地下工程环境岩土工程问题研究与认识

地下工程环境岩土工程问题研究与认识

要】环境岩土工程与地质灾害研究的理论方法就是优势面的分析，这为地下空间的安全建造提供保证，而对于地质灾害引发的各种环境岩土问题要根据人地协调原理的多方面的分析和研讨。

关键词】地下空间；环境岩土工程问题：地质灾害：优势面引言

在现代化的环境建设中，城市的竖向发展显得尤为重要，城镇化、现代化的建造中，地下的工程发展十分迅速，这就不乏产生了安全隐患的问题那就是城市环境岩土工程问题，而且还会发展的愈演愈烈，虽然城市地下空间的发展给我们带来很多的方便优势，但是不断发展的岩土问题给我们人类的生存和物质文明带来层层的影响和伤害。因此，在地下空间开展的过程中就要进行技术性的分析和精湛的决策。

1 21世纪是地下空间开发的世纪

1.1 地下空间利用的重要性

随着国民经济的不断发展，城市的已规划面积已经达到很高的比例，而我国人口基数大，这样人均使用面积就小了，要使人们过上幸福舒适的环境，所以合理开发城市空间是城市化发展的大趋势，因而城市的竖向开发就显得尤为的重要。经济的飞速发展也就成为了隧道工程活动进入最高点的助推剂，这也是在2004年国际隧道协会的前主席Hack 所预计的。

在我国近几年来，各大城市也纷纷开始了惊醒了多层次的交通网系统建设，主要是以轻轨、地铁为主。而我国的开发空间不仅仅只向地下

发展，也向上发展，那就是高层建筑深地基，还有地下资源的开采，铁路地铁的修建，西部水电工程的完善，国防军工业这些建设等等，而我们的国家也随着这样的改变而逐步变得强大。

1.2 地下工程引起的环境岩土工程问题

1. 2. 1 地下工程引起的主要环境岩土工程问题

（1）软土地下工程施工变形，引起地面沉降、地面塌陷：浅埋隧道塌方引起房屋道路开裂：管线破坏引起次生灾害。

（2）钦土盾构法地下工程施工：盾构顶底层的破坏突水涌水，引起地面沉降、塌陷；盾构隧道使土体上隆或挤入盾尾内，引起土空隙水压变化和地层固结变异。

（3）砂土液化、渗透变形、粘土触变塑流。

（4）地下水问题：地下排水引起大面积水位下降、地面沉降、地裂、积水。

（5）有害气体，例如沼气。

1. 2. 2 环境岩土工程问题演化为地质灾害问题

地质灾害问题是在环境岩土工程中常常发生的，这是由于对环境岩土工程缺乏了解，缺乏知识研究，所以不同深度下的开发都应该注意其可能会发生的灾害，并作出总结，反复的推敲认证研究。在地下工程的开发中，往往会导致岩体隧道和土体隧道两种灾害问题，而岩体隧道灾害会导致水害地卖弄不均变形、水环境恶化、围岩变形失稳塌方或其他的灾害等等；土体隧道灾害会导致地面变形和塌陷、渗透变形、沙土液化等等，这些都应该引起大家注意，并根据实际情况进行总结。

1.3 地下工程研究思路

1. 3.1 四个基本影响因素

（1）有结构缺陷（2）流变特性（3）地应力作用（4）地下水作用

1.3.2 优势面分析观点学术思路

（1）研究目标和重点：研究目标宏观地质安全、整体稳定性、局部稳定性和突水分析。重点是：关键在于找优势面、优势层（结构性研究）；核心在于抓软岩、软土（物力性研究）；决定因素在于水对稳定性的影响。

（2）背景研究是基础：区域结构与场地结构研究。

（3）建立围岩失稳地质概化模型（f尤势分离体）和围岩突水涌水模式（富水优势断裂）：优势面和优势分离体是模式化、模型化、量化评价和数值分析的基础。

2 地下工程优势面和优势层判定

2.1 地下工程优势面判定

优势面判定地质法：硐室的优势面有数量优势面和地质优势面两类。数量优势面包括节理裂隙带、风化破碎带、断层破碎带、缓倾角断裂等；地质优势面包括活动性断层、软弱夹层、层间破碎带等。

2.2 优势层的确定

2.2.1 优势层是优势面观点在边坡、桥梁和地下工程工程地质研究中的扩展。

2.2.2 优势层的确定可用层组结构和优势持力层量化分析法。层组划分重点研究优势层，如在硬土层中寻找优势持力层；在软土层和液化

层中寻找优势敏感层。

2.2.3 用地质法、岩土分析法、优势指标法等量化可找出优势层。

3.围岩稳定性评价方法

稳定性分为宏观地质安全，整体失稳和局部失稳三类。围岩稳定性评价方法主要有：地质分析法、围岩稳定性分类（分级）评价法、计算法（理论模型）评价。

3.1.1 地质分析方法

（1）松弛质块体稳定性分析：基础主要是结构面组合的几何解析，是一种几何力学方法。（2）地质分析法围岩稳定性评价：有优势分离体，是成硐条件不好，发生塌滑或塌落和产生超挖现象的重要因素。

3.1.2 围岩稳定性分类（分级）评价法

（1）国外岩体质量分级法。（2）中国工程岩体基本质量BQ分级，确定BQ需要两个指标：岩体单轴饱和抗压强度(Rc)和岩体完整性指数(Kv)。（3）毫值法分级与风险分析分级

4 支护设计方法和施工方案

确保地下工程设计成功的方法就要依据天时地利人和的原则进行勘测研究、设计、施工和支护治理的工作。

4 1 支护设计方法

主要是有工程地质类比法、弹塑性理论数值分析法（荷载结构模型――松散地压理论）和新奥法（喷锚支护法）以及现场监控反馈法。

现今，围岩稳定性分类法、新奥法和数值分析方法是最常用的评价和结构设计法。

4.2 施工法主要施工法：矿山法、新奥法、浅埋暗挖法、盾构法。辅助工法：冻结法、管棚支护法、注浆加固法。地下结构施工和地质灾害常相伴共生，支护和治理很重要。

4 3 支护和治理

4 3.1 人地谐调观点

（2）计对性治理（2）地质工程的治理观点（3）生态化(色设计、美化设计)治理。

4 3.2地下工程支护和防水的人地调谐设计

（1）注意超前预报（2）主要的超前预报方法有：超前导坑法、工程地质素描法、超前水平钻探法、台车钻速测试法、超前综合物探法。

5 结语

为了我国经济的快速发展，在施工过程中要抱有严格精益求精的态度，那么对待地下工程要遵循在勘测、设计、施工管理以及管理规章制度上的严格性。对于地下工程的多元复杂性，在面对问题的时候要具有精密的决策，将理论和实践相结合，从理论出发，用以往的经验技艺保驾护航，要在实际的环境下对监测和地质研究要进行强化施工，至于反馈的设计就要用到综合集成模型，这就是为保证我们的工程能够保质保量的完成。这样完美的城市规划空间发展，四通八达的交通就指日可待。