城市地下空间开发地勘中地下水文勘察策略

摘要：城市地下空间开发面临着地下水文勘察的巨大挑战。通过对地下水文的深入勘察，可以有效识别影响工程安全的风险因素，包括地下水位波动、流量变化等。勘察技术不断发展，但面对城市复杂环境和日益严苛的施工条件，如何科学合理地设计勘察策略仍是当下亟待解决的问题。

关键词：城市地下空间；地下水文；勘察策略

引言：

随着城市扩张和空间利用需求的增加，地下空间开发逐渐成为城市发展的重要方向。地下水文勘察不仅是确保施工安全的必要环节，还直接影响到工程的稳定性和长期可持续性。如何在复杂的城市环境中精确掌握地下水文情况，是当前开发项目面临的关键难题。

1.城市地下空间开发与地下水文的关系

1.1城市地下空间开发的主要类型和用途

随着城市化进程的加速，地下空间逐渐成为缓解土地资源紧张的有效途径，尤其是在交通压力较大的大城市中。地铁、地下商业区、停车场和市政基础设施等，都在城市发展的过程中扮演了重要角色[1]。以北京地铁为例，地铁线路的扩展不仅缓解了地面交通的压力，还有效促进了城市中心区的交通流畅性。地下空间的高效利用，正在帮助这些大都市在有限的土地上实现最大化的功能发挥。

1.2地下水文对地下空间开发的影响

地下水文对地下空间开发至关重要，尤其在水位过高或水流异常的情况下，可能导致地下结构的沉降或破坏。例如，在上海地铁的建设中，地下水的渗透曾多次对隧道施工造成威胁，甚至引发了事故。这样的情况凸显了对地下水分布、流动特性及变化规律的深入了解在工程设计中的不可替代性。准确的水文数据能有效预防施工中的水涌问题，确保工程安全。

2.地下水文勘察的基础理论与方法

2.1地下水文的基本概念和特征

地下水文是研究地下水分布、流动和变化规律的学科。其特征有水位波动、流量变化、地下水的补给和排泄机制等。例如，在深圳湾地区，地下水的季节性变化直接影响到地下建筑物的基础设计。高水位可能导致地下空间的水浸风险，而地下水流动的速度和方向则影响土壤的稳定性，决定了施工方案的可行性[2]。

2.2常用的地下水文勘察技术和手段

（1）地质钻探

通过钻探获取地下土层和水文信息，常用于揭示地下水的流向和含水层分布。北京的地铁项目曾通过地质钻探准确识别出地下含水层的深度和分布，有效避免了施工中的水涌问题。

（2）水文地质试验

水文地质试验包括抽水试验等，主要用于测定地下水的渗透性和流动性。在成都的一项水源工程中，水文地质试验帮助确定了地下水的补给区及其可持续性。

（3）地球物理勘探

地球物理勘探，如电法勘探，常用于探测地下水体及其流动特征。如上海某地铁项目通过地球物理勘探发现了复杂的水流路径，有效避免了地下水流动对施工的影响。

（4）地下水监测

地下水检测能够通过长期监测水位、流量等，掌握地下水的动态变化。在南京的一个住宅项目中，长期的地下水监测帮助及时调整施工计划，避免了因水文变化导致的工程延期。

3.城市地下空间开发地勘中地下水文勘察的策略

3.1勘察前的准备工作

收集与分析资料是地下水文勘察准备阶段一项重要的工作内容。准确的历史水文数据、地质勘查报告以及周边地区的地下水流动特征，需要提前准备。以上海的浦东新区地铁项目为例，该地区的地下水位较高，历史上就曾发生过因水涌导致的施工延误。通过收集周围的地质和水文数据，勘察团队能够提前预判可能出现的问题，制定更加精确的勘察方案。此外，勘察方案的制定不仅要依据已有的数据，还应充分考虑项目的具体特点，综合运用钻探、监测和地球物理等多种手段，确保方案的全面性和执行性。

