地下水位下降引起的环境地质问题探讨

地下水是水文循环的重要环节,过量开发或排除地下术所造成的地下水位下降,会引起一系列严重的环境地质问题.主要是水文循环平衡破坏、生态环境退化、水岩(土)力学平衡破坏以及渗流场平衡破坏等问题.该文对这些环境地质问题的形成原因及过程进行了探讨,并针对引起这些问题的原因提出了一些防治对策.     

郑州城市地下空间开发敏感地质因子的分布特征

在对郑州市的工程地质相关资料梳理的基础上,针对研究区工程地质特点,结合地下空间开发利用情况,认为研究区地下空间开发的敏感工程地质因子主要有淤泥质土、液化土、湿陷性黄土、钙核富集层。在地下空间开发过程中,为了研究工程地质敏感因子可能导致的环境地质问题,对淤泥质土、液化土、湿陷性黄土、钙核富集层的分布范围进行精确刻画,为地下空间开发利用提供地质依据。     

尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价

为了科学合理地开发利用城市地下空间资源,以尉氏县为例,分析影响冲积平原型城市地下空间利用的地质环境因素,以地形地貌、工程地质、水文地质为准则层,结合层次分析法确定权重,建立评价模型,并借助GIS技术,对研究区不同深度地下空间资源利用的地质环境适宜性进行评价.结果表明:研究区内影响地下空间利用的地质环境因素主要有地貌类型、土质均匀性、主持力层厚度、地下水埋深、地下水腐蚀性、含水层富水性.尉氏县中心城区浅层地下空间资源利用地质环境适宜性较差区占22.55%,中层适宜性较差区占12.18%.在适宜性较差区建设地下工程时,应采取有针对性的工程措施.通过评价尉氏县城地下空间资源利用的地质环境适宜性,可为冲积平原型城市地下空间资源利用提供地学支撑.     

TRD工法在基坑支护工程中的应用

随着城市建设规模的不断升级,地面空间的日趋饱和,人们开始把目光转向地下寻求城市发展的空间,即进行城市地下空间的开发利用。而地下空间的开发建设首当其冲的就是基坑工程。伴随着地下空间开发层次的不断深入,基坑工程规模越来越大,对施工技术要求越来越高,特别是在各种复杂的地质条件和水文环境下,如何合理地解决好基坑支护方面的问题,岩土工程界的学者和工程技术人员进行了不懈的努力,取得了许多新的成果,积累了丰富的经验,促使新技术、新方法、新工艺不断涌现,本文比较系统的介绍了TRD工法即锯槽搅拌成地下连续墙在基坑支护中的运用。     

宜万铁路岩溶隧道施工地质技术

以宜万铁路岩溶隧道的施工地质技术实践为例，介绍了施工地质作为工程勘察阶段工程地质勘探在施工阶段的延续，用以在施工过程中解决勘察阶段所没有或不能解决的工程地质问题。施工地质以超前地质预测预报为主体，以规避大型施工地质灾害为目的，在施工阶段针对可能发生的隧道围岩变更；可能存在的溶腔、断层构造、地下暗河的预测预报；可能引发的水文环境地质问题；工程竣工以后可能存在的隐伏地质病害等，在隧道施工环境条件下为保证施工进度、保证施工安全、保证工程效益、保证工程质量所进行的综合工程地质工作。施工地质包括综合超前地质预报、水文观测和隧道周边及隧底隐伏岩溶探查。     

基于地质雷达方法确定断层特征参数

断层是地下工程中经常遇到的地质构造，其特征参数的准确判定对地下工程的施工与维护具有一定的意义。采用地质雷达方法可以直接探测到一定浓度范围内断层的集团、走向、倾向和倾角，通过对标志层位置的直接确定，可以间接得到断层落差。工程实例表明，地质雷达方法确定地下工程中断层的特征参数是可行的。     

地下水对城市地下空间开发的制约及机理

国土空间资源和城镇化用地需求矛盾日益突出,城市地下空间开发是解决上述矛盾的有效途径.然而,城市地下空间建设及运营过程中将改变地下三相介质(固-液-气)的平衡状态,造成一系列工程、环境及生态问题.地下水是地质体中能量传输和物质迁移的载体,是引起岩土体性质、地下水化学组分及水动力条件变化的关键因素.因此,以地下水为主线,总结并阐述了8种城市地下空间开发及运营过程中可能引发的与地下水相关的工程、环境及生态问题:地下水水压、浮力、地表变形及沉降、特殊岩土体性能劣化、地下结构腐蚀、地震震害、地下水污染及城市热岛效应.由于目前研究地下水与城市地下空间(特别是深部地下空间)相互作用的机理及实际案例很少,导致对地下水系统变化造成的相关问题的机理认识有限.提出了5个方面的研究建议:加强对城市地下空间建设及运营过程中的体系化监测;研究地下水系统变化对岩土体物性影响;研究地下水系统变化对地层中有毒元素由深部向浅部垂向运移机理;研究多场耦合作用下城市地下空间开发与地质环境相互作用及长期影响;研究地下水水位变化对基础抗浮设计的影响.     

