地下水对地铁工程的影响及防治对策研究
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作者:杨永刚
【摘 要】地铁建设过程中，地下水和隧道安全息息相关。地下水加大了施工难度，特别是地质环境越复杂，地下管线越密集，导致地面沉降，影响周边建筑。因此，建设地铁时，应重视勘查施工现场，避免地下水，保护好地下水源与周边建筑，保障地铁工程安全。
【Abstract】Groundwater and tunnel safety are closely related in the process of subway construction. Groundwater increases the difficulty of construction， especially the more complex geological environment， the more dense underground pipelines， resulting in land subsidence， affecting the surrounding buildings. Therefore， when constructing the subway， we should pay attention to the investigation of the construction site， avoid underground water， protect the underground water source and surrounding buildings， and ensure the safety of the subway project.
【关键词】地下水;地铁工程;影响与防治
【Keywords】 groundwater; subway engineering; influence and prevention
【中图分类号】U455 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）09-0115-02
1 引言
由于大部分地铁工程发生在地下，因此，地铁工程质量好，才有利于地下水的安全使用。如果防治地下水不到位，会大大降低地铁工程的质量，严重时隧道崩塌，伤害施工人员。因此，重视防治地下水工作，才能有利于顺利开展地铁工程。
2 地下水的基本类型
地下水的基本存储层指地下岩石空隙或地下含水层，是生产与生活用水的基础水源，干旱区域，群众生活靠地下水，其重要性不言而喻。但建设地铁时，地下水对工程的质量与安全影响很大，容易发生涌水、变形、滑坡等现象。地下水由薄膜水、强结合水、固态水等组成。地下水要充分利用，分类研究其特征。工程建筑利用地下水出于不同的原因目的，类型细分如下：首先是考虑地下水特性，包括其硬度、温度、pH值等;其次根据含水量、埋藏条件等特性分类，包括滞水、潜水与承压水，以及岩溶水、孔隙水与裂隙水。
3 地下水对地铁工程的影响
3.1 地下水渗流的影响
地下水渗流十分影响地铁结构，包括围岩和衬砌等，影响都很大。原来分布地下水渗透和力场等会受到开挖地铁隧道的影响，现在地下水运动，通过动水压力和渗流体积力，影响支护结构与围岩。渗流地下水压力容易造成地铁施工时发生的地下水事故。孔隙水压力在土体孔隙里，变化很大，因为开挖隧道时的失水与开挖前降水，都影响了土体受力与形状，让土体孔隙与渗透系数改变，不利于工程质量与施工稳定[1]。不排水时，水压力与围岩地层压力基本作用在隧道衬砌承载上，让隧道围岩形状改变，其中缘由是接触时的水压力。完全排水时，衬砌的承受力单来自于地层围岩。接触点没有水压力。荷载来源于支护结构向地层围岩的移转，目的是避免水体渗漏，不利于地铁施工。建设地铁时，地下水渗透程度不同，由此出现的问题也不尽相同。土体坍塌与地面沉陷是由于许多砂土被降水带走，同时不间断墙接缝处的砂土由于动水压力不在，围护结构形状发生变化。修建地铁时有丰富的地质环境，因此，通过含水层时，人为因素极易破坏原本的地下水渗透条件，让隧道流入地下水，降低泥浆浓度，降低了工程质量。
3.2 地下水对基础工程的施工影响
边坡稳定性和地下水关系紧密，同时因为地铁基坑主要在地下水位以下施工，因此，地下水也是重要因素。施工过程中，必须重视地下水问题，掌握其运动状态，否则如果地下水流入基坑，将不利于基坑开挖。同时，基坑周围地面形状改变沉降，容易使周边建筑发生倾斜、开裂、变形等现象。另外，注意含水层的隔水层厚度，与基坑开挖成反比，基坑突涌后，成本与施工难度都显著增长，岩土越强，地下水越低，软弱夹层越泥化。同时，地铁中混凝土与钢结构极易被地下水中的有害化学物质侵蚀，减少了其使用寿命。
4 地铁工程的防治措施
根据地下水的防治技术分为主动防水和被动防水。前者主要是引流与降水，降低并转移施工区域的地下水，保护施工工程。后者主要是布置与围护结构。
4.1 被动防治措施
被动防治技术包括材料防水与结构防水，承受荷载是二者最大的区别。建设地铁时，围护结构是混凝土和钢筋混凝土，防水性能是永久的。旋喷桩堵水技术应用最为广泛，其操作流程在基坑的支护桩坡施工完毕后，支护桩间断部位插补旋喷桩，封堵地下水。不过仅可以用在渗透系数较小的含水层[2]。另外还有一种，不断搅拌混合土层与水泥，提高土層的防水与承载力。另外，衬砌混凝土也是地铁工程通过浅埋暗挖来防水。复合衬砌指进行隧道和车站内外双层衬砌，隧道完成后，需要初期支护。盖挖法需要不间断墙或钻孔桩围护结构，反复检测围岩支护的稳定性。结构防水无法达到地铁工程的防水标准，因此，为提高地铁工程的防水性，附加防水层，形成防水隔离线很重要。防水层有柔性，是材料防水中的上乘，一开始支护结构表面包在二次衬砌的外表面。材料防水通过ECB、EVA等高分子树脂板，形成防水隔离层。
4.2 主动防治措施
主动防治包括降水、引流、区域水流转移三种办法。施工时，减轻隧道内的空气压力，保护基地。降低地下水需要井点降水和集水明排。前者增加压力，排出地下水;后者利用泵疏干地下水。降水时，要保护好环境。引流需要排水管、排水沟与水泵。另外，最好在枯水期建设地铁，减轻施工压力。
5 结语
建设地铁时，地下水的防治十分关键，因此，这一举措势在必行。高度重视防治地下水，加强队伍建设，通过现代化技术与管理体系防治好地下水，提高地铁工程质量。
【参考文献】
【1】唐文鹏，黄强兵.西安地铁四号线沿线地裂缝活动趋势预测及危险性评价[J].现代隧道技术，2013（02）：20-25.
【2】于加新.地铁施工的地质灾害危险性与安全管理对策[J].建设监理，2013（04）：49-51.
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