水文地质勘察在轨道工程施工中重要性
水文地质勘察在轨道工程施工中重要性 【摘要】随着城市化建设的不断深入,城市轨道交通工程建设逐渐发展壮大, 尤其在一线城市中,轨道交通建设发展得更是如火如荼。但是,在建设的过程中 或多或少的存在一些事故问题,如地面沉降、轨道突起、透水等,产生上述问题 的主要原因便是水文地质问题,由此可见,在轨道交通施工中水文地质勘察十分 重要。基于此,本文将对水文地质勘查的相关内容进行概述,并且将水文地质条 件对轨道交通工程施工的影响进行阐述,以此来说明水文地质勘察在轨道工程中 的重要性。【关键词】水文地质勘察;
轨道交通;
施工 引言 近年来,我国城市轨道交通得到快速发展,但建设安全、质量问题也接踵 而至,根据事故调查显示,大部分事故发生都与水文地质勘察有关,水文地质问 题对工程质量危害较大。由此可见,对轨道交通建设中水文地质勘察进行研究显 得十分重要。
1水文地质勘查概述 1.1勘察的必要性 城市轨道交通工程属于线性工程,一般线路均比较长,往往跨越多种地质 单元,部分地区的工程地质环境十分复杂,给轨道交通的设计及施工造成很大影 响。轨道交通工程在施工中很容易受到外界因素的影响,并且在勘察过程中很可 能忽视水文地质问题。在对一般工程的水文地质进行勘察时,只查明地层渗透性、 地下水位的埋深、变化幅度与水质腐蚀性几个方面,而对地下工程的水文地质勘 察工作中,不仅要查明以上水文特性,还应查明地下流径、动水压力等情况。地 下水不但属于岩土体的组成部分,会对土体工程特性产生直接影响,而且其又属 于基础工程的环境,将对建筑物的质量与稳定产生极大影响,如若没有地下水的 作用,则轨道工程中的岩土问题便能够极大的减少,因此水文地质方面的勘察虽 然难度较大,但却十分必要。
1.2勘察的内容与要求 在城轨交通建设中,水文地质勘察主要包括以下几个方面:(1)调查拟建设区域中地下水的类型;
(2)调查施工范围内含水层状况,如含水层的分布、厚度、埋藏深度、 含水量情况等;
(3)在上述两点的基础上,估算施工区域内含水层的各项数值,如渗透 参数、渗流特性、影响半径等。在城轨建设水文地质勘察要求方面,在《城市轨 道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)中指出,工程建设应全面调查和 明确工程建设区域内的水文地质条件。但是,很多工程对此方面重视程度不高, 在水文地质的勘察上没有达到规范的要求。因此,应对此方面给予严格要求:
(1)勘察工作的开展应采用合理、缜密、科学的方法,提高水文勘察质 量;
(2)查明施工地区各项与工程相关的水文地质情况,保障各项参数的全 面、真实、具体;
(3)以勘察结果为依据,将地下水对岩土体、建筑物产生的影响进行分 析,并制定出科学有效的预防措施与治理对策,为轨道交通建设提供可靠的水文 地质依据,最大限度的减轻地下水对工程带来的干扰。
2水文地质问题对城轨交通建设的影响 在城轨交通建设时,水文地质问题属于阻碍工程顺利进行的主要问题之一, 并对工程安全构成较大威胁,一旦水文地质问题突然爆发,如事先没有做好预防 措施,将为工程建设带来巨大的经济损失,甚至人员伤亡。本文将与我国多起轨 道交通事故案例相结合,对水文地质问题对城轨交通建设的影响进行分析。
2.1地下水动水压力影响 通常情况下,地下水动水压力处于稳定状态,在勘察时不会发生较大改变, 但在项目建设过程中,如若抽取大量的地下水,则会使地下水动水压力发生改变, 从而对工程产生不良影响。另外,动水压力还与极端天气等因素有关,都将对其 产生影响,造成较大波动。例如,在南京地铁2号马坊站的施工中,由于该站受 到地形地貌因素影响,使地下水聚集在四周,加之地质条件复杂、土质较为松散、 压缩变形较大,极易导致周围环境发生改变。该地区原本地下水资源便极为丰富,加上事故发生之前多为雨天,致使施工区域内承压水水压增大,最终将轨道底板 穿破,导致轨道异常凸起,从而引发事故。
