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(shè)過程中，地下水和隧道安全息息相關(guān)。地下水加大了施工難度，特別是地質(zhì)環(huán)境越復(fù)雜，地下管線越密集，導(dǎo)致地面沉降，影響周邊建筑。因此，建設(shè)地鐵時(shí)，應(yīng)重視勘查施工現(xiàn)場，避免地下水，保護(hù)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(fā)生在地下，因此，地鐵工程質(zhì)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(huì)大大降低地鐵工程的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)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(chǎn)與生活用水的基礎(chǔ)水源，干旱區(qū)域，群眾生活靠地下水，其重要性不言而喻。但建設(shè)地鐵時(shí)，地下水對工程的質(zhì)量與安全影響很大，容易發(fā)生涌水、變形、滑坡等現(xiàn)象。地下水由薄膜水、強(qiáng)結(jié)合水、固態(tài)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(xì)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(jù)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(jié)構(gòu)，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(huì)受到開挖地鐵隧道的影響，現(xiàn)在地下水運(yùn)動(dòng)，通過動(dòng)水壓力和滲流體積力，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖。滲流地下水壓力容易造成地鐵施工時(shí)發(fā)生的地下水事故?？紫端畨毫υ谕馏w孔隙里，變化很大，因?yàn)殚_挖隧道時(shí)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(shù)改變，不利于工程質(zhì)量與施工穩(wěn)定[1]。不排水時(shí)，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(shí)的水壓力。完全排水時(shí)，襯砌的承受力單來自于地層圍巖。接觸點(diǎn)沒有水壓力。荷載來源于支護(hù)結(jié)構(gòu)向地層圍巖的移轉(zhuǎn)，目的是避免水體滲漏，不利于地鐵施工。建設(shè)地鐵時(shí)，地下水滲透程度不同，由此出現(xiàn)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(shí)不間斷墻接縫處的砂土由于動(dòng)水壓力不在，圍護(hù)結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生變化。修建地鐵時(shí)有豐富的地質(zhì)環(huán)境，因此，通過含水層時(shí)，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(zhì)量。

3.2 地下水對基礎(chǔ)工程的施工影響

邊坡穩(wěn)定性和地下水關(guān)系緊密，同時(shí)因?yàn)榈罔F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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，否則如果地下水流入基坑，將不利于基坑開挖。同時(shí)，基坑周圍地面形狀改變沉降，容易使周邊建筑發(fā)生傾斜、開裂、變形等現(xiàn)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(qiáng)，地下水越低，軟弱夾層越泥化。同時(shí)，地鐵中混凝土與鋼結(jié)構(gòu)極易被地下水中的有害化學(xué)物質(zhì)侵蝕，減少了其使用壽命。

4 地鐵工程的防治措施

根據(jù)地下水的防治技術(shù)分為主動(dòng)防水和被動(dòng)防水。前者主要是引流與降水，降低并轉(zhuǎn)移施工區(qū)域的地下水，保護(hù)施工工程。后者主要是布置與圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

4.1 被動(dòng)防治措施

被動(dòng)防治技術(shù)包括材料防水與結(jié)構(gòu)防水，承受荷載是二者最大的區(qū)別。建設(shè)地鐵時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(shù)應(yīng)用最為廣泛，其操作流程在基坑的支護(hù)樁坡施工完畢后，支護(hù)樁間斷部位插補(bǔ)旋噴樁，封堵地下水。不過僅可以用在滲透系數(shù)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(fù)合襯砌指進(jìn)行隧道和車站內(nèi)外雙層襯砌，隧道完成后，需要初期支護(hù)。蓋挖法需要不間斷墻或鉆孔樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，反復(fù)檢測圍巖支護(hù)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)防水無法達(dá)到地鐵工程的防水標(biāo)準(zhǔn)，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(hù)結(jié)構(gòu)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(dòng)防治措施

主動(dòng)防治包括降水、引流、區(qū)域水流轉(zhuǎn)移三種辦法。施工時(shí)，減輕隧道內(nèi)的空氣壓力，保護(hù)基地。降低地下水需要井點(diǎn)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(shí)，要保護(hù)好環(huán)境。引流需要排水管、排水溝與水泵。另外，最好在枯水期建設(shè)地鐵，減輕施工壓力。

5 結(jié)語

建設(shè)地鐵時(shí)，地下水的防治十分關(guān)鍵，因此，這一舉措勢在必行。高度重視防治地下水，加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)，通過現(xiàn)代化技術(shù)與管理體系防治好地下水，提高地鐵工程質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】唐文鵬，黃強(qiáng)兵.西安地鐵四號線沿線地裂縫活動(dòng)趨勢預(yù)測及危險(xiǎn)性評價(jià)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2013（02）：20-25.

【2】于加新.地鐵施工的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性與安全管理對策[J].建設(shè)監(jiān)理，2013（04）：49-51.