地下水對地鐵工程的影響及防治對策研究

楊永剛

【摘 要】地鐵建設過程中，地下水和隧道安全息息相關。地下水加大了施工難度，特別是地質環境越復雜，地下管線越密集，導致地面沉降，影響周邊建筑。因此，建設地鐵時，應重視勘查施工現場，避免地下水，保護好地下水源與周邊建筑，保障地鐵工程安全。

【Abstract】Groundwater and tunnel safety are closely related in the process of subway construction. Groundwater increases the difficulty of construction， especially the more complex geological environment， the more dense underground pipelines， resulting in land subsidence， affecting the surrounding buildings. Therefore， when constructing the subway， we should pay attention to the investigation of the construction site， avoid underground water， protect the underground water source and surrounding buildings， and ensure the safety of the subway project.

【關鍵詞】地下水;地鐵工程;影響與防治

【Keywords】 groundwater; subway engineering; influence and prevention

【中圖分類號】U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）09-0115-02

1 引言

由于大部分地鐵工程發生在地下，因此，地鐵工程質量好，才有利于地下水的安全使用。如果防治地下水不到位，會大大降低地鐵工程的質量，嚴重時隧道崩塌，傷害施工人員。因此，重視防治地下水工作，才能有利于順利開展地鐵工程。

2 地下水的基本類型

地下水的基本存儲層指地下巖石空隙或地下含水層，是生產與生活用水的基礎水源，干旱區域，群眾生活靠地下水，其重要性不言而喻。但建設地鐵時，地下水對工程的質量與安全影響很大，容易發生涌水、變形、滑坡等現象。地下水由薄膜水、強結合水、固態水等組成。地下水要充分利用，分類研究其特征。工程建筑利用地下水出于不同的原因目的，類型細分如下：首先是考慮地下水特性，包括其硬度、溫度、pH值等;其次根據含水量、埋藏條件等特性分類，包括滯水、潛水與承壓水，以及巖溶水、孔隙水與裂隙水。

3 地下水對地鐵工程的影響

3.1 地下水滲流的影響

地下水滲流十分影響地鐵結構，包括圍巖和襯砌等，影響都很大。原來分布地下水滲透和力場等會受到開挖地鐵隧道的影響，現在地下水運動，通過動水壓力和滲流體積力，影響支護結構與圍巖。滲流地下水壓力容易造成地鐵施工時發生的地下水事故。孔隙水壓力在土體孔隙里，變化很大，因為開挖隧道時的失水與開挖前降水，都影響了土體受力與形狀，讓土體孔隙與滲透系數改變，不利于工程質量與施工穩定[1]。不排水時，水壓力與圍巖地層壓力基本作用在隧道襯砌承載上，讓隧道圍巖形狀改變，其中緣由是接觸時的水壓力。完全排水時，襯砌的承受力單來自于地層圍巖。接觸點沒有水壓力。荷載來源于支護結構向地層圍巖的移轉，目的是避免水體滲漏，不利于地鐵施工。建設地鐵時，地下水滲透程度不同，由此出現的問題也不盡相同。土體坍塌與地面沉陷是由于許多砂土被降水帶走，同時不間斷墻接縫處的砂土由于動水壓力不在，圍護結構形狀發生變化。修建地鐵時有豐富的地質環境，因此，通過含水層時，人為因素極易破壞原本的地下水滲透條件，讓隧道流入地下水，降低泥漿濃度，降低了工程質量。

3.2 地下水對基礎工程的施工影響

邊坡穩定性和地下水關系緊密，同時因為地鐵基坑主要在地下水位以下施工，因此，地下水也是重要因素。施工過程中，必須重視地下水問題，掌握其運動狀態，否則如果地下水流入基坑，將不利于基坑開挖。同時，基坑周圍地面形狀改變沉降，容易使周邊建筑發生傾斜、開裂、變形等現象。另外，注意含水層的隔水層厚度，與基坑開挖成反比，基坑突涌后，成本與施工難度都顯著增長，巖土越強，地下水越低，軟弱夾層越泥化。同時，地鐵中混凝土與鋼結構極易被地下水中的有害化學物質侵蝕，減少了其使用壽命。

4 地鐵工程的防治措施

根據地下水的防治技術分為主動防水和被動防水。前者主要是引流與降水，降低并轉移施工區域的地下水，保護施工工程。后者主要是布置與圍護結構。

4.1 被動防治措施

被動防治技術包括材料防水與結構防水，承受荷載是二者最大的區別。建設地鐵時，圍護結構是混凝土和鋼筋混凝土，防水性能是永久的。旋噴樁堵水技術應用最為廣泛，其操作流程在基坑的支護樁坡施工完畢后，支護樁間斷部位插補旋噴樁，封堵地下水。不過僅可以用在滲透系數較小的含水層[2]。另外還有一種，不斷攪拌混合土層與水泥，提高土層的防水與承載力。另外，襯砌混凝土也是地鐵工程通過淺埋暗挖來防水。復合襯砌指進行隧道和車站內外雙層襯砌，隧道完成后，需要初期支護。蓋挖法需要不間斷墻或鉆孔樁圍護結構，反復檢測圍巖支護的穩定性。結構防水無法達到地鐵工程的防水標準，因此，為提高地鐵工程的防水性，附加防水層，形成防水隔離線很重要。防水層有柔性，是材料防水中的上乘，一開始支護結構表面包在二次襯砌的外表面。材料防水通過ECB、EVA等高分子樹脂板，形成防水隔離層。

4.2 主動防治措施

主動防治包括降水、引流、區域水流轉移三種辦法。施工時，減輕隧道內的空氣壓力，保護基地。降低地下水需要井點降水和集水明排。前者增加壓力，排出地下水;后者利用泵疏干地下水。降水時，要保護好環境。引流需要排水管、排水溝與水泵。另外，最好在枯水期建設地鐵，減輕施工壓力。

5 結語

建設地鐵時，地下水的防治十分關鍵，因此，這一舉措勢在必行。高度重視防治地下水，加強隊伍建設，通過現代化技術與管理體系防治好地下水，提高地鐵工程質量。

【參考文獻】

【1】唐文鵬，黃強兵.西安地鐵四號線沿線地裂縫活動趨勢預測及危險性評價[J].現代隧道技術，2013（02）：20-25.

【2】于加新.地鐵施工的地質災害危險性與安全管理對策[J].建設監理，2013（04）：49-51.