2.2地下水对特殊性岩土的影响 地下水与膨胀岩土、风化岩、粉砂、湿陷性土等有较大的相互作用,一旦 地下水发生改变,与之相关联的因素也将随之改变。当地下水深入到上述具有特 殊性的岩土层中时,很容易使土体结构发生变化,或是使其产生变形,或是使其 降低承载力,从而对轨道交通工程带来不良影响。例如,在西安地铁1号线的事 故中,从相关勘察资料中可知,该区域的土质类型为膨胀性土,当土质与大量水 分接触以后,土体结构发生改变。正因如此,当基坑开挖到4.5m后,由于支护措 施不到位,加上连续降雨天气影响,使土体结构被改变,在外部施工的干扰情况 下,土体剪切变形进一步加剧,最终造成了塌方事故产生。
2.3地下水水位与流速影响 地下水的水位变化主要受两种因素影响,分别为地质因素与气象因素。其 中,地质因素包括含水层结构改变、施工破坏等内容;
气象因素主要包括连续降 雨、短时高强度降雨、洪涝等灾害,降雨天气会使地下水的水位、流速均发生改 变,从而增加了轨道工程的施工难度与危害概率。例如,在杭州地铁1号湘湖站 的事故中,由于该地区地质环境较为复杂,主要以粉砂类、淤泥质土为主,具有 较大的含水量、流失严重,当地下水流速变快时,很容易使土体发生变形。而在 杭州地铁建设时,由于施工单位并没有对此加以重视,施工中属于违规施工,没 有有效的支撑,加上连续降雨天气加快了地下水流速,最终导致管涌、流砂、基 坑坍塌等多种安全事故并发,造成了不可估计的经济损失与人员伤亡。
2.4地下水埋藏异常影响 地下水的埋藏多种多样,在轨道交通建设水文勘察时,应重点查明是否存 在古河道、暗浜、地下河,并且在勘察时应查明古河道的走向、范围与河床断面 等等,确保在工程正式开始之前,能够充分了解河势与水文情况,暗沟、暗塘的 分布情况与埋藏深度等等。例如,在南京地铁九华山站的事故中,九华山站到北 京东路站这段路线处于秦淮河古河道当中,砂层中蕴含大量水分。由于在轨道施 工过程中,对周围土体造成了严重扰动及破坏,降水措施不健全,因此在开挖到 19m时便出现了地下水突涌问题,最终导致了涌水流砂事故的发生。综上,在轨 道交通建设中,由于水文地质勘查不到位而引发的事故问题数不胜数,这也从侧面体现出了水文地质勘察在轨道建设中的重要性,要求各方参建单位应对此加强 重视,采用科学缜密的勘察方法,并制定应急处理方案,有效避免涌水、流砂、 基坑坍塌等安全事故的发生。
3水文地质勘察的注意事项 在轨道交通建设中,根据相关规定,应对地下水参数进行实地量测,主要 参数包括稳定水位、初见水位以及与工程相关的含水层水位。同时,还要采取地 下水试样,对其中的给水度、越流系数、单位吸水率等参数进行测量,主要参数 的测定方式.为了对轨道交通工程水文地质条件进行有效勘察,采用以上方式获 取水文地质参数,并且通过室内试验的方式,完成室内渗透试验与水质分析试验。
此外,还应基于施工场地内水文地质条件的复杂度与相关设计要求,对地下水的 径流方向、边界条件以及补排关系等进行勘察。如若工程区域周围地表水体对工 程产生的影响较大,则需要重点把握地表水体与地下水之间的水力关系。作为勘 察技术人员,应在水文地质试验设计时,立足于施工区域地质的实际情况,有针 对性的开展工作,做好水文地质调查,这将对轨道工程顺利实施起到极大的保障 作用。
4结论 综上所述,通过本文的研究与分析能够看出,水文地质勘查对轨道工程施 工安全十分重要,做好勘察设计工作才能够保障轨道工程顺利实施,取得预计结 果。由于水文地质问题对轨道施工影响重大,因此各方参建单位应加强此方面的 重视程度,条件允许的情况下增加勘察工期与经费支持,使水文地质勘察质量与 效率有效提高,确保轨道工程顺利圆满完成。