淺析城市地下空間工程的地質(zhì)災(zāi)害種類與防治摘要地下空間是重要的新型資源，具有不可逆性和不可逆性，一旦開發(fā)，難以循環(huán)利用，因此必須做好地下城市空間開發(fā)規(guī)劃工作，使其成為合理有序的發(fā)展。在準(zhǔn)備地下城市空間規(guī)劃時，地質(zhì)和環(huán)境因素決定了地下空間是否可以開發(fā)和使用。地下空間作為當(dāng)前發(fā)展的重中之重，在發(fā)展的同時也帶來了許多問題，例如環(huán)境污染以及地質(zhì)災(zāi)害等。在地下空間發(fā)展的過程中，由于沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以各個城市之間的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，無法科學(xué)地進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。以及不同地區(qū)所面臨的不同的地質(zhì)環(huán)境。研究該課題的主要目的在于對城市地下空間工程地質(zhì)災(zāi)害種類與防治方法進(jìn)行研究，使人們在今后開發(fā)和利用地下空間時能夠有效地預(yù)防或減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。關(guān)鍵詞：地下空間;地質(zhì)災(zāi)害;防治目錄1引言 51.1選題背景 51.2研究的目的及意義 51.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 51.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 61.3.2國外研究現(xiàn)狀 61.4研究內(nèi)容 72城市地下空間工程與地質(zhì)災(zāi)害種類 82.1基本概念 82.1.1城市地下空間工程 82.1.2地質(zhì)災(zāi)害 82.2城市地下空間工程與地質(zhì)災(zāi)害種類 92.2.1地下空間工程 92.2.2地質(zhì)災(zāi)害種類 103地質(zhì)災(zāi)害形成與防治 143.1地質(zhì)災(zāi)害的形成 143.1.1地下洪澇的形成 153.1.2坍塌的形成 153.1.3地面沉降的形成 163.1.4突水的形成 163.1.5隧道內(nèi)塌方的形成 163.2地質(zhì)災(zāi)害的防治 173.2.1地下洪澇的防治 173.2.2坍塌的防治 173.2.3地面沉降的防治 173.2.4突水的防治 183.2.5隧道內(nèi)塌方的防治 183.2.6建設(shè)國家地質(zhì)數(shù)據(jù)庫 193.2.7建立三維可視化地質(zhì)信息管理系統(tǒng) 19結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 211引言1.1選題背景城市地下空間是一種非常重要的城市新型資源，由于其不可逆性，很難進(jìn)行再開發(fā)和再循環(huán)利用，因此，最重要的是做好地質(zhì)勘查，詳細(xì)了解工程地質(zhì)條件，分析各種地質(zhì)問題，防止地質(zhì)災(zāi)害在城市地下空間開發(fā)中的發(fā)生，促進(jìn)城市地下空間利用的健康發(fā)展。不同地區(qū)的城市面臨不同的地質(zhì)條件，各個城市在地下空間開發(fā)利用中有各自不同的地質(zhì)問題，很難有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)予以解決。但是，地質(zhì)災(zāi)害的形式和成因機(jī)理有共同的特點。在有了以上認(rèn)識之后，本文主要研究城市地下空間開發(fā)利用中地質(zhì)災(zāi)害的類型及其成因，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決措施和預(yù)防方法，為人們在城市地下空間開發(fā)利用過程中有效減少或預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害提供參考。1.2研究的目的及意義由于我國城市化高速發(fā)展，地上生存空間日益被擠占，為了緩解人口數(shù)量大而導(dǎo)致的用地緊張，越來越多的城市將發(fā)展重心轉(zhuǎn)向了地下空間。