area environment geology condition of foundation up， become familiar rock soil engineering problem because of carried on analysis， for city planning and engineering design， construction provide beneficial of suggestion.

【Key words】Environment geology condition;Rock soil engineering;Underground space;Geology disaster;Underground engineering

1. 引言

城市是人口集中居住區(qū)和經(jīng)濟文化活動中心，城市化是人類社會進步的必然結(jié)果［1］。我國城市化的發(fā)展，促進了地下空間開發(fā)的快速發(fā)展。與此同時，在不斷發(fā)展的城市化、現(xiàn)代化建設(shè)進程中，人類工程活動加速了對地質(zhì)環(huán)境的改造，城市地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境巖土工程問題日顯突出，當該問題積累到能夠給人類生存和物質(zhì)文明帶來嚴重災(zāi)害的程度時，將會對城市環(huán)境土工安全構(gòu)成威脅［2-6］。

2. 沈陽區(qū)域地質(zhì)條件

2.1 沈陽區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造。

沈陽城區(qū)位于陰山東西復雜構(gòu)造帶東延部位，新華夏系第二個一級隆起帶和第二個一級沉降帶的交接部位。隱伏構(gòu)造有東西向構(gòu)造、新華夏系構(gòu)造、華夏系構(gòu)造、北西向構(gòu)造及南北向構(gòu)造，被大厚度第四紀松散堆積物所掩埋。東西向構(gòu)造、新華夏系構(gòu)造均為壓性斷裂。華夏系構(gòu)造有壓性斷裂和褶皺。工作區(qū)正處于沈陽凸起之上。

2.2 新構(gòu)造運動。

地處下遼河凹陷與遼東山地隆起交接部位的渾河扇地，至今仍然處于下降之中，由于受新構(gòu)造運動的掀斜性、不均一性、間歇性的控制，第四系堆積物厚度不僅有明顯差別，而且在堆積過程中亦出現(xiàn)過暫短的間斷。早更新世到晚更新世，因新構(gòu)造運動強度逐漸減弱，致使扇體的礫砂相由老至新逐漸向后退縮。

3. 沈陽城區(qū)場地巖土工程條件

沈陽市位于遼東山區(qū)與遼河平原的交接地帶。渾河由遼東山地流出，在沈陽地區(qū)形成沖積扇沉積地層，地層時代屬第四系。渾河沖積扇的地層特點是由東向西沉積粒徑由粗變細，東部以卵石、圓礫為主，向西部漸變?yōu)橐陨盀橹鳌Ｔ诖瓜蛏?，由東向西由單層結(jié)構(gòu)漸變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)，沖積扇尾部粘性土層次增多。渾河沖積扇上部沖積層是沈陽地區(qū)主要含水層，其下伏地層為粘土含礫石層（亦稱卵石含粘性土，也稱泥包礫）。屬不透水層。

沈陽城區(qū)宏觀地貌為沖洪積扇，山口在東北處。根據(jù)成因時代又劃分為波狀臺地、渾河老扇、渾河新扇、渾河高漫灘及古河道、渾河低漫灘，地面標高一般在30.0～70.0m，地形總體呈北高南低、東高西低。構(gòu)成沈陽的第四系地層主要以砂土、圓礫為主，并且橫向上東部地層粒度粗，向西粒度逐漸變細，縱向上上部細下部粗。由于沖洪積扇的形成經(jīng)歷了多次沉積，加上渾河河道從北向南的不斷變遷，造成新的地貌形態(tài)的地層覆蓋在老地層之上，同時又有新地層對老地層的侵蝕沉積，這樣就構(gòu)成了沈陽的第四系地層具有多個沉積旋回。即地層主要由粉質(zhì)粘土、中粗砂、礫砂、圓礫、卵石這樣沉積韻律構(gòu)成，不同地段可有2～3個沉積旋回，根據(jù)沉積環(huán)境不同有的地層缺失某一層位。

第四系下部主要為第三系泥礫巖，呈半成巖性質(zhì)，一般埋深30.0～40.0m，其下老的基底為花崗片麻巖，一般埋深50.0～110.0m。

4. 沈陽城區(qū)水文地質(zhì)條件

根據(jù)地層特點，沈陽城區(qū)主要為砂礫石層組成，因此含水層厚度較大，一般含水層厚度18.0～30.0m，而粉質(zhì)粘土層及下部泥礫層，含水微弱，可視為隔水層。除泥礫層外，沈陽城區(qū)粉質(zhì)粘土層北部、西部較厚并且穩(wěn)定，南部、東部地段往往缺失，中部地段間斷性分布，連續(xù)性差，隔水地層厚度變化極不穩(wěn)定。這樣就形成了一層水～三層水，由潛水～微承壓水～承壓水的多種類型的地下水。

