地铁建设中的环境岩土问题范文

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近些年，随着城市地铁工程的快速发展，地铁建设在确保自身施工安全基础上，必须将周围环境岩土工程的安全考虑在内。通常地铁建设沿线需要穿越多个商业区域及城市主干道，因此，重视地铁建设的安全性及牵涉环境岩土工程问题尤为重要。环境岩土工程问题是引起建设风险的重要因素，实际施工时，必须深入研究地铁工程环境岩土工程相关问题，对安全建设地铁等交通工程具有重要意义。

一、简述工程概况

某城市轨道交通地铁线路在2005年正式开工，地铁1号线横穿整个城市市区，总长度约为22.797km，全部线路为地下线。整个地铁线路共设置20个座车站及17个区间。建设的地铁线路处在平原与东部山区衔接位置，地势呈现东高西低状态。该城市区内地形比较平坦，地势受到扇状平原的控制。地铁工程的车站、区间隧道埋深分别为5.9m~14.7m、2m~15m。地铁沿线通过区域地下水呈现埋藏深、季节性变化明显、变幅小等特征。城市二环路之内的地下水平均埋深度为3.92m，二环路之外的地下水平均埋深度为3.41m。区域地下水径流走向为西北向着东南流向，与地铁走向呈大角度相交的情况。

二、盾构施工引发环境岩土问题

该地铁工程主要施工方法包括明挖法、暗挖法、盖挖顺作法等，围护的结构包含钻孔桩加截水帷幕、地下水连续墙、复合搅拌桩。盾构施工中主要引起的环境岩土问题主要牵涉的范围包括：盾构必须在市区穿群桩，要穿越地下管网交叉密集位置、同一地铁区间上下行线盾构等。盾构机进行挖掘工作时，必须改变附近土体的初始应力，在一定程度上破坏土体极限平衡状态，导致土层下城或各种管线出现沉降。若沉降差异过大会导致管线变形或断裂，尤其是排水想腐蚀、老化的位置，其抵抗变形能力相对较弱。若发生管线破裂，水进入工作面，会导致土体出现大面积垮塌，严重影响施工建筑物及施工人员的安全。同时，盾构施工也会为土体带来相应的剪切力和挤压，导致土体的空隙逐渐变小，引起地表下沉。必须注意，为增加土层的有效应力，必须实施合理的降水措施，从而增加土层的有效应力。

三、开挖基坑引起的环境岩土问题

（一）基坑围护结构发生变形地铁工程进行基坑开挖施工时，围护结构不单承受水平方向的土压力，也会出现向着基坑方向水平位移，导致基坑外部地表出现变形。随着开挖深度加大，其地表变形情况更加严重。若基坑周围作用存在不均匀超载，也会在一定程度上发生土体侧向位移，其位移量随着超载的增加而增大。

（二）基坑坑底隆起基坑坑底隆起就是在软弱粘性土质中，连续墙背面的土压力导致基坑底面滑动破坏的情况。如果砂性土中上下土层的透水性差异过大，基底位置土质的透水性较低，土层重量明显比浮力小，也会出现基底隆起的情况。该地铁工程地层的砂性土，坑底隆起变形也是地铁施工必须关注的问题。基底引起坑底隆起变形的主要原因如下：由于坑内挖除大量的土体，从而释放坑底土的自重应力，致使土体发生松弛或蠕动出现隆起。同时，坑内的卸载，导致围护结构基于多种因素共同作用下发生向内位移，在坑底范围中向着基坑方向挤压土体，从而导致基坑坑底隆起。如果施工单位管理不到位，基坑开挖完工后未合理施工，价值2降水等因素造成施工区域大量积水，土体吸水引发膨胀出现坑底隆起。

（三）流沙及管涌存在的问题基坑施工过程中，由于施工降水导致坑内外水头比较差，出现由于动水压力引发渗流破坏的情况，这种破坏情况一般出现在砂性土层中。如果基坑以下的土层是疏松砂土层，当渗流左营形成动水力坡度明显比砂土极限动水力坡度大，在一定程度上降低土体结构的稳定性。当土层处在悬浮状态，会受到渗流水压力的作用改革平衡状态，从基地土层中流出。现场施工时，如果流沙情况比较严重，会引起基坑塌陷或地面下沉的情况。管涌是指如果土层细小颗粒被渗透水流带走，其渗流口会形成一定的空洞，进而渗流及携带泥沙出现管道涌出。基坑开挖中发生管涌，会导致整个工程土质变松，土体的空隙逐渐增大，在一定程度上降低土体的强度及其失稳性。

（四）与地下水有关的问题地铁工程施工的过程中，常常因施工降水导致地面固结沉降，致使土层压密和地表下沉，这种沉降情况不可避免。特别是在降水过程中，水流会带走砂土引起土层缺失，出现地面沉陷或土体坍塌。同时，由于动水压力作用导致连续墙接缝位置出现砂土流失，也会加大围护结构外侧土层变形情况。地铁工程施工范围降水量大，历时长，导致地下水动力场、化学场发生改变，会在一定程度上加剧地下水污染情况。地铁工程施工过程中，使用化学主讲模式能增加土体的强度及抗渗能力。地铁隧道对地下水有一定的拦截作用，导致隧道两侧地下水位发生变化，严重影响城市供水及地表植被生长情况，严重者会影响整个城市的生态环境。除了上述引起土体变形、失稳的因素外，地铁施工中必须将以下因素考虑其中：管井由于降水带走砂土及地下连续墙接缝部位砂土流失等引起沉降；地铁施工时，因挖面长时间暴露且一次性开挖过大的范围，并未及时开展合理的支护导致土体发生流失、滑落等情况。

四、结语

总之，地铁工程是改善一个城市交通状况的重要手段，在地铁工程施工过程中，必须运用科学的观点与方法，将其对环境的影响下降至最低层面，从而减小施工队地面、地下管线、建筑物产生的影响，尽量减小地铁工程对城市生态环境的破坏程度。

作者：肖日亮 单位：湖南麓谷工程质量检测有限公司