水文地質(zhì)勘察在軌道工程施工中重要性

時間:2022-11-04 03:37:13

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水文地質(zhì)勘察在軌道工程施工中重要性

【摘要】隨著城市化建設(shè)的不斷深入,城市軌道交通工程建設(shè)逐漸發(fā)展壯大,尤其在一線城市中,軌道交通建設(shè)發(fā)展得更是如火如荼。但是,在建設(shè)的過程中或多或少的存在一些事故問題,如地面沉降、軌道突起、透水等,產(chǎn)生上述問題的主要原因便是水文地質(zhì)問題,由此可見,在軌道交通施工中水文地質(zhì)勘察十分重要。基于此,本文將對水文地質(zhì)勘查的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行概述,并且將水文地質(zhì)條件對軌道交通工程施工的影響進(jìn)行闡述,以此來說明水文地質(zhì)勘察在軌道工程中的重要性

【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì)勘察;軌道交通;施工

引言

近年來,我國城市軌道交通得到快速發(fā)展,但建設(shè)安全、質(zhì)量問題也接踵而至,根據(jù)事故調(diào)查顯示,大部分事故發(fā)生都與水文地質(zhì)勘察有關(guān),水文地質(zhì)問題對工程質(zhì)量危害較大。由此可見,對軌道交通建設(shè)中水文地質(zhì)勘察進(jìn)行研究顯得十分重要。

1水文地質(zhì)勘查概述

1.1勘察的必要性

城市軌道交通工程屬于線性工程,一般線路均比較長,往往跨越多種地質(zhì)單元,部分地區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜,給軌道交通的設(shè)計(jì)及施工造成很大影響。軌道交通工程在施工中很容易受到外界因素的影響,并且在勘察過程中很可能忽視水文地質(zhì)問題。在對一般工程的水文地質(zhì)進(jìn)行勘察時,只查明地層滲透性、地下水位的埋深、變化幅度與水質(zhì)腐蝕性幾個方面,而對地下工程的水文地質(zhì)勘察工作中,不僅要查明以上水文特性,還應(yīng)查明地下流徑、動水壓力等情況。地下水不但屬于巖土體的組成部分,會對土體工程特性產(chǎn)生直接影響,而且其又屬于基礎(chǔ)工程的環(huán)境,將對建筑物的質(zhì)量與穩(wěn)定產(chǎn)生極大影響,如若沒有地下水的作用,則軌道工程中的巖土問題便能夠極大的減少,因此水文地質(zhì)方面的勘察雖然難度較大,但卻十分必要。

1.2勘察的內(nèi)容與要求

在城軌交通建設(shè)中,水文地質(zhì)勘察主要包括以下幾個方面:

(1)調(diào)查擬建設(shè)區(qū)域中地下水的類型;

(2)調(diào)查施工范圍內(nèi)含水層狀況,如含水層的分布、厚度、埋藏深度、含水量情況等;

(3)在上述兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上,估算施工區(qū)域內(nèi)含水層的各項(xiàng)數(shù)值,如滲透參數(shù)、滲流特性、影響半徑等。在城軌建設(shè)水文地質(zhì)勘察要求方面,在《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-2012)中指出,工程建設(shè)應(yīng)全面調(diào)查和明確工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件。但是,很多工程對此方面重視程度不高,在水文地質(zhì)的勘察上沒有達(dá)到規(guī)范的要求。因此,應(yīng)對此方面給予嚴(yán)格要求:

(1)勘察工作的開展應(yīng)采用合理、縝密、科學(xué)的方法,提高水文勘察質(zhì)量;

(2)查明施工地區(qū)各項(xiàng)與工程相關(guān)的水文地質(zhì)情況,保障各項(xiàng)參數(shù)的全面、真實(shí)、具體;

(3)以勘察結(jié)果為依據(jù),將地下水對巖土體、建筑物產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析,并制定出科學(xué)有效的預(yù)防措施與治理對策,為軌道交通建設(shè)提供可靠的水文地質(zhì)依據(jù),最大限度的減輕地下水對工程帶來的干擾。

2水文地質(zhì)問題對城軌交通建設(shè)的影響

在城軌交通建設(shè)時,水文地質(zhì)問題屬于阻礙工程順利進(jìn)行的主要問題之一,并對工程安全構(gòu)成較大威脅,一旦水文地質(zhì)問題突然爆發(fā),如事先沒有做好預(yù)防措施,將為工程建設(shè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至人員傷亡。本文將與我國多起軌道交通事故案例相結(jié)合,對水文地質(zhì)問題對城軌交通建設(shè)的影響進(jìn)行分析。

2.1地下水動水壓力影響

通常情況下,地下水動水壓力處于穩(wěn)定狀態(tài),在勘察時不會發(fā)生較大改變,但在項(xiàng)目建設(shè)過程中,如若抽取大量的地下水,則會使地下水動水壓力發(fā)生改變,從而對工程產(chǎn)生不良影響。另外,動水壓力還與極端天氣等因素有關(guān),都將對其產(chǎn)生影響,造成較大波動。例如,在南京地鐵2號馬坊站的施工中,由于該站受到地形地貌因素影響,使地下水聚集在四周,加之地質(zhì)條件復(fù)雜、土質(zhì)較為松散、壓縮變形較大,極易導(dǎo)致周圍環(huán)境發(fā)生改變。該地區(qū)原本地下水資源便極為豐富,加上事故發(fā)生之前多為雨天,致使施工區(qū)域內(nèi)承壓水水壓增大,最終將軌道底板穿破,導(dǎo)致軌道異常凸起,從而引發(fā)事故。

