摘要：隨著城市經濟的增長和人口的迅速膨脹，城市用地明顯短缺。從而開始在各大城市形成了一輪向地下爭取空間的熱潮。在地下空間進行工程開發的過程中會遇到一系列的工程、水文、環境地質問題，同時工程開發也對當地的地質環境造成了一定的影響甚至破壞。于是本文僅以合肥市為例對地下工程開發中可能遇到的地質問題提出應變對策，相應的也就地下工程開發對水文、環境地質等造成的影響和破壞提出預防措施。
　　關鍵詞：城市地下空間；工程地質；對策；預防措施
　　1前言
　　21世紀隨著城市化進程的不斷深化，現代城市特別是大城市都不可避免的進入一種人口膨脹與土地資源短缺的矛盾當中。為了實現城市土地集約化發展以及滿足人們對現代生活的需要，過去的幾十年人們普遍采用的是向城市的高空尋求空間，與此同時，我們發現隨之也產生了各種各樣的問題和矛盾，特別是交通問題和生態環境問題。為了更好的實現對土地及其他資源的可持續發展，人們開始逐漸向城市的地下空間尋求更好的解決方法。
　　現在，地下空間資源正越來越多的被利用與地鐵、地下街、地下車庫、共同溝等各類的地下工程中，在工程建設的時候我們常常會遇到一系列的工程地質、水文地質以及環境地質問題需要處理，在處理不當的時候也會反過來引起周圍地層的位移、變形、沉降等環境工程地質問題對環境造成破壞。因此，我們應該妥善處理城市地下工程中所遇的問題。
　　2地質環境對城市地下工程建設的主要影響及一般應對方法
　　2.1城市地下工程開發利用現狀
　　1863年英國倫敦建成世界上第1條地鐵至如今形成了大型快速交通系統；普通地下室到向下延伸的大型地下商場；從單一地下管網到大型供水供能等多種管網的共同溝，國外地下工程建設到今天已經發展的相當有規模。而國內在擺脫了“以人防地下工程建設為主體”的發展過程之后，現在北京、上海、深圳、廣州、武漢、重慶、天津等約20余個大中城市相續開始或完成了以城市地鐵、商業街為主體的地下空間開發規劃,并且已經擁有大型的地下設施。中國城市正剛開始對城市地下空間進行綜合、系統的開發。
　　以合肥市為例，合肥市軌道交通1號線一期工程從合肥站至徽州大道站，線路長約24.65公里，全部為地下線。試驗段工程為四站四區間土建工程。車站設計為地下負一層側式站，區間覆土滿足主要市政管線通過要求，車站及區間均采用明挖法施工。軌道交通1號線試驗段已于2009年8月7日正式開工，雖然此次試驗段僅完成土建部分暫不進行運營，但這標志著合肥市的地下工程建設正進入了淺層地下空間開發建設的歷史階段，已逐步走上了城市空間向三維拓展的軌道。
　　2.2合肥市地下工程開發的主要問題及一般對策
　　城市地下空間是以巖土體為介質和環境的，因此，城市巖土工程條件直接控制地下空間開發的難易程度，對地下工程的安全和經濟起決定性作用[1]。城市地下工程中遇到的巖土工程問題，因地質構造、巖土體性質、工程規模和使用要求、施工方法、施工階段而異，但核心問題仍是巖土體強度、變形、水力特征以及巖土體與地下結構相互作用下的穩定性問題。
　　合肥市地處江淮丘陵中部，地貌景觀為微波起伏，崗沖相間。地形總趨勢由西北向東南傾斜，區內地形標高一般為10~50m。區內地表大都為第四系覆蓋，其中以上更新統粘土分布最廣。第四系沉積物主要成因類型為洪積、沖積類型，西部大蜀山山麓為殘坡積層。第四系沉積物厚度、分布明顯地受地貌、基底構造控制。西北、西部及西南為抬升區，第四系厚度一般為10~20m，東部及東南部為下降區，厚度為25~40m，最厚達60m[2]。南淝河河漫灘與一級階地為全新統粘土、粉質粘土、粉土及粉細砂層，二級階地上廣泛出露上更新統粘土,中、下更新統粉土夾砂層位于全新統與上更新統之下。基底由第三系~侏羅系泥巖、砂巖組成(圖1和圖2)。
　　總體來看，合肥市地質可分為以下四個分區：（1）良好場地。主要分布在河流二級階地，面積近700km2，占全區總面積的2/3；（2）較好場地。主要分布在一級階地以及西部大蜀山區，面積為130km2,占全區面積的14%；（3）中等場地。主要分布在階地坳溝區、素填土堆積區；（4）較差場地。主要分布在河漫灘及掩埋古河道區。
　　2.2合肥市地下工程開發問題的一般對策
