城市規劃與工程建設中的相關環境地質問題探析

孫萍++張海麗

摘 要：本文在分析城市規劃、工程建設與環境地質之間關系的基礎上，深入探析了城市規劃、工程建設引發城市環境地質問題的主要機理，并依據不同環境地質問題產生的機理，探索性提出有效的城市環境地質問題對策與建議；以期對促進當前城市環境地質問題的逐步改善與徹底解決有所啟示。

關鍵詞：城市規劃 ；工程建設；環境地質問題；地面沉降

所謂環境地質問題，是指由人類生產性、生活性活動對所在區域的地質環境產生的不利影響及由此對給人類生產、生活帶來的影響、危害。城市是現代社會人類生產、生活的重要區域，也是未來人類生產、生活的主要區域；城市環境地質狀況，勢必會對人類社會生產、生活產生重要影響；影響城市環境地質的因素眾多、內容廣泛；因此，高度重視城市環境地質問題的研究，在人類的各項城市規劃與工程建設活動中，對可能產生的環境地質問題及早的進行預測并采取相應預防措施，意義重大。

1 城市規劃、工程建設與環境地質之間的關系

目前，國內城市城市規劃、工程建設存在的可能引發環境地質問題的因素，可以歸納為以下三個方面；第一方面，隨著城市規劃、建設規模和人口規模的增大，需要抽取大量的地下水來滿足人類的生產、生活需要，過量的抽取地下水直接導致水位下降，可能引發嚴重的地面沉降問題；第二方面，城市規劃、建設離不開公路、橋梁的建設，公路、橋梁工程施工過程中的放坡明挖基坑或者深路塹施工等操作，會進一步加大及引起邊坡滑塌，造成不良的環境地質影響；第三個方面，地下暗挖工程引起地面塌陷或者建筑物失穩造成的環境地質問題。可以說，城市規劃、工程建設是引發當前城市環境地質問題的主要原因。

2 城市規劃、工程建設引發環境地質問題的主要機理

2.1 地下水過度抽取引起的地面沉降的機理

不論是過度抽取地下水導致的地下水位下降，還是深基坑的開挖而導致的地下水位降低，原有地層中的含水細砂、粗砂礫及由含水層、隔水層組成的粘性土層地質結構會由于水分喪失而發表變化，最關鍵是的喪失了本應該存在于各層之間在水壓作用產生的水力聯系；最直接的表現就是由于水力聯系的喪失，土層顆粒之間的浮力消失，相對而言土層顆粒間的孔隙有效壓力增加，長時間累積下及大面積作用的結果就是原有含水層本身會產生“壓密”，而原有的隔水層會發生固結，這些問題最終表現為地面或者建筑物的沉降。

2.2 工程開挖基坑致邊坡失穩、滑塌的機理

影響邊坡穩定性的因素較多，地形、地質、水文和氣象等其影響因素，同時也受到施工方法、程序及坡頂荷載等因素的影響。邊坡之所以會出現失穩、滑塌，主要原因在于破壞了原有土體的受力平衡；即土體內部發生剪切作用形成所謂的“滑面”，導致土體沿著滑面失穩，出現滑塌。在具體工程施工過程中，邊坡臨空面會不斷的擴大、暴露出來，可能引起應力重分布與應力集中等效應，特別是對于巖體結構面的切割，很可能與斜坡面組成不穩定斜坡，導致失穩，較常見于泥巖、頁巖巖體結構中。

2.3 地下暗挖工程導致地面發生塌陷的機理

地下暗挖工程最直接的表現就是巖土體被部分的掏空，導致上部地層失去原有力的支撐，同時隨著開挖空間的不斷擴大且向上發展，或者隨著隧道工程的延伸呈線形向延長方向發展，地層發生移動或者變形，引發地面沉降或者塌陷。暗挖工程引發的地面變形一般有以下幾個特征；第一個特征，地面變形范圍要明顯大于地下開挖范圍；第二個特征，開挖深度越大，到地面發生變形的時間越長，地面變形量越小且平緩均勻，但是變形面積較大；第三個特征，在較好地質條件下，地面變形可能不是很明顯，只是出現少量的下沉或者地面裂縫，對地上建筑的影響不大。

3 城市規劃、工程建設引發環境地質問題的對策與建議

3.1 地下水位降低致地面沉降問題的預防與防治

不論是施工致地下水位下降，還是過度抽取地下水所致，地下水位下降所造成的地面沉降后果都是極其嚴重的，最關鍵是的是危險大；有必要在城市規劃、工程建設過程中采取一系列措施加以預防和進行有效防治。第一，城市生產、生活用水供水角度，適當壓縮地下水的開采量，科學、合理規劃開采布局；第二，采取地下水輪流開采的方式，保證適中的開采頻率，不過密開采、不過量開采；第三，實施開源節流措施，努力爭取開辟新的水源地，加大處理后污水的再利用范圍與力度；第四，對地下水位發生明顯降低的施工場地，積極進行地下水回灌，減小與緩解地面沉降。

3.2 開挖基坑致邊坡失穩、滑塌問題的預防與防治

對于放坡明挖、深路塹開挖工程中由于切割坡腳等造成的邊坡失穩、滑塌問題，可以采取以下措施加以預防和進行有效防治。第一，在上部進行清方卸荷，在坡腳處打排樁、護坡樁、連續墻及各式錨桿，旨在保持邊坡受力平衡，防止邊坡滑塌；第二，選擇合理坡形、坡度及平臺位置進行施工；第三，對坡腳位置進行加固，進行防沖刷處理，在坡腳、坡頂等位置設置專門排水設施；第四，對邊坡面進行封閉處理，防止雨水過度沖刷引發滑塌。

3.3 地下暗挖工程導致地面塌陷問題的預防與防治

針對城市區域的地下暗挖工程，第一要進行有效監控、預測其進一步的發展趨勢，以便及時采取措施應對；第二，對于淺埋洞室中由于覆蓋層過薄而難以形成完整支撐環，有必要增加及時增加支護，同時注意加大支護設施的強度、剛度，最大限度降低地面下沉、塌陷可能；第三，嚴格控制地下暗挖工程爆破標準，保證開挖斷面成型規格；第四，施工過程中，在水平面上進行分斷交替開挖，垂直面上分層逐段階梯式開挖；第五，對于圍巖松動范圍來說，應該按著隧道地板平面與地面呈45度角的開放式大三角或者倒梯形區域考慮，同時將其做為工程規劃、設計和觀測等的重要參考界限。

參考文獻：

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[2]員建峰，洪波，李寶輝.城市地下工程建設中的環境工程地質問題的分析[J].中國水運（下半月），2015（01）.

作者簡介：孫萍（1981-） ，女 ，山東煙臺人，本科，工程師，研究方向：地質實驗。endprint