2.2地下水對特殊性巖土的影響

地下水與膨脹巖土、風(fēng)化巖、粉砂、濕陷性土等有較大的相互作用,一旦地下水發(fā)生改變,與之相關(guān)聯(lián)的因素也將隨之改變。當(dāng)?shù)叵滤钊氲缴鲜鼍哂刑厥庑缘膸r土層中時,很容易使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,或是使其產(chǎn)生變形,或是使其降低承載力,從而對軌道交通工程帶來不良影響。例如,在西安地鐵1號線的事故中,從相關(guān)勘察資料中可知,該區(qū)域的土質(zhì)類型為膨脹性土,當(dāng)土質(zhì)與大量水分接觸以后,土體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。正因如此,當(dāng)基坑開挖到4.5m后,由于支護(hù)措施不到位,加上連續(xù)降雨天氣影響,使土體結(jié)構(gòu)被改變,在外部施工的干擾情況下,土體剪切變形進(jìn)一步加劇,最終造成了塌方事故產(chǎn)生。

2.3地下水水位與流速影響

地下水的水位變化主要受兩種因素影響,分別為地質(zhì)因素與氣象因素。其中,地質(zhì)因素包括含水層結(jié)構(gòu)改變、施工破壞等內(nèi)容;氣象因素主要包括連續(xù)降雨、短時高強(qiáng)度降雨、洪澇等災(zāi)害,降雨天氣會使地下水的水位、流速均發(fā)生改變,從而增加了軌道工程的施工難度與危害概率。例如,在杭州地鐵1號湘湖站的事故中,由于該地區(qū)地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜,主要以粉砂類、淤泥質(zhì)土為主,具有較大的含水量、流失嚴(yán)重,當(dāng)?shù)叵滤魉僮兛鞎r,很容易使土體發(fā)生變形。而在杭州地鐵建設(shè)時,由于施工單位并沒有對此加以重視,施工中屬于違規(guī)施工,沒有有效的支撐,加上連續(xù)降雨天氣加快了地下水流速,最終導(dǎo)致管涌、流砂、基坑坍塌等多種安全事故并發(fā),造成了不可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。

2.4地下水埋藏異常影響

地下水的埋藏多種多樣,在軌道交通建設(shè)水文勘察時,應(yīng)重點(diǎn)查明是否存在古河道、暗浜、地下河,并且在勘察時應(yīng)查明古河道的走向、范圍與河床斷面等等,確保在工程正式開始之前,能夠充分了解河勢與水文情況,暗溝、暗塘的分布情況與埋藏深度等等。例如,在南京地鐵九華山站的事故中,九華山站到北京東路站這段路線處于秦淮河古河道當(dāng)中,砂層中蘊(yùn)含大量水分。由于在軌道施工過程中,對周圍土體造成了嚴(yán)重?cái)_動及破壞,降水措施不健全,因此在開挖到19m時便出現(xiàn)了地下水突涌問題,最終導(dǎo)致了涌水流砂事故的發(fā)生。綜上,在軌道交通建設(shè)中,由于水文地質(zhì)勘查不到位而引發(fā)的事故問題數(shù)不勝數(shù),這也從側(cè)面體現(xiàn)出了水文地質(zhì)勘察在軌道建設(shè)中的重要性,要求各方參建單位應(yīng)對此加強(qiáng)重視,采用科學(xué)縝密的勘察方法,并制定應(yīng)急處理方案,有效避免涌水、流砂、基坑坍塌等安全事故的發(fā)生。

3水文地質(zhì)勘察的注意事項(xiàng)

在軌道交通建設(shè)中,根據(jù)相關(guān)規(guī)定,應(yīng)對地下水參數(shù)進(jìn)行實(shí)地量測,主要參數(shù)包括穩(wěn)定水位、初見水位以及與工程相關(guān)的含水層水位。同時,還要采取地下水試樣,對其中的給水度、越流系數(shù)、單位吸水率等參數(shù)進(jìn)行測量,主要參數(shù)的測定方式.為了對軌道交通工程水文地質(zhì)條件進(jìn)行有效勘察,采用以上方式獲取水文地質(zhì)參數(shù),并且通過室內(nèi)試驗(yàn)的方式,完成室內(nèi)滲透試驗(yàn)與水質(zhì)分析試驗(yàn)。此外,還應(yīng)基于施工場地內(nèi)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜度與相關(guān)設(shè)計(jì)要求,對地下水的徑流方向、邊界條件以及補(bǔ)排關(guān)系等進(jìn)行勘察。如若工程區(qū)域周圍地表水體對工程產(chǎn)生的影響較大,則需要重點(diǎn)把握地表水體與地下水之間的水力關(guān)系。作為勘察技術(shù)人員,應(yīng)在水文地質(zhì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)時,立足于施工區(qū)域地質(zhì)的實(shí)際情況,有針對性的開展工作,做好水文地質(zhì)調(diào)查,這將對軌道工程順利實(shí)施起到極大的保障作用。

4結(jié)論

綜上所述,通過本文的研究與分析能夠看出,水文地質(zhì)勘查對軌道工程施工安全十分重要,做好勘察設(shè)計(jì)工作才能夠保障軌道工程順利實(shí)施,取得預(yù)計(jì)結(jié)果。由于水文地質(zhì)問題對軌道施工影響重大,因此各方參建單位應(yīng)加強(qiáng)此方面的重視程度,條件允許的情況下增加勘察工期與經(jīng)費(fèi)支持,使水文地質(zhì)勘察質(zhì)量與效率有效提高,確保軌道工程順利圓滿完成。

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作者:劉毅 單位:長沙市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院