4.1 地下水賦存條件。

場地地貌是渾河高漫灘及古河道、沖積新扇和老扇疊置而成。地下水的賦存條件，與古地貌、地層結(jié)構(gòu)、巖土孔隙度和水理性質(zhì)等因素密切相關(guān)，不同的砂體賦存地下水豐富程度有很大差別。整個場地蘊藏著豐富的孔隙承壓水、微承壓水、潛水。從扇頂?shù)缴染墡?，含水層巖性由扇頂圓礫、卵石，過渡到中部礫砂、中粗砂，至扇前緣為中細砂。在渾河扇地中部中粗砂層中普遍含有礫卵石，含水層結(jié)構(gòu)由單層逐漸變?yōu)槎鄬樱穸葟谋∽兒瘛＊?/p>

4.2 地下水類型。

沈陽城區(qū)地下水位埋深，基本和地勢坡度變化一致，呈現(xiàn)出東部高西部低的基本趨勢。第一層地下水為孔隙潛水，主要為大氣降水補給，渾河地表水補給，穩(wěn)定水位埋深為6.0～9.0m; 第二層水為微承壓水，主要為大氣降水補給，穩(wěn)定水位埋深為7.0～10m。第三層水為承壓水，主要為大氣降水補給，地下水補給，穩(wěn)定水位埋深為7.5～10.5m。目前受地鐵施工降水影響，其附近區(qū)域地下水位普遍下降了1.0～3.0m。

5. 沈陽城區(qū)地下空間的利用存在巖土工程問題

近年來，沈陽城市建設(shè)發(fā)展迅速，城市范圍不斷擴大，建筑物高度不斷增加，地下空間不斷向深大方向發(fā)展。目前市內(nèi)在建的建筑物高度最大達到420m，地下空間最大深度達到24m。隨著高大建筑物的發(fā)展，地下空間的開發(fā)利用，巖土工程問題日顯突出。如超大基坑開挖，施工可能造成土體位移，過大的變形可能影響建筑物的安全；建筑物的不均勻變形造成建筑物的破壞；降水引起的基坑失穩(wěn)破壞，造成周圍建筑物、地下管線及道路等破壞；地鐵施工大范圍并且長時間降水對地下水資源儲量與水質(zhì)的影響以及建成后將改變地下水的徑流條件等。

5.1 地下水位變動帶土體比較松散。

沈陽地區(qū)地下水位埋深在6～9米，隨季節(jié)變化，地下水位變幅1～3米，在中密-密實的砂土或圓礫中，同一土體在地下水位變動帶一般為松散狀態(tài)，其地基承載力特征值較正常同一土層地基承載力特征值相差幾倍，設(shè)計人員按該層土進行基礎(chǔ)設(shè)計，地基承載力特征值將達不到設(shè)計要求。建議勘察人員應(yīng)對地下水位變動帶土體多做原位測試，并對地下水位變動帶土體提供單獨參數(shù)。地下水位變動帶土體如果無測試參數(shù)，設(shè)計人員進行基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)避開地下水位變動帶。

5.2 承壓水基坑開挖突水問題。

沈陽城區(qū)北部，基坑下部有承壓水存在，基坑開挖使原有土壓力減少到一定程度時，承壓水的水頭壓力大于基坑底土體浮重力，形成管涌、側(cè)涌現(xiàn)象，造成地基土開裂，對工程施工、工程造價、工程質(zhì)量帶來巨大影響。

6. 結(jié)語

環(huán)境地質(zhì)條件是城市建設(shè)的基礎(chǔ)，加強城市環(huán)境地質(zhì)條件的研究是城市科學發(fā)展本身的需要。分析評價環(huán)境地質(zhì)條件的變化對已有建（構(gòu)）筑物安全的影響，尤其對地鐵周圍工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工等進行科學論證，將為沈陽市地鐵等特大型工程的建設(shè)提供強有力的支持，對沈陽市的城市建設(shè)具有重要的指導意義。

參考文獻

［1］ 劉健， 閻士民， 賈興安. 徐州市環(huán)境巖土工程問題及防治對策［J］. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護， 2008， 19(4):34-38.

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［3］ 周健， 劉文白， 賈敏才. 環(huán)境巖土工程［M］. 北京: 人民 .