城市地下工程地质问题

工程地质问题是人类工程活动与地质环境间不协调而危及工程的施工和安全运营的地质问题。由于工程类型的多样性和规模的差异性，加之工程地质环境的复杂多变性，可以说任何工程都会遇到一定的工程地质问题，也正是为解决工程地质问题而推动了工程地质学的发展。受人类工程活动和自然地质环境双重因素的制约，工程地质问题习惯上分为与区域稳定有关的工程地质问题、与岩土体稳定性有关的工程地质问题、与地下水渗流有关的工程地质问题和与淤积有关的工程地质问题几大类，进一步依工程类型和工程地质条件主因进行细分，又分为岩质边坡稳定问题、土坡稳定问题、黄土边坡稳定问题、膨胀土边坡稳定问题等。地质环境是自然历史形成的，具有一定的区域性特征，从而决定了某些工程地质问题只产生在特定地区的工程建设中。如与区域稳定有关的工程地质问题发生在构造活动带，与黄土有关的工程地质问题发生在黄土分布区等。人类工程活动类型虽然很多，但从与岩土体间的关系来看，可划分为移动土石（各类岩土体开挖）和改变岩土体赋存环境状态（应力状态、含水状况和温度场）两类，进而研究与之相关的工程地质问题。由于我国城市地下空间开发还处于初级阶段，关于城市地下工程地质问题的研究尚待开展，这里参考一般地下工程中地质问题，并结合城市地下空间开发特点，简列出城市地下工程地质问题的主要类型。

（一）城市地下区域稳定性问题

虽然总体上说地震对地下工程的破坏性要较地面工程小，但因其破坏力巨大，加之修复的困难性等。因此，城市地下区域稳定性问题是对位于构造活动带内的城市进行地下空间开发必须认真研究的重大工程地质问题。其中，主要有地下工程如何通过活断层和地裂缝带，地下空间周围易振动液化土层的评价处理问题等。另外地面沉降、岩溶塌陷也有人将其归为区域稳定性问题。对前者而言，我国已有许多城市不同程度地发生了地面沉降。由于地下工程多系刚性构筑物，与周围土层变形性差异显著，当地面沉降使地下工程周围土层变形达一定程度时，无疑将引起线性地下工程发生不均匀变形从而导致破坏，加之地下水及振动影响，使这方面问题会更突出。

（二）城市地下岩土体稳定性问题

由于地下空间是从岩土体中开拓出来的，因此城市地下岩土体稳定性问题就是城市地下空间开发中普遍存在的工程地质问题。但鉴于各城市的岩土体类型、工程特性、赋存环境等不同，使岩土体稳定的表现形式和程度有很大差别。如坐落在基岩区和软土区的城市地下空间稳定性问题，因岩体和土体的工程性质差别而不同，这是显而易见的。虽然人类开发城市地下空间历史较短，但在矿业、交通、能源、军事等诸多方面却已有长期的地下工程经验，广泛吸取这方面经验教训，并从城市的岩土体特征出发，解决城市地下岩土体稳定性问题是完全可能的。

（三）城市地下空间开发的地下水问题

绝大多数城市开发的地下空间是处于饱水岩土体中，地下水对岩土体工程性质具很强的物理、化学弱化作用，地下水引发的工程地质问题是城市地下空间普遍存在的重大问题。虽然近年来岩土体排水、堵水等防治水对地下工程岩土体稳定性影响的工程技术有了很大进展，但由于地下水引发的地下工程事故仍时有发生，其根本原因是对问题的复杂性和动态性认识不足，选用的工程措施与工程地质环境特征不协调。另一方面，解决岩土体地下水问题的岩体水力学、非饱和土土力学等理论尚在发展中，理论落后于实际工程需要也是原因之一。

（四）地面工程基础对地下空间开发的影响问题

由于城市地下空间开发远滞后于地面工程建设，修建地面工程时多未考虑地下空间开发，许多软土地区城市的高大建筑物多采用深入地下数十米的桩基，如上海的钻孔灌注桩已达80多米，协调地下空间开发与已有的地面工程基础间的关系，是城市地下空间开发不同于一般地下工程的特殊工程地质问题。如不能很好地解决这一问题，不仅影响地下空间开发，而且将影响地面工程的安全，近年许多城市都不同程度地发生了这类问题。由于问题的复杂多样，进行地下空间开发时，必须在查清已有工程基础的前提下，针对具体情况进行处理。

总之，城市地下空间是城市可持续发展的重要资源的观念应当成为城市发展的指导原则。城市地下空间开发规划应成为城市规划的重要组成部分，对加强城市工程地质区划研究及城市地下工程地质问题研究与提高地下岩土工程技术是城市地下空间开发的技术保证。