城市地下空间开发中岩土工程问题及其解决对策研究

城市地下空间开发中岩土工程问题及其解决对策研究

胡楠楠

武汉市工程咨询部有限公司 湖北武汉 430000

摘要：文章围绕城市地下空间开发过程中存在的岩土工程问题，对城市地下空间开发特征进行分析，主要表现在地质条件复杂，施工技术要求较高以及对环境影响较大等方面。基于此本文对城市地下空间开发过程中所面临的地下水，地基稳定性以及施工安全风险等问题进行论述。针对上述问题，从地下水控制技术，地基处理技术以及施工安全管理等方面提出优化对策，概述岩土工程问题对城市地下空间开发的意义，并对今后的研究进行展望。

关键词：城市地下空间开发；岩土工程；地质条件；施工技术

引言

在城市化进程不断加快的背景下，城市地下空间开发是解决我国城市土地资源紧张和提高城市空间使用效率的重要手段，而城市地下空间开发过程中也面临许多岩土工程难题，例如地质条件复杂，施工技术要求较高，对环境的影响较大。这些问题都给城市地下空间开发带来了安全、经济、环保等多方面的挑战。对城市地下空间开发过程中岩土工程问题及解决措施进行研究有实际意义，文章旨在对城市地下空间的开发特征进行分析研究，讨论了现存问题并给出了优化对策，希望对城市地下空间开发顺利开展有所帮助。

一、城市地下空间开发中岩土工程特点

（一）地质条件复杂

城市地下空间开发所面临的地质条件比较复杂，因城市地区地质环境变化较大，其中土壤，岩石以及水文地质条件种类不一，所以在对其进行开发时需要对其进行全面考虑[1]。地质条件不确定使地下空间开发风险加大，需采取适当措施进行处理。

（二）施工技术要求高

城市地下空间开发对于施工技术提出了极高的要求，因为其施工环境具有空间小，地质条件复杂以及地下水等特殊性，因此必须要有先进的施工技术与手段[2]。地下空间开发还要考虑到对周围建筑物、基础设施等方面的冲击，以保证建设安全与稳定。

（三）环境影响大

城市地下空间的开发给环境带来了很大影响，在建设过程中会有噪音，振动以及尘土的污染给周围居民生活带来了一定影响[3]。地下空间开发会对地下水资源，生态系统以及城市景观产生一定影响，因此有必要开展环境保护与恢复。

二、城市地下空间开发中岩土工程存在问题

（一）地下水问题

在城市地下空间开发过程中，地下水问题是一个普遍存在的挑战。由于地下水的影响，施工过程可能会遇到一系列问题。一种常见的控制地下水的方法是降水，通过建立降水井或井点，可以将地下水抽排到地面，从而降低地下水位，为施工创造一个干燥的环境。另一种控制地下水的方法是地下水封堵。通过建造地下连续墙、防渗帷幕等方法，可以阻止地下水的渗透，保证施工区域的干燥，还可以采用注浆技术，将特殊材料注入地层孔隙中，形成坚固的屏障，从而实现地下水的封堵。

（二）地基稳定性问题

地基稳定性在城市地下空间开发中要引起重视，因为地质条件比较复杂，地下空间建设也比较复杂，所以地基稳定性的问题将会影响到开发的全过程。需采用预压加固，深层搅拌加固及地基置换等相应地基处理技术以提高地基承载力及稳定性。

（三）施工安全风险

城市地下空间开发在建设过程中面临一定安全风险，由于地下施工环境特殊，例如空间狭窄，地质条件复杂以及地下水等因素，在施工期间有可能出现坍塌，爆炸等意外情况，所以施工安全管理、应急预案的建立、安全监测都是必须的。

三、城市地下空间开发中岩土工程优化对策

（一）地下水控制技术

对于城市地下空间开发过程中出现的地下水问题可采用地下水控制技术进行处理，地下水封堵技术能够有效封堵地下水的流向，降低地下水给施工带来的冲击。通过修建地下连续墙和防渗帷幕，可防止地下水渗入并确保施工区干燥，也可利用注浆技术向地层孔隙内灌注特殊材料以形成牢固屏障达到封堵地下水目的。地下水导排技术能把地下水导排至规定位置，使地下水位下降，通过构建排水设施，例如排水井和排水管道，我们可以将地下水引导至排水系统，并利用水泵将其抽取到地面或特定的排水区域。这可有效降低地下水位并提供一个干燥的施工环境。

