城市規(guī)劃與工程建設(shè)中的相關(guān)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題探析

孫萍++張海麗

摘 要：本文在分析城市規(guī)劃、工程建設(shè)與環(huán)境地質(zhì)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，深入探析了城市規(guī)劃、工程建設(shè)引發(fā)城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的主要機(jī)理，并依據(jù)不同環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題產(chǎn)生的機(jī)理，探索性提出有效的城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題對(duì)策與建議；以期對(duì)促進(jìn)當(dāng)前城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的逐步改善與徹底解決有所啟示。

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃 ；工程建設(shè)；環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題；地面沉降

所謂環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，是指由人類生產(chǎn)性、生活性活動(dòng)對(duì)所在區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響及由此對(duì)給人類生產(chǎn)、生活帶來(lái)的影響、危害。城市是現(xiàn)代社會(huì)人類生產(chǎn)、生活的重要區(qū)域，也是未來(lái)人類生產(chǎn)、生活的主要區(qū)域；城市環(huán)境地質(zhì)狀況，勢(shì)必會(huì)對(duì)人類社會(huì)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生重要影響；影響城市環(huán)境地質(zhì)的因素眾多、內(nèi)容廣泛；因此，高度重視城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的研究，在人類的各項(xiàng)城市規(guī)劃與工程建設(shè)活動(dòng)中，對(duì)可能產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及早的進(jìn)行預(yù)測(cè)并采取相應(yīng)預(yù)防措施，意義重大。

1 城市規(guī)劃、工程建設(shè)與環(huán)境地質(zhì)之間的關(guān)系

目前，國(guó)內(nèi)城市城市規(guī)劃、工程建設(shè)存在的可能引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的因素，可以歸納為以下三個(gè)方面；第一方面，隨著城市規(guī)劃、建設(shè)規(guī)模和人口規(guī)模的增大，需要抽取大量的地下水來(lái)滿足人類的生產(chǎn)、生活需要，過(guò)量的抽取地下水直接導(dǎo)致水位下降，可能引發(fā)嚴(yán)重的地面沉降問(wèn)題；第二方面，城市規(guī)劃、建設(shè)離不開(kāi)公路、橋梁的建設(shè)，公路、橋梁工程施工過(guò)程中的放坡明挖基坑或者深路塹施工等操作，會(huì)進(jìn)一步加大及引起邊坡滑塌，造成不良的環(huán)境地質(zhì)影響；第三個(gè)方面，地下暗挖工程引起地面塌陷或者建筑物失穩(wěn)造成的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。可以說(shuō)，城市規(guī)劃、工程建設(shè)是引發(fā)當(dāng)前城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的主要原因。

2 城市規(guī)劃、工程建設(shè)引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的主要機(jī)理

2.1 地下水過(guò)度抽取引起的地面沉降的機(jī)理

不論是過(guò)度抽取地下水導(dǎo)致的地下水位下降，還是深基坑的開(kāi)挖而導(dǎo)致的地下水位降低，原有地層中的含水細(xì)砂、粗砂礫及由含水層、隔水層組成的粘性土層地質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)由于水分喪失而發(fā)表變化，最關(guān)鍵是的喪失了本應(yīng)該存在于各層之間在水壓作用產(chǎn)生的水力聯(lián)系；最直接的表現(xiàn)就是由于水力聯(lián)系的喪失，土層顆粒之間的浮力消失，相對(duì)而言土層顆粒間的孔隙有效壓力增加，長(zhǎng)時(shí)間累積下及大面積作用的結(jié)果就是原有含水層本身會(huì)產(chǎn)生“壓密”，而原有的隔水層會(huì)發(fā)生固結(jié)，這些問(wèn)題最終表現(xiàn)為地面或者建筑物的沉降。

