城市地下空间开发中的岩土工程问题研究

摘要：随着城市化进程的加速，城市地下空间的开发利用日益受到重视，地下空间工程涵盖了地下房屋、地下交通、地下油气库、地下管线、地下通道等多种类型，然而地下空间开发中的岩土工程问题复杂多变，涉及到地质稳定性、地下水位、支护技术、施工监测等多个方面，本文旨在探讨城市地下空间开发中的岩土工程问题并提出相应的对策措施，为城市地下空间的安全、高效开发提供参考。

关键词：城市地下空间；岩土工程；地质稳定性；支护技术；施工监测

引言：城市地下空间开发是缓解城市空间压力、提升城市功能的重要途径，然而地下空间开发中的岩土工程问题具有全过程性、广泛性和特殊性，贯穿于选址、规划、勘察、设计、建造、使用、维护等全生命周期，因此深入研究城市地下空间开发中的岩土工程问题，对于保障地下工程的安全、稳定和经济具有重要意义。

一、城市地下空间开发中的岩土工程问题

（一）地质稳定性问题

地质稳定性是城市地下空间开发中的首要岩土工程问题，地质稳定性问题涵盖了地形地貌、地质构造、地震效应以及不良地质现象（如崩塌、滑坡、泥石流等），地形地貌的复杂性决定了地下空间开发时可能面临的地面沉降、滑坡等风险；地质构造的复杂性可能导致断层、褶皱等地质特征对地下工程造成不利影响，地震效应是另一个不可忽视的因素，地震可能导致地下结构的破坏和地面沉降，对地下工程的安全构成严重威胁，不良地质现象如崩塌、滑坡、泥石流等，更是地下空间开发中的潜在隐患。因此在城市地下空间开发中，需要对地质稳定性进行详细的勘察和分析，通过地质勘探、地震安全性评价等手段，确保地下工程选址合理，设计科学，施工安全【1】。

（二）地下水位问题

地下水位是影响城市地下空间开发的重要因素之一，地下水位的变化可能导致地下结构的渗漏和破坏，对地下工程的安全和稳定构成威胁，在地下空间开发中如果地下水位过高，可能导致地下水渗入地下工程，造成结构渗漏和腐蚀，同时地下水位的下降也可能导致地面沉降和地下空洞的形成，对地下工程造成不利影响。因此在地下空间开发中，需要对地下水位进行详细的勘察和监测，通过水文地质勘察、地下水动态监测等手段，了解地下水的分布、补给、排泄和动态变化特征，制定合理的地下水控制措施，确保地下工程的安全和稳定。

（三）支护技术问题

支护技术是城市地下空间开发中的关键环节，支护结构的稳定性和可靠性直接关系到地下工程的安全和稳定，在地下空间开发中支护结构需要承受地下工程开挖过程中产生的土压力、水压力等荷载，同时还需要满足地下工程的使用功能和耐久性要求。因此支护结构的设计和施工需要充分考虑地质条件、地下水位、施工条件等因素，选择合适的支护形式和材料，确保支护结构的稳定性和可靠性，同时支护结构的施工还需要严格控制施工质量，确保支护结构的完整性和耐久性。

（四）施工监测与预警

施工监测与预警是城市地下空间开发中的重要环节，通过施工监测可以及时了解地下工程的变形和稳定情况，为施工决策提供依据，在地下空间开发中由于地质条件的复杂性和施工过程中的不确定性，地下工程可能出现变形、沉降等异常情况，因此需要对地下工程的变形和稳定情况进行实时监测，通过监测数据的分析和处理及时发现异常情况并采取相应的应急措施。同时预警系统可以在地下工程出现异常情况时及时发出警报，提醒施工人员采取相应的应急措施，确保地下工程的安全和稳定，预警系统的建立需要充分考虑地下工程的特点和实际情况，选择合适的监测设备和预警方法，确保预警系统的准确性和可靠性。

二、城市地下空间开发中的岩土工程对策措施

（一）加强地质勘察与评估

在城市地下空间开发中，地质勘察与评估是确保工程安全与稳定的前提，为此需要加强地质勘察工作，通过详尽的地质调查掌握地下空间的地质稳定性、地下水位等关键信息，包括对地形地貌、地质构造、地层岩性、地下水动态等进行综合分析和评估【2】。同时对于可能存在的不良地质现象应进行详细的评估和监测，并根据评估结果采取相应的防治措施，以确保地下工程的设计和施工能够顺利进行，并最大限度地降低地质灾害风险。

（二）优化支护技术

支护技术是地下空间开发中的关键环节，直接关系到地下工程的安全性和稳定性，为了优化支护技术，需要根据地质勘察结果和工程需求，选择合适的支护形式和材料，例如对于软弱地层，可以采用注浆加固、钢支撑等支护方式；对于坚硬地层可以考虑采用锚杆、锚索等支护方式。同时对支护结构的设计和施工进行严格控制，确保支护结构的稳定性和可靠性，这包括支护结构的尺寸、材料选择、施工工艺等方面的严格把控，以及施工过程中的实时监测和反馈调整，以确保支护结构能够满足地下工程的安全需求。

（三）加强施工监测与预警

施工监测与预警是地下空间开发中的重要环节，能够及时发现并应对地下工程的变形和稳定问题，为了加强施工监测与预警，需要建立完善的施工监测体系和预警系统，包括在地下工程的关键部位设置监测点，实时监测地下工程的变形和稳定情况；同时利用先进的监测技术和设备对监测数据进行实时采集和分析，通过对监测数据的分析和预警，可以及时发现地下工程的异常情况并采取相应的应急措施，以确保地下工程的安全和稳定。

（四）强化安全管理

安全管理是地下空间开发中的重要保障，直接关系到施工人员的生命安全和工程的顺利进行，为了强化安全管理需要建立健全的安全管理制度和应急预案，这包括制定详细的安全操作规程、安全管理制度和应急预案，明确各级人员的安全职责和应急措施；同时加强安全教育和培训，提高施工人员的安全意识和应急能力【3】。此外还需要对施工现场进行定期检查和评估，及时发现和消除安全隐患，包括对施工现场的设备、材料、人员等进行全面检查，确保施工过程中的安全风险和隐患得到及时控制和消除，通过这些措施的实施可以确保地下空间开发过程中的安全管理和应急响应能力得到有效提升。

结论：

城市地下空间开发中的岩土工程问题复杂且关键，涉及地质稳定性、地下水位控制、支护结构设计与施工监测等多个方面，通过对这些问题的深入研究，本文提出了加强地质勘察、优化支护技术、强化施工监测与预警等对策措施。这些措施的实施能够有效提升地下空间开发的安全性和效率，为城市可持续发展提供有力支撑，随着科技的不断进步和经验的积累，城市地下空间开发中的岩土工程问题将得到更有效的解决。

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] 戴蕤.城市地下空间岩土工程问题及安全监测措施[J].你好成都（中英文）， 2023（23）：0001-0003.

[3] 易阳.城市地下空间岩土工程问题及安全监测措施[J].工程技术研究， 2022（002）：007.