開發(fā)利用地下空間，不僅能緩解城市地上建設(shè)發(fā)展所需空間不足的情況，還能大大緩解城市發(fā)展中的人車矛盾。同時，也豐富了城市市民戰(zhàn)時防空避難的場所。然而，城市地下空間在開發(fā)利用中，就會對原本的城市地下地質(zhì)環(huán)境條件產(chǎn)生影響，這種改變必然會引發(fā)一系列的工程地質(zhì)問題。因此，開展對這些工程地質(zhì)問題的研究，弄清各種可能的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因和機(jī)理，提出相應(yīng)的工程施工的處理措施，盡最大可能減輕或避免開發(fā)利用地下空間過程中地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，以保障民眾生命財產(chǎn)的安全，從而推動我國城市地下空間工程的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國地下空間的早期開發(fā)主要是在市政，存儲以及軍事應(yīng)用方面。一九六零年左右，許多大型避難所開始建設(shè)，直到一九九零年開始，城市地下空間的主要類型向防空設(shè)施轉(zhuǎn)變。在二零零零年往后，隨著國家的發(fā)展，我國的城市化率從1995年的31%上升到2015年的55.8%，城市化人口增加了一倍以上之多[1]。人口的增加和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，增加了社會資源的集中度，但是也造成了交通擁堵、環(huán)境退化等諸多問題。這導(dǎo)致了地下空間的發(fā)展，現(xiàn)階段正進(jìn)入高速增長期。為了充分利用地下空間資源，許多研究人員使用指標(biāo)來評估地下空間的建設(shè)和發(fā)展。王化齊，董英等[2]針對地下空間研究提出了四條建議，一是加強(qiáng)調(diào)查、監(jiān)測、評估工作，二是加大技術(shù)的提升，三是完善規(guī)范，四是推進(jìn)信息化、智能化。地質(zhì)災(zāi)害，就是由自然因素或人為事件所造成的威脅民眾人身和財產(chǎn)安全的崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、沉降等與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害[3]。工程建設(shè)中，對不良地質(zhì)體處理所采取的措施不當(dāng)時，往往會引發(fā)相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害，對工程建設(shè)乃至生命財產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境造成較大的損失[4]。因此，對于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防也是研究的重要方向，馮志澤于一九九四年提出了城市自然災(zāi)害承災(zāi)能力指標(biāo)的研究思路，從災(zāi)損率的角度入手，對城市的減災(zāi)能力做出了綜合性的研究評估[5]。1.3.2國外研究現(xiàn)狀國外對于城市地下空間的開發(fā)起始于一八六三年倫敦地鐵的開通[6]，不過在最初的時候?qū)τ诘叵驴臻g的開發(fā)與利用形式十分有限，通常都是只考慮目前所建造的項目，并沒有一個統(tǒng)一的規(guī)劃和長遠(yuǎn)的計劃，更沒有將其與城市的規(guī)劃相結(jié)合起來。這種情況一直持續(xù)到二十世紀(jì)初加拿大進(jìn)行地下空間開發(fā)適宜性評價，在此之后，許多國家意識到了地下空間的開發(fā)還需要考慮地質(zhì)環(huán)境對其的影響。加拿大學(xué)者Boivin[7]對魁北克市的地下空間進(jìn)行研究，得到了魁北克市地下空間的開發(fā)難度分級，并最終分析認(rèn)為地震因素為影響該市地下空間開發(fā)的最主要因素。二零零七年，意大利學(xué)者DeRienzoF等人[8]引入了基于GIS的三維地質(zhì)和地下結(jié)構(gòu)模型，用于都靈市某區(qū)域地下工程開挖方式的選擇，取得較好效果。以此為基礎(chǔ)提出了一個將三維地質(zhì)模型應(yīng)用于地下空間開發(fā)規(guī)劃的新思路，地下空間的發(fā)展由此被極大推動。