地下水对城市地铁建设的影响.docVIP

地下水对城市 地铁建设的影响 系别： 地科 专业： 地质1201 姓名： 张闻翔 学号： 032120108 指导老师： 边庆年 中国地质大学长城学院 2014年12月25日 地下水对城市地铁建设的影响 摘要：当建筑物场内有地下水存在时，地下水的水位变化及其腐蚀性和渗流破坏等不良地质作用，对工程的稳定性、施工及正常使用都能产生严重的不利影响，必须予以重视。而地铁是一个城市发展的标志。一些北方城市如石家庄，地下水位非常低，在建设地铁时就不用地连墙，只需注意部分沙层，在南方城市中，如上海地铁隧道的松软地层，如武汉地下水在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中的孔隙逐渐增大,甚至形成洞穴,导致岩土体结构松动或破坏,以致产生地表开裂缝、塌陷等。文章分析了地下水对土体的作用及影响，,南高北低,以丘陵与平原相间的波状起伏地形为主,长江两岸第四系地层较厚,南至武昌小龟山则基岩出露,总体属于丘陵—平原地貌类型。 武汉市区总的地势是东高西低,南高北低,以丘陵与平原相间的波状起伏地形为主,长江两岸第四系地层较厚,南至武昌小龟山则基岩出露,总体属于丘陵—平原地貌类型。 武汉市地铁二号线一期工程沿线通过地段可划分为五个地貌单元区(见左图):Ⅰ长江河床河道区、Ⅱ长江一级阶地区、Ⅲ长江二级阶地区、Ⅳ长江三级阶地区、Ⅴ剥蚀丘陵地貌。 沿线地下水分布特点 武汉市地铁二号线经过不同的地貌单元,地下水的特点也有明显的不同,沿线场地地下水按赋存条件,分为上层滞水、潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水。 (1)上层滞水　主要赋存于人工填土和第四系全新统粘性土层中,水位埋深为1·0~3·5 m,但水位不连续,没有统一的水面标高。主要接受地表水、管道渗漏水和大气降水的补给。 (2)潜水　主要分布于临江、临湖一带浅部粉土、粉细砂地层中,水位埋深为2·0~3·0 m,具有局部连续性和统一的地下水面。主要接受地表水和大气降水的补给。 (3)全新统孔隙承压水　主要分布在长江两岸一级阶地,与长江、汉江的水力联系密切,季节性变化规律比较明显,具有互补关系。赋水地层为粉土、粉细砂、中粗砂和圆砾、卵石地层,隔水顶板一般为粉质粘土、粘土,底板为基岩。含水层厚度一般为15~45 m，承压水头高度15~20 m。 (4)上更新统孔隙承压水　主要分布在长江二级阶地区,赋水地层为粉细砂、中粗砂和杂色的圆砾、卵石地层,隔水顶板为老粘性土,底板为基岩,含水层厚度一般为17~30 m,承压水层底面埋深45 m左右。 (5)基岩裂隙水　分为岩溶裂隙水及碎屑岩裂隙水,岩溶裂隙水主要分布在石牌岭—光谷广场一带的石炭系高丽组、黄龙组灰岩和二叠系栖霞组灰岩及三叠系大冶组灰岩层中,碎屑岩裂隙水分布在裂隙比较发育的泥盆系、志留系砂岩、泥岩、砾岩等基岩中。基岩裂隙水主要通过两侧裸露基岩接受大气降水入渗补给,水位埋深6·0~20·0 m。 地铁区间隧道和车站基底埋深一般为16~23 m,该深度在一级、二级阶地和过江段多为粉土、粉细砂,赋存丰富的孔隙承压水,对地铁深基坑施工影响最大,施工时应防止流砂和突然涌水等问题。 地下水的不良作用主要有潜蚀、流砂和管涌三类[2]。 潜蚀 渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中的孔隙逐渐增大,甚至形成洞穴,导致岩土体结构松动或破坏,以致产生地表开裂缝、塌陷等,影响工程基础的稳定。 其防治措施,原则上可分为两大类: (1)改变渗透水流的动力条件,使水流梯度小于临界水力梯度,可用堵截地表水流入岩土层;阻止地下水在岩土层中流动;设反滤层;减小地下水流速等。 (2)改善岩、土的性质,增强其抗渗能力。如爆炸、压密、打桩、化学加固处理等,可以增加岩土的密实度,降低岩土层的渗透性能。 流砂 流砂是指松散细颗粒土被地下水饱和后,在动水压力即水头差的作用下,产生的悬浮流动现象。流砂多发生在颗粒级配均匀而细的粉、细砂等砂性土中,有时在粉土中亦会发生。其表现形式是所有颗粒同时从一近似管状通道被渗透水流冲走。流砂发展结果是使工程基础发生滑移或不均匀下沉,基坑坍塌,基础悬浮等。流砂通常是由于工程活动而引起的。流砂的破坏一般是突然发生的,对岩土工程危害很大。 为此应尽量避免水下大开挖施工。若必须时,可以利用下列方法防治流砂: (1)人工降低地下水位　将地下水降至可能产生流砂的地层以下,然后再开挖。 (2)打板桩　其目的一方面是加固坑壁,另一方面是改善地下水的迳流条件,即增长渗流途径,减小地下水力梯度和流速。 (3)水下开挖　在基坑开挖期间,使基坑中始终保持足够的水头(可加水),尽量避免产生流砂的水头差