复杂地质条件下地下洞室曲面块体地震响应分析

近年来我国兴建了大批大型地下洞室群,许多地下工程因地震而遭到破坏,因此地震作用下地下洞室的动力响应及工程安全问题越来越受到重视.局部块体是控制洞室稳定的关键问题,对块体进行地震响应分析具有十分重要的意义.针对洞室区域存在大量复杂地质曲面的情况,在曲面块体的快速识别方法的基础上提出了曲面块体的地震响应分析理论与方法,研究了基于三维地质模型的随机裂隙面生成及动态校核技术,运用改进的Newmark法——Hilber-Hughes-Tayor算法对复杂地质条件下曲面块体的地震响应进行了分析研究,并将其应用于我国西南某水电工程实例中.     

地质雷达在非金属地下管线探测中的应用

随着城市现代化的发展,地下电缆、管道的密集度越来越大.它们的安全直接关系到经济建设、市民生活,同时,也影响到施工人员的人身安全.因此,地下工程中如何在施工时避免破坏这些地下管线就变得越来越重要.     

城市地下空间岩土工程安全技术现状与展望

由于环境地质、尤其是环境土工的复杂性,城市地下空间开发中的岩土工程安全是工程实践中的热点问题.本文就城市地下空间岩土工程监测技术、监测资料分析及变形预测、施工安全预警系统的技术现状进行了综述,介绍了这些方面的技术进展,对未来城市地下空间岩土工程安全技术的研究方向和发展作了展望.     

上软下硬地层隧道破坏规律数值模拟

在进行地下工程施工的过程中,往往会遇到复杂的工程地质问题,特别是上软下硬地层的地质问题,更是地下工程研究的重点。运用数值模拟的方法,采用实际工程浏阳河隧道的地质岩层的物理参数,进行模型的构建以及隧道分步开挖的模拟,分别针对隧道处于上软下硬地层3种位置不同开挖条件下隧道围岩的应力、应变、剪力云图的对比分析,得出了上软下硬地层条件下隧道围岩的破坏机理。     

水利工程特殊地质钻孔灌注桩施工处理实践

钻孔灌注桩遇特殊地质状况施工措施选择是工程顺利完成的关键,本文结合实际施工中的一些经验,提出钻孔灌注桩遇到孤石、斜岩面、地下裂隙和溶洞等特殊地质状况有效的处置方案和措施。     

历史文物地下空间资源开发适宜性评价方法

为了利用地下空间开发解决历史文物保护与更新中存在的功能拓展、建筑用地短缺等问题,通过对历史文物地下空间开发适宜性的历史文物保护与开发特性、历史建筑地下空间开发、空间区位条件、工程地质条件和水文地质条件等影响因素进行分析,建立地下空间开发适宜性评价指标体系,利用层次分析法确定各影响因素的权重。针对各影响因素定性和定量指标的特征,应用模糊数学综合评价方法,构建地下空间适宜性评价模型,得出评价指标隶属度函数,确定评价等级的划分标准和范围,明确地下空间禁止开发区、限制开发区、适宜开发区和鼓励开发区等4种开发保护类型。以历史文物及相关街区内某一区域的各项指标为例,确定了历史文物地下空间开发适宜性评价方法。     