國外對于城市地下空間地質(zhì)災(zāi)害重點是用規(guī)劃來降低潛在的地質(zhì)災(zāi)害，美國科羅拉多州格倫伍德斯普林市就曾對GIS地質(zhì)災(zāi)害易損性和風(fēng)險評價編圖進(jìn)行研究，并按十四種土壤的使用適宜性分級，對評價區(qū)進(jìn)行了土地利用分區(qū)研究，圈劃出了未來城市規(guī)劃的有利地區(qū)與高風(fēng)險地區(qū)，并在此基礎(chǔ)上形成了“城市整體化決策支持系統(tǒng)”[9]。通過城市土地管理與評價預(yù)防城市災(zāi)害的發(fā)生。部分國家還通過提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。一些國家正在通過提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對潛在的地質(zhì)災(zāi)害。城市地下空間地質(zhì)災(zāi)害管理已成為國外城市地質(zhì)災(zāi)害治理的重要領(lǐng)域，各國城市已逐步將系統(tǒng)、綜合、立體的研究方法和技術(shù)作為城市地質(zhì)管理的主要手段。1.4研究內(nèi)容通過文獻(xiàn)檢索、社會實踐和社會調(diào)查，收集了大量的城市地下空間開發(fā)建設(shè)中的有關(guān)地質(zhì)問題的資料和案例。在消化掌握這些材料后，開展如下研究：（1）城市地下空間工程的內(nèi)涵。（2）城市地下空間工程開發(fā)建設(shè)中的地質(zhì)問題。（3）城市地下空間工程開發(fā)建設(shè)中的地質(zhì)問題發(fā)生的原因和機(jī)理。（4）研究預(yù)防或減輕城市地下空間工程開發(fā)建設(shè)中各種地質(zhì)問題發(fā)生的工程施工措施。2城市地下空間工程與地質(zhì)災(zāi)害種類2.1基本概念2.1.1城市地下空間工程城市地下工程，是指為綜合利用城市地下空間資源，在城市地表下進(jìn)行的地下土木工程。它包括地下建筑，城市中供地鐵穿梭的地下鐵道，像地下步行隧道這類地下通道、地下商業(yè)街和為保證戰(zhàn)時人民生命財產(chǎn)安全而建造的人防工程等。2.1.2地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害，是指由于自然或人為因素，威脅生命財產(chǎn)安全，造成自然環(huán)境破壞的地質(zhì)作用或現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害的時空分布是復(fù)雜的，不僅受自然環(huán)境的影響，而且與人類活動密切相關(guān)，往往是人與自然長期相互作用的結(jié)果。對于自然因素所造成的地質(zhì)災(zāi)害即我們所說的“天災(zāi)”，我們能夠做的就是做好監(jiān)測與預(yù)防工作，盡力做到在其發(fā)生前就做好防范準(zhǔn)備。對于人為因素所造成的地質(zhì)災(zāi)害即“人禍”，我們應(yīng)該對可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)進(jìn)行周期性的地質(zhì)檢測，時刻關(guān)注其動態(tài)，搞好施工組織設(shè)計，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行工程建設(shè)，以防由于施工操作不當(dāng)而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。城市人口密集，一旦地質(zhì)災(zāi)害在突然情況下發(fā)生，所造成的損失將是巨大的，并且也會帶來一系列的災(zāi)后重建問題[10]。2.2城市地下空間工程與地質(zhì)災(zāi)害種類2.2.1地下空間工程地鐵建造地鐵這個想法最初并不是來自建筑方面的專家，而是來自一名英國律師。一個叫做查爾斯·皮爾遜的大律師相信，可以有一條列車像老鼠一般在19世紀(jì)中葉遭遇交通堵塞的街道上奔跑，所以到了一八六三年，當(dāng)今世界上的首條地鐵就在英格蘭倫敦出現(xiàn)了[11]。由于地鐵要建在地下，那么就要充分的了解地下的巖土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。因此在建造地鐵的過程中，工程地質(zhì)勘察無疑是十分重要的。