地下水动态监测可对地下水变化进行实时监控，并及时采取适当措施，通过设置水位计，流量计及其他监测设备可实时了解地下水水位，流量及水质情况。在监测地下水出现异常变化后，可及时采取强化封堵和增设排水设备等相应措施确保施工顺利进行。地下水控制技术对城市地下空间的开发具有举足轻重的作用，通过实施地下水封堵技术、地下水导排技术和地下水动态监测，可以有效地解决地下水问题，为城市地下空间的开发提供安全、稳定的施工环境。有利于提升城市地下空间开发效率与品质，合理利用与可持续发展。

（二）地基处理技术

针对城市地下空间开发过程中存在的地基稳定性难题，可采用地基处理技术提高其承载力与稳定性。地基处理技术在选择与运用时，需结合特定地质条件，工程需求以及现场条件等因素加以全面考量。预压加固是地基处理中经常采用的方法之一，通过对地基施加预压应力以提高地基承载能力。该技术是将某种荷载作用于地基，使得地基土体受到挤压，以增加密实度与稳定性，预压加固技术对于软土地基，膨胀土地基以及其他地质条件恶劣的地基处理都是合适的。

深层搅拌加固技术通过对地基深层土壤加固处理来增强地基整体稳定性。这种技术利用特制的搅拌设备将加固材料（如水泥、石灰等）注入地基深层的土壤中，通过搅拌使其与土壤充分混合，形成坚固的土体。深层搅拌加固技术对于深厚软土地基，高地下水位地基和其他地基加固都是适用的。地基置换技术就是通过用软弱土层代替坚硬土层，以提高地基承载力与稳定性。该技术采用挖掘机等装置开挖软弱土层，再充填砂、砾石、混凝土等硬质材料来提高地基承载力及稳定性。地基置换技术主要用于软土地基和杂填土地基的加固。

（三）施工安全管理

为减少城市地下空间开发施工安全风险，施工安全管理非常关键，施工安全管理主要是建立安全监测和预警系统，对施工人员进行安全培训，编制和执行应急预案等。安全监测与预警系统能够对施工中存在的安全风险进行实时监控，并及时发出信号。通过设置多种传感器及监测设备可对地下空间开发中地下水位，土体压力及支撑结构变形进行实时监测，这些监测数据经数据采集系统输送至监控中心并进行分析处理，当出现异常时，预警系统会即时报警并告知施工人员采取适当措施以保证施工安全。

对施工人员进行安全培训，能够增强施工人员安全意识，提高应急处置能力。施工前应系统地培训施工人员安全知识，操作规程和应急预案。通过对施工人员进行培训，使其能够了解和把握施工中存在的安全风险、增强安全意识、学习正确操作方法及应急处置措施等，以降低事故发生率，编制和执行应急预案能在事故发生后快速响应，降低事故影响。建设前应针对地下空间开发特点及可能存在的风险做好应急预案。应急预案应当包括应急响应机制，救援措施和人员疏散路线。事故发生后，应立即启动应急预案并组织救援队伍，在实施人员疏散、现场处置等措施时，将事故影响降到最低。

总结

本论文以城市地下空间开发岩土工程为研究对象，揭示出地质条件复杂，施工技术要求较高，环境影响较大等主要特征。基于此本文通过对城市地下空间开发所面临的地下水问题，地基稳定问题以及施工安全风险进行分析，提出地下水控制技术，地基处理技术以及施工安全管理方面的优化措施。岩土工程问题作为城市地下空间发展的关键要素，对于发展的安全与效率都有着至关重要的影响。今后的研究要重视岩土工程新技术新材料的运用，进一步提升城市地下空间开发可持续性与环保性。

参考文献

[1] 郑圣余.城市地下空间开发利用的工程地质与岩土工程[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2023(4):4.

[2] 覃欲晓.岩土工程施工对环境的污染与解决措施研究[J].房地产世界, 2022(23):131-133.

[3] 龚德胜.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响及对策研究[J].城市建筑与发展, 2022.