3.2勘察过程中的重点关注内容

在勘察过程中，含水层与隔水层的分布和特性是首要关注点。以北京的CBD地下空间开发为例，地质结构复杂，含水层分布不均，对地下工程的影响巨大。对于这种情况，勘察团队需要对地下水流的动态、流量的变化以及水质状况进行精确分析，确保施工过程中不会因地下水位波动而导致沉降或地基不稳。补给、径流和排泄条件也是关键，只有准确掌握地下水的补给区域和流动路径，才能为工程提供科学的排水与防护方案[3]。

3.3结合城市特点的特殊勘察要点

基于城市地下空间开发过程中会面对极其复杂的地质条件，选择符合实际情况的勘察方法就变得较为重要。以深圳为例，该市的地质结构复杂，地下水流动较为活跃，特别是在城市中心区，周围已有大量建筑物和地下设施。勘察团队必须精确掌握地下水流动的路径，以避免对现有建筑物和地下设施造成影响。在这种环境下，综合应用钻探与水文地质试验，并配合高精度的地球物理勘探，才能准确评估水文条件，确保施工安全。

3.4风险评估与应对措施

地下水文勘察的关键之一是对相关工程风险的识别。譬如在地铁施工项目中，地下水的渗透性、土层的稳定性以及周边建筑的承载力都是影响工程的潜在风险因素。例如，在广州地铁的建设过程中，水流的不稳定性导致了几次工程进度延误。通过对地下水文情况进行全面的风险评估，可以及时采取防范措施，如加设地下水屏障、调节水位等，从而确保工程顺利进行。风险防范与处理策略的有效实施，依赖于勘察过程中获取的准确数据和细致的分析。

4.地下水文勘察面临的挑战与解决途径

4.1技术难题

在地下空间开发中，准确掌握地下水的分布特征，尤其是深层水的状态，关系到施工安全。对于像北京CBD区域的地铁建设，地下水位的波动和土壤透水性对工程稳定性的影响巨大。然而，传统的地质钻探和水文地质试验方法，在深层地下水的探测上存在一定局限，尤其在复杂的地质结构下，难以获得全方位的水文数据。因此，结合地球物理勘探技术，如电法、地震反射法等，能够补充传统勘察的盲区，提供更为精确的地下水信息。

4.2环境限制

城市密集区域的作业困难使得地下水文勘察面临极大挑战。以上海市中心的地下商业综合体建设为例，在市区繁华地段进行地下勘察时，不仅要面对狭小的工作空间，还需兼顾周围交通和生活秩序。勘察活动的噪音、振动和交通阻塞往往对正常的城市运作带来影响，因此，如何高效地进行勘察作业，并最大限度减少对市民生活和城市功能的干扰，成为勘察团队必须重点关注的问题。采用非开挖技术，或者夜间施工，已成为一些地区缓解环境压力的有效手段。

4.3法律法规和标准的不完善

随着地下空间开发的逐步深入，当前的法律法规和标准已难以应对日益复杂的水文勘察需求。以深圳前海新区为例，该地区地下空间开发日趋紧张，然而，现行的地下水管理条例未能充分覆盖地下水的多层次、多维度勘察需求，导致在实际操作中常常缺乏足够的法律支持和技术指导。因此，推动相关法规和标准的更新与完善，明确地下水文勘察的技术要求、操作规范以及环境保护措施，将为开发项目提供更为清晰的法律依据，避免因规章滞后而引发的法律风险。

结语：

总而言之，地下水文勘察在城市地下空间开发中起着至关重要的作用，精准的勘察策略可以有效避免工程中可能遇到的风险。然而，面对技术、环境、法律等多方面的挑战，提升勘察精度和优化作业流程依然是行业亟待解决的问题。只有不断完善勘察方法和管理机制，才能实现城市地下空间的安全、可持续发展。

参考文献：

[1]姜烈，胡芬，廖斌.南昌市地下空间开发地质环境适宜性评价[J]地下水.2022（05）：156-159.

[2]曹积弟.岩土工程勘察中水文地质问题研究[J]市场周刊·商务营销.2020（70）：143.

[3]郭元，王路瑶，陈能志.极端降水下的城市地表－地下空间洪涝过程模拟[J]水科学进展.2023（02）：209-217.