　　對于良好場地大都為膨脹土地基，多呈軟塑－流動狀態，地基承載力低；易產生滑動、沉降等不良工程地質現象。對于輕型建(構)筑物應注意膨脹土的影響，一級建筑物在選擇持力層、基礎形式時,應根據地層結構、地下水等因素進行技術、經濟的合理性分析，以減少施工難度，縮短工期，降低造價。中等場地區要查清素填土、新近沉積土的厚度、均勻性，根據建筑物的特點和要求，選擇適宜的持力層和基礎形式。較差的場地區，三級建筑物可充分利用上部硬殼層，重要工程可采用樁基或地基處理方法。本區粉土夾粉細砂層，根據其密實度、埋藏條件、粘粒含量及原位測試指標等綜合判定[2,3]在地震烈度為7°時不發生液化。較差場地區深基礎施工時要注意降水和支護以及由于降水造成地表的變形和相鄰建筑物的破壞。
　　除此之外，地下工程往往位處市區繁華地段，由于種種原因，在施工過程中，對周圍地面建筑物、地下管線和市政設施等都可能造成不同程度的危害，甚至危及人民的生命財產安全。所以合肥市在其他形式的地下空間開發時應該吸取其他地區的成功經驗，在規劃設計時進行綜合考慮，例如處在活動斷裂破碎帶中地鐵隧道的穩定性和安全性、軟土地基樁基的穩定性和承載力、非均質巖體邊坡評價與整治、深厚軟土路基的沉降控制與處理等。另外，在“5.12”特大地質災害的警示下，地下工程建設也應要充分考慮可能發生的地質災害并以此為基礎考慮城市地下空間的發展和改造。對合肥市而言屬地震烈度Ⅶ度區，尤以合肥市區、肥東梁園、橋頭集等地為地震危險區。區內工程應充分考慮防震措施，建筑工程應按地震烈度Ⅷ度設防。
　　3城市地下工程建設對地質環境的影響及主要預防措施
　　城市地下工程建設往往與工程地質、水文地質、環境地質息息相關，在對地下空間開發時如果不能合理的處理這幾者的關系時，往往就對周邊的環境造成極大的影響。
　　1) 對工程地質環境的影響。
　　地下工程在施工中或竣工后，出現地面變形問題是最常見的環境工程地質問題，如天津地鐵西門試驗段施工中，在箱體頂進過程中，因降水，頂進時超挖及土體擾動，使箱體的整個高程下沉7cm，滑板的端部下沉5cm。上海黃浦江交通隧道，1965年動工,，1976年建成,全長2760.72m，盾構敞胸或部分開挖施工時，在降水疏干開挖面產生全面滑動，引起較大沉陷。因此,地下工程建設會擾動土層,產生軟土層蠕動，飽水砂性土的管涌、地面變形等環境工程地質問題。
　　2) 對水文地質環境的影響。
　　城市地下工程對水文地質的影響主要是造成地下水環境的變異。例如地下工程施工中，為保證開挖面的穩定，往往需要人工降水，如在地下水較淺地區進行深基坑開挖，用盾構法在飽和土體中施工隧道，都需要進行大面積的人工降水。大面積的人工降水，將導致地下水“漏斗式”下降。以合肥市為例，開采地下水的主要地段為合肥市東部工業區和南郊原淝河汽車制造廠一帶，目前由于超量開采形成的地下水下降漏斗已降至含水層頂板以下。另外，地下工程施工中為提高土體的防滲性能和增強土體的強度所進行的化學注漿，可能引起地下水的化學污染；施工中產生的廢水(洞內漏水、洗刷水、排水)、廢漿以及施工機械漏油等，將影響地下水水質。地下工程運營中對地下水環境的影響是大范圍的，時間上具有“滯后性”，對地下水環境有潛在的影響。[4]
　　3) 預防措施
　　地下工程對地質環境的破壞可以采取的預防措施包括：對城市地下巖土體立體結構進行分區，指出各類結構的地域分布，以服務于城市地下空間規劃與建設；開展詳盡的工程地質勘察。掌握其地層巖性、地質構造、水文地質、地應力方向等工程地質環境要素以此為基礎進行詳細設計；實行科學的降水設計。合理地選擇降水方法，在此基礎上進行人工降水的方案設計，以及進行降水方案的水位預測，通過預測進行降水方案的優化，從而達到最佳的降水方案；推行考慮時空效應的工程技術；做好現場監測，開展信息化施工技術；積極采用新技術、新方法；積極推行地下工程建設系統管理與防御技術[4]。
　　參考文獻
　　[1]中國工程院課題組.中國城市地下空間開發利用研究[M].北京:中國建筑工業出版社,2001
　　[2]郭恒久.合肥地區超壓密粉土~砂層的性狀與地基評價.安徽地質,1998,(1):11~17
　　[3]王國強.信江界牌樞紐工程基坑滲透穩定性評價.巖石力學與工程學報,1999,18(1):213~216
　　[4]李相然,張友全.濱海城市深基坑開挖變形特征及防治對策[J].地下空間,1998,18(4):228-232.