我們常用的一些勘探方法有鉆孔取樣勘探：用鉆機(jī)在地表之下鉆孔，用鉆頭來將土樣、巖樣帶出來進(jìn)行分析；電法勘探：利用不同巖土的電磁學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)的不同來分析地質(zhì)情況；磁法勘探：利用巖石之間的磁性差異來分析地質(zhì)情況，等等。建造地鐵時常用的施工方法有蓋挖法施工、明挖法施工、盾構(gòu)法施工、暗挖法施工。施工時需要提前檢測施工所涉及區(qū)域的地質(zhì)條件，根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，選擇不同的施工方法。公路隧道公路隧道的主要建筑通常由洞身、洞門和襯砌構(gòu)成，還要在洞口容易發(fā)生坍塌的地方另外加建明洞。隧道主要附屬構(gòu)筑物有防水排水設(shè)施、通風(fēng)照明、交通信號設(shè)施、應(yīng)急設(shè)施等。在幼發(fā)拉底河下修筑的約九百多米長的磚石襯砌人行通道，是目前所知的第一個用于交通的隧道。目前我國第一個用于交通的隧道即位于古褒斜道上的石門隧道。古隧道為了省去襯砌這一步驟，多將隧道建于較為堅硬的巖石之中。一般會使用熱脹冷縮原理，先將巖壁燒熱隨后再澆以冷水，使其開裂，以此來方便開鑿。到如今，汽車的數(shù)量如此之多，運輸量也不斷增加，公路隧道也在不斷地增多。地下停車場地下停車場的出現(xiàn)是在二戰(zhàn)之后，用來進(jìn)行戰(zhàn)時防護(hù)以及物資儲備是當(dāng)時的主要目的。20世紀(jì)50年代后，由于世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車的數(shù)量也隨之節(jié)節(jié)攀升，地下停車場被歐美國家紛紛建造出來，以此來解決城市停車?yán)щy的問題。我國很少有地上車庫，僅有部分附建于高層的地下停車庫。依照我國城市的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看，地上空間日益緊張，停車庫建于地下無疑能使地上空間得到極大的緩解。沒有條件也沒有必要去建設(shè)地上停車庫，因此也就直接進(jìn)入了發(fā)展地下停車庫的階段。當(dāng)?shù)叵峦＼囋O(shè)施發(fā)展到一定的規(guī)模，地下與地上的交通系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行聯(lián)系，那么就能建設(shè)一個完整的地下停車設(shè)施[12]。人防人防工程又稱人民防空工程，是指為保障戰(zhàn)時民眾生活和物資運輸掩護(hù)、人民防空指揮、醫(yī)療救護(hù)以及戰(zhàn)時可作為防空使用的地下室而單獨建設(shè)的地下防御建筑物。人防工程是防御敵人奇襲、保護(hù)作戰(zhàn)有生力量的重要設(shè)施，是堅持城鎮(zhèn)作戰(zhàn)、支援反侵略作戰(zhàn)直至取得勝利的重要工程保障。2.2.2地質(zhì)災(zāi)害種類在人們不斷地開發(fā)地下空間的過程中，由于越來越多的地下工程進(jìn)行，對于地下空間原有地質(zhì)環(huán)境的改變也是不可忽視的。而這些改變又會對之后或者之前的地下空間的開發(fā)產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致一系列地質(zhì)災(zāi)害。因此對于地下地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測是一個長期的持續(xù)的工作，以減少人們在地下空間的開發(fā)中所遇到的地質(zhì)災(zāi)害。地下洪澇洪澇是一種低洼地區(qū)由于大雨或持續(xù)降雨而被淹沒和漬水的現(xiàn)象。雨澇和洪水主要影響莊稼的生長，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至歉收，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和其他社會、社會行業(yè)功能的正常開展。發(fā)生在地下空間的洪澇災(zāi)害即地下洪澇災(zāi)害，由于地下空間的不易流通，往往會對民眾生命和財產(chǎn)安全帶來更大的危險。在2021年7月份，河南遭受了歷史少有的特大型雨水，發(fā)生了規(guī)模巨大的洪澇災(zāi)害，并造成了大量的人員傷亡事件和財務(wù)經(jīng)濟(jì)損失。以七月二十日鄭州的情況最為嚴(yán)峻，當(dāng)日鄭州遭遇特大暴雨，每小時降水量達(dá)到201.9毫米。