地下水对地铁工程的影响及防治对策研究（论文）.pdf

1引言 因 为地铁工程施工的场所大多都是在地下，所以地铁工程 的质量与地下水息息相关。 如果地下水的防护措施做得不好，会 使地铁工程被浸泡淹没，从而严重破坏地铁工程的建设，使地铁 工程的质量及建设周期，使用周期都受到影响，更严重者，使隧 道土质脱落，发生安全事故，造成人员伤害。 所以，重视并做好地 下水的防治工作，对地铁工程的顺利实施具有重要实际意义。 2 地下水的基本类型 地 下岩石空隙或地下水面和含水层是地下水的主要存储 层，它是生产和生活用水的水源之一，在比较干旱的地方，地下 水作为人民的生活用水，更是起着重要的作用 。但是在地铁施工 时，地下水确实会影响工程的质量以及安全稳定性，会造成建设 工程中出现冻胀变形、 隧道涌水、基础沉陷、基坑、滑坡等问题。 地下水分为强结合水 、薄膜水 、气态水 、毛细水 、固态水 、重 力水 。这是以水与岩土的关系以及岩石的物理力学性质为参考 因素划分的 [ 1] 。 为 了有效地利用地下水，需要对地下水进行分类 探讨，研究它的某一项特征 。在工程建筑中，由于利用地下水的 原因和目的不同，把地下水分为 2个类型：（ 1）以地下水的某一 特性及几个方面为考虑因素，如按照地下水的温度 、硬度 、总矿 度、 pH值进行分析和分类；（ 2）按照埋藏条件、 含水层性质等影响 地下水特性的因素进行分类，例如潜水 、滞水 、承压水是地下水 的 3类埋藏条件，孔隙水 、岩溶水 、裂隙水是含水层的 3项性质 分类。 3 地下水对地铁工程的影响 3 . 1 地下渗流的影响 3.1.1 地下水的外力压力对衬砌的影响 对 地铁结构产生较大影响的是地下水的渗流，围岩 、衬砌等 都会受到地下水的外水压力的严重影响 。原有的地下水渗透分 布以及地应力场分布等都会随着地铁隧道的开挖而发生改变，会 形成二次应力场 。地层的地下水运动，以动水压力，渗流体积力 为手段，作用在支护结构及围岩上 [ 2] 。 地下水渗流形成的压力是 导致地铁工程施 工中所出现的地下水事故的主要原因 。储存于 土体孔隙内的孔隙水压力发生较大变化的原因是在隧道施工时 形成的隧道失水和开挖前的降水，都直接影响了土体的应力应变 形态，使土体的孔隙比和渗透系数都发生变化，严重威胁工程质 量和施工工程的稳定性。 地铁隧道通常承受地层压力 、围岩水压力这 2个静态作用 力，支护结构及围岩接触点的排水条件是影响隧道衬砌所承受的 作用力的主要因素 [ 3] 。 在不排水状态下 ，水压力及围岩地层压力 是隧道衬砌承载的主要作用力，使隧道围岩发生衬砌变形，而需 要承受附加荷载的原因就是接触点产生的水压力 。在完全排水 状态下，衬砌承受的分作用力仅为地层围岩的压力 。 接触点的水压力不存在 。支护结构向地层围岩转移是在这 种条件之下荷载的来源，主要是为了防止水体渗漏，影响到地铁 施工工程。 3.1.2 地下水渗漏对于地铁与周围土体的影响 在地铁工程建设时，不同程度的地下水渗透导致的流土 、流 沙、 基底隆起等问题是由于施工管理及施工工艺受到了限制。土 体坍塌及地面沉陷的原因是大量的沙土被降水形成的水流带走 了，另外连续墙接缝处的砂土受到动水压力的影响流失后，使围 护结构的外侧土层产生变形。地铁修建时的地质环境各种各样， 【 作 者简介 】蒋海燕 （ 1 988 ～），女，甘肃天水人，助理工程师，从事城市 轨道运输生产管理研究。 地下水对地铁工程的影响及防治对策研究 I nfluence of Underground Water on Metro Engineering and Prevention and Control Countermeasures 蒋海燕 （ 西安市地下铁道有限责任公司运营分公司，西安 710086） JIANG Hai-yan ( Operation Company of Xi'an Subway Limited Liability Company, Xi'an 710086,China) 【 摘 要 】 周期较长以及工程量比较大是地铁工程比较明显的属性 ，地铁工程进行施工时的环境多种多样，但多数情况下是线路在地下水位之 下。 在建设地铁工程时，隧道的稳定性，隧道底，隧道管涌隆起稳定都与地下水有重要的关系。 地下水会增加施工难度，尤其是在复杂的地质环境， 以及地下管线密集的地方，地下水会使地面产生沉降，从而会威胁施工周围的其他建筑 。所以在地铁工程施工时，要加强勘察施工地点，要积极防 御地下水，管理好地下水资源，保护周围的建筑，使地铁工程有序的安全进行。 【 A bstract 】 T he Long period and huge engineering quantity are the obvious property for the subway engineering.The construction environment of subway engineering is various, but most of the lines are under the water level.In the construction of subway project, the stability of tunnel and the formation of basement uplift and piping have an important relationship with groundwater.Thus,groundwater will increase the difficulty of construction, especially in the complex geological environment, as well a