关于地下空间岩土工程开发中的工程地质

【摘 要】进入二十一世纪以来,伴随着经济全球化趋势的日益显著以及市场经济的飞速发展,我国城市化进程不断加快,城市空间也变得越来越拥挤.为了解决城市空间的问题,扩大人们活动的空间,充分利用地下空间,实施岩土工程开发是一个有效的解决方法.工程地质是岩土工程开发过程中的难点,科学合理地分析工程地质是提高地下空间岩土工程开发质量的有效途径.本文将立足于地下空间岩土工程开发的实际,分析地下空间岩土开发过程中的工程地质问题,进而阐述地下空间岩土开发工程地质勘测的新思路,希望能给施工单位带来一定的启示.

【关 键 词 】地下空间；岩土工程开发；工程地质

近年来,随着城市化进程的加快,城市建筑不论是在数量还是规模上都呈现不断增长之势,这使得城市空间不足的问题日益恶化.城市地下空间岩土工程的开发可以有效的解决城市空间不足的问题,满足现代城市化进程的需求.地下空间岩土工程开发本身是一项施工难度大、周期长的工程,受众多因素的影响,尤其是工程地质条件会直接影响地下空间岩土工程开发的安全.因此,在地下空间岩土工程正式施工之前,施工单位需要做好地质勘测和岩土分析工作,以保证工程开发的顺利进行和完工.

一、地下空间岩土开发过程中的工程地质问题

工程地质问题是人类工程活动与地质环境之间的不协调而产生的,会危及工程的施工安全和运营.工程地质环境具有相当大的复杂性,这就决定了在任何工程建设中都会遇到一定的地质问题.在现代化市场经济不断发展的今天,工程开发技术正不断提高,但是工程地质问题并没有得到全面有效的解决.下面以地下空间岩土开发工程为例,阐述其施工中的地质问题.

(一)区域稳定的工程地质问题

受气候条件以及土壤成分的影响,不同地区有着不同的地质条件,决定了其地质稳定程度不同.在地下空间岩土工程开发中,虽然地震对其的破坏性较地面工程小,但地震本身的破坏力巨大、加之修复的困难性等,所以城市地下区域稳定性问题是位于构造活动带内的地下空间开发必须认真研究的重大工程地质问题.一方面表现为地下空间岩土工程的活断层和地裂缝带以及地下空间周围易振动液化土层的处理问题,目前我国多数城市的地下空间岩土工程发生了不同程度的沉降,由于地下工程多为刚性构筑物,与周围土层变形性差异显著,当地面沉降到一定程度时,就会引起线性地下工程发生不均匀变形,加之地下水及岩层振动的影响,使得这方面问题日益恶化.目前尚未有相关研究者深入研究这类问题,区域稳定地质问题没有得到合理有效的解决.

(二)岩土开发的地下水问题

据相关调查显示,我国多数城市开发地下空间都是处于岩土层中,而地下水对岩土体具有强烈的物理、化学弱化作用,这就使得岩土开发的地下水问题成为地下空间开发过程中普遍存在的重大问题.近年来,伴随着地质勘测技术的不断提高,对岩土层的排水、堵水、渗水等工程技术有了很大的进展,但是由于地下水引发的地下空间开发事故却仍然时有发生,这不仅会造成大量的人力、物力和财力的损耗,影响地下空间的开发环境,更是直接关系到人民群众的生命安全,在地下空间的应用上埋下了安全隐患.出现岩土开发地下水问题的根本原因是相关负责人缺乏对地下空间岩土开发工程的动态性认识,选用的工程措施与地下空间开发的地质环境特征不协调.此外,相关岩体水力学、非饱和土土力学等理论并不完善,无法适应地下空间岩土开发工程的实际需要,使得岩土开发的地下水问题没有得到有效的解决.

(三)地下岩土的稳定性问题

地下空间是从岩土层中开拓出来的,地下岩土是直接影响地下工程开发的因素,在现代化城市地下空间的开发过程中,岩土的稳定性问题是地下空间开发中普遍存在的问题,所以工程施工单位必须高度重视地下岩土的稳定性问题.由于受气候特征等环境因素的影响,地区岩土的质量存在差异,其施工的要求和方法也不尽相同.例如就坐落在基岩区和软土区的城市来说,其地下空间的岩体和土体之间存在着明显的差异,所以其工程开发过程中空间的稳定性也不同.虽然我国地下空间岩土工程开发的较晚、历史较短,但是发展的并不缓慢,在矿业、交通、能源以及军事等诸多方面取得了相当大的成就,有着长期的地下工程经验.因此,广泛吸取经验教训,结合城市地下空间的岩土体特征,提出有效的措施和方法以解决地下岩土的稳定性问题.

二、地下空间岩土开发工程地质勘测的新思路

随着城市建筑数量的增多,规模的扩大,城市地下空间开发是城市化进程的必然趋势,正逐渐成为城市基础设施建设的重点.而地质条件是影响地下空间岩土工程开发的重要因素之一,也就是说地下空间岩土工程的开发离不开对地质条件的勘测.在现代化城市建设下,国家高度重视工程地质条件的分析,加强对每一项工程建设的地质勘测和控制,以提高工程建设的质量.但是就其发展现状来看,工程地质问题并没有得到有效解决甚至呈现恶化趋势.因此,针对上述问题,结合工程开发的实际,提出了地下空间岩土开发工程地质勘测的新思路,具体体现在以下三个方面.

首先,正确认识地质条件特征.不同的地区其地质条件存在一定的差异性,正确认识地质条件特征是地下空间岩土工程开发过程中的首要环节,只有充分了解了地质条件特征,才有可能不断提升工程开发的质量.对于平原类型的地质条件,施工相对简单；特别是山区的地下空间开发,在施工之前必须进行实地勘测,查阅相关资料,以充分掌握当地的地质情况,做好全面的控制工作.其次,树立正确的开发建设理念.在地下空间岩土工程开发中,部分施工单位管理人员过于高估人的主观能动性,忽视了地质条件的客观性,抱有人定胜天的思想理念,认为只要通过不懈的努力,就可以完全不受地质条件的制约,但事实上,这种人定胜天的观念是错误的.人可以充分发挥主观能动性,采取有效措施应对地质问题,做好预防和控制工作,尽量减少和避免由于地质条件造成的施工问题,但是无法改变地质条件的特征.最后,加强岩土工程开发的技术创新.岩土工程开挖技术是地下空间开发的关键,根据不同的地质条件选择有效的开挖方式,在明挖法、暗挖法、盖挖法、盾挖法、沉管法、冻结法以及注浆法等开挖法的基础上不断加强技术创新,探索出更先进的开挖技术,以适应地质的复杂性特征.

三、结束语

综合上文,地下空间岩土工程开发是一项多学科、多领域的长期复杂性工程,是城市化发展到一定阶段的必然趋势.然而工程地质问题影响了城市地下空间的开发质量与效果,区域稳定的工程地质问题、岩土开发的地下水问题以及地下岩土的稳定性问题是目前地下空间岩土工程开发的主要地质问题.作为岩土工程开发项目的管理者,应该高度重视工程开发中的地质问题,结合施工地区的地质条件,从多方面提出有效的地下空间岩土开发工程地质勘测的新思路,保证地下空间岩土开发工程安全、高效的完成,从而最大程度实现工程的经济效益与社会效益.