2.2 工程開(kāi)挖基坑致邊坡失穩(wěn)、滑塌的機(jī)理

影響邊坡穩(wěn)定性的因素較多，地形、地質(zhì)、水文和氣象等其影響因素，同時(shí)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(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)、滑塌，主要原因在于破壞了原有土體的受力平衡；即土體內(nèi)部發(fā)生剪切作用形成所謂的“滑面”，導(dǎo)致土體沿著滑面失穩(wěn)，出現(xiàn)滑塌。在具體工程施工過(guò)程中，邊坡臨空面會(huì)不斷的擴(kuò)大、暴露出來(lái)，可能引起應(yīng)力重分布與應(yīng)力集中等效應(yīng)，特別是對(duì)于巖體結(jié)構(gòu)面的切割，很可能與斜坡面組成不穩(wěn)定斜坡，導(dǎo)致失穩(wěn)，較常見(jiàn)于泥巖、頁(yè)巖巖體結(jié)構(gòu)中。

2.3 地下暗挖工程導(dǎo)致地面發(fā)生塌陷的機(jī)理

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

3 城市規(guī)劃、工程建設(shè)引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的對(duì)策與建議

3.1 地下水位降低致地面沉降問(wèn)題的預(yù)防與防治

不論是施工致地下水位下降，還是過(guò)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(yán)重的，最關(guān)鍵是的是危險(xiǎn)大；有必要在城市規(guī)劃、工程建設(shè)過(guò)程中采取一系列措施加以預(yù)防和進(jìn)行有效防治。第一，城市生產(chǎn)、生活用水供水角度，適當(dāng)壓縮地下水的開(kāi)采量，科學(xué)、合理規(guī)劃開(kāi)采布局；第二，采取地下水輪流開(kāi)采的方式，保證適中的開(kāi)采頻率，不過(guò)密開(kāi)采、不過(guò)量開(kāi)采；第三，實(shí)施開(kāi)源節(jié)流措施，努力爭(zhēng)取開(kāi)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(duì)地下水位發(fā)生明顯降低的施工場(chǎng)地，積極進(jìn)行地下水回灌，減小與緩解地面沉降。

3.2 開(kāi)挖基坑致邊坡失穩(wěn)、滑塌問(wèn)題的預(yù)防與防治

對(duì)于放坡明挖、深路塹開(kāi)挖工程中由于切割坡腳等造成的邊坡失穩(wěn)、滑塌問(wèn)題，可以采取以下措施加以預(yù)防和進(jìn)行有效防治。第一，在上部進(jìn)行清方卸荷，在坡腳處打排樁、護(hù)坡樁、連續(xù)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(tái)位置進(jìn)行施工；第三，對(duì)坡腳位置進(jìn)行加固，進(jìn)行防沖刷處理，在坡腳、坡頂?shù)任恢迷O(shè)置專門排水設(shè)施；第四，對(duì)邊坡面進(jìn)行封閉處理，防止雨水過(guò)度沖刷引發(fā)滑塌。

3.3 地下暗挖工程導(dǎo)致地面塌陷問(wèn)題的預(yù)防與防治

針對(duì)城市區(qū)域的地下暗挖工程，第一要進(jìn)行有效監(jiān)控、預(yù)測(cè)其進(jìn)一步的發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì)；第二，對(duì)于淺埋洞室中由于覆蓋層過(guò)薄而難以形成完整支撐環(huán)，有必要增加及時(shí)增加支護(hù)，同時(shí)注意加大支護(hù)設(shè)施的強(qiáng)度、剛度，最大限度降低地面下沉、塌陷可能；第三，嚴(yán)格控制地下暗挖工程爆破標(biāo)準(zhǔn)，保證開(kāi)挖斷面成型規(guī)格；第四，施工過(guò)程中，在水平面上進(jìn)行分?jǐn)嘟惶骈_(kāi)挖，垂直面上分層逐段階梯式開(kāi)挖；第五，對(duì)于圍巖松動(dòng)范圍來(lái)說(shuō)，應(yīng)該按著隧道地板平面與地面呈45度角的開(kāi)放式大三角或者倒梯形區(qū)域考慮，同時(shí)將其做為工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和觀測(cè)等的重要參考界限。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：孫萍（1981-） ，女 ，山東煙臺(tái)人，本科，工程師，研究方向：地質(zhì)實(shí)驗(yàn)。endprint