煤炭原位开发地质保障

“双碳”目标下,面对“缺油、少气、相对富煤”的资源禀赋特征,煤炭在一段时期内仍占据中国的主体能源地位,但煤炭的低碳、清洁开发转型势在必行。地下原位热解、气化、干馏、制氢等方式有望成为未来煤炭开发的重要抓手。当前对煤炭原位开发已有较多探索,但地质选址和开发过程的地质安全性、可靠性和环保性仍是制约其规模化和商业化的科学难题。因此,煤炭原位开发地质保障的理论和技术研究亟待深入。秉持“安全、经济、环保、可持续”原则,从煤炭资源禀赋特征和地质条件出发,分析了煤炭原位开发研究现状;基于煤炭开发全生命周期的科学理念,提出了“煤炭原位开发地质保障”的科学内涵;在查明采前地质条件的基础上,从物理机制角度揭示深部原位开发过程中围岩地质体响应特征和损害规律,阐明原位开发中岩体工程地质力学行为,构建原位开发地质条件动态评价模型,形成原位开发减损保障策略和方法,提出原位开发空间的再利用途径,并以煤炭地下气化和地下热解2种开发模式为例阐述了原位开发阶段性,明确了原位开发区设计的地质条件要素,强调开发过程中实时动态监测和评价围岩地质体响应保证开发区密封性与安全性,实现地质条件时空演化的评价及地质风险可控性,此外注重...     

城市地下工程环境岩土工程的研究方法——以南京城市正在兴起的大规模地下工程为例

以南京城市正在兴起的大规模地下工程为例，从地质介质(岩、土、水)环境和市政环境对施工方案、设计参数的制约作用，地下工程施工对环境的影响，地下工程施工对岩土环境设定目标的控制等三个方面综合论述了城市地下工程环境岩土工程的研究方法问题。     

复杂地质条件下地下空间建模新方法

随着计算机运算速度不断提升以及各种商用数值软件不断发展,模拟计算复杂地质条件下的工程问题已不再困难,但符合实际地质条件的工程模型建立却仍较难实现。传统方法直接建立地质体、地下空间体,并布尔操作,最后进行网格划分建立模型。但由于地质体复杂,建模时间过长,且只能进行自由划分,使得划分后的网格极为不均匀,单元退化明显,节点单元数量偏大。为此,本文基于ANSYS前处理,提出了先建立网格化的地质体,再将地质体,地下空间体进行布尔操作,最后网格划分的新方法。相比传统方法,这种方法由于先网格化地质体,其生成的体十分规则,故能快速生成复杂地质条件下的地下空间模型,且网格均匀,节点单元数量均大幅度降低。     

城市地下空间开发利用中的生态保护

为总结城市地下空间开发利用中生态保护的规划设计要求,并为国家标准《城市地下空间规划规范》中生态保护章节的编制提供技术支撑,依托京沪高铁济南西客站片区核心地下空间规划,对地下空间开发利用生态保护进行了专题研究。在对济南市及其地下空间开发区域的环境现状进行详细调研的基础上,总结了与城市地下空间开发相关的城市生态系统的空间构成要素,结合案例分析了城市地下空间开发对城市生态系统的影响,包括对地质环境、地下水环境、大气环境、环境振动、植被的影响等。据此,进一步论述了京沪高铁济南西客站片区核心地下空间开发利用中生态保护的具体要求,包括地下水保护、大气环境治理、环境振动与噪音控制以及城市的绿化建设等具体措施。     

不良地质现象对城市环境的影响及其防治

针对城市地下工程活动引起的不良地质现象 :地面沉降、地面塌陷、斜坡破坏、地下水的不良作用和地下水的污染等因素对城市环境的影响 ,提出其防治措施     

新加坡城市地下空间开发利用现状及启示

新加坡地少人多,人口密度已接近10000人/km2,土地资源严重不足。为此,新加坡政府对其城市地下空间的开发给予了高度重视。从20世纪80年代开始,新加坡先后开发建设了一系列适应其发展水平的地下空间工程,如地铁、地下商业街、地下停车场、地下管网系统、地下储存库、大型地下公共空间等。其地下空间工程的开发,无论是在理论知识还是技术实践方面,都取得了令世人瞩目的成绩。本文介绍新加坡一些典型地下空间工程案例,探讨其在工程建设过程中所遇到的主要技术难题和所取得的科技攻关成果,从而汲取其宝贵的工程实践经验。结合中国当前一些大中城市地下空间开发利用的现状,提出几点建设性意见。     

矿山开采沉陷预测发展现状综述

矿山开采沉陷学是一门综合了采矿、测量、地质、建筑和力学等多个专业的边缘学科,对于地下矿产开采引起的地表沉陷问题早已引起了学者的关注。地下矿产资源的开发开采在带给我们来巨大社会经济价值的同时,也对土地资源、建筑物及构筑物造成破坏,影响到整个环境系统,留下塌陷的采空区和荒芜的采矿场,对此国内外研究人员针对矿山开采沉陷预测都提出了自己的理论和方法。