這次強(qiáng)降雨造成城區(qū)內(nèi)澇十分嚴(yán)重，20日18時左右，由于積水過多，導(dǎo)致大量雨水倒灌入鄭州地鐵五號線地下隧道內(nèi)。地鐵五號線路段有部分乘客被困于列車內(nèi)，列車乘客緊急疏散過程中14名乘客不幸罹難（如圖2.1，圖2.2）。圖2.1鄭州地鐵五號線救援視頻截圖圖2.2鄭州地鐵五號線救援視頻截圖此次事故是由眾多原因造成的，首先由于城區(qū)內(nèi)澇嚴(yán)重，而地鐵也就成了人們回家的最后一個辦法，在不斷的堅持下最終被積水倒灌。同時地鐵對于積水倒灌入內(nèi)并不是通過排水來解決問題，而是通過阻擋積水的辦法，車站出入口以及地鐵站露出地面的風(fēng)亭都會有一個比周邊路面高出四五十公分的安全高度，但是此次降雨量如此之大也是讓人無法預(yù)料的。于地鐵的防洪標(biāo)準(zhǔn)沒有考慮到特殊情況下的攔、排洪設(shè)施隨洪水增大而提升及應(yīng)急處理不果斷及時，因而造成了人員財產(chǎn)的重大損失。坍塌坍塌是指土壤地表巖層、土體受自然環(huán)境因素影響或人們施工活動影響向下塌落，并形成塌陷坑（洞）而引發(fā)災(zāi)害的一個現(xiàn)象或過程。二零零八年十一月十五日，浙江省杭州市地鐵一號線施工現(xiàn)場出現(xiàn)重大坍塌事故，造成21人死亡，24人受傷。相關(guān)報道表示杭州地鐵的塌方原因多半是由于地下水流動導(dǎo)致土層變軟，流失最終導(dǎo)致土體穩(wěn)定性降低。由于杭州的地質(zhì)復(fù)雜，地下水含量較多，多數(shù)土層皆為軟土，因此作業(yè)風(fēng)險極大。但究其根本，責(zé)任大部分在于各方互相推諉，施工單位并沒有采取適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)防措施，承包單位層層轉(zhuǎn)包，到最后可能施工人員都沒有時間去研究相關(guān)的文件以及規(guī)范，管理也就沒有了針對性，最終造成了如此慘案。二零一九年六月八日，南寧綠地中央廣場房地產(chǎn)項目D座（二期）基坑工程在支護(hù)樁以北60米處坍塌（如圖2.3）。由于施工現(xiàn)場基坑支護(hù)變形，水管長期滲漏，基坑周圍土體被挖空，使周圍土體松軟，穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致水管爆裂，造成基坑錨索結(jié)構(gòu)損壞，最終引發(fā)坍塌事故。圖2.3南寧綠地中央廣場房地產(chǎn)項目D座基坑地面沉降地面沉降是由自然因素或人類施工活動引起的地質(zhì)現(xiàn)象，它導(dǎo)致某一地區(qū)地下松散巖層的固結(jié)和壓縮，導(dǎo)致高程降低，是一種變化緩慢但非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。上海某工程由于工程深基坑面積相對來說比較小，所以導(dǎo)致業(yè)主心存僥幸，并沒有請專業(yè)的設(shè)計單位對此次深基坑開挖工程做專項設(shè)計，同時施工單位也沒有認(rèn)真地進(jìn)行施工組織設(shè)計。此工程維護(hù)建設(shè)完成后的不足一個月，襯砌與巖土體密實還不夠，施工單位并未等到維護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定就進(jìn)行施工，因為深基坑的面積較小，因此向下開挖的過程十分的迅速，在向下開挖的過程中出現(xiàn)了從鋼板樁縫隙內(nèi)有地下水不斷滲出的現(xiàn)象，但是施工單位仍心懷僥幸，并未及時停止施工來進(jìn)行檢查。最終在基坑將要挖到底之后，地面沉降、塌陷，出現(xiàn)大量管涌、流沙現(xiàn)象，墊層被立即沖走，不能進(jìn)行墊層和底板的施工。同時基坑邊緣的兩根?房排架柱也發(fā)?了劇烈下沉，?且還有繼續(xù)增加的趨勢。與此同時基坑邊緣的兩根廠房排架柱也發(fā)生了嚴(yán)重下沉，而且還有繼續(xù)增加的趨勢。為了防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，最終將整個基坑報廢，并進(jìn)行回填（如圖2.4）。圖2.4上海某工程深基坑突水突水是指大量地下水突然集中涌入井巷的現(xiàn)象。其特點就是大量，突然。水在人們生活中是不可或缺的，因此城市往往都是依水而建。這也就導(dǎo)致了城市地下空間內(nèi)的地下水含量要十分豐富，而在地下空間施工的過程中對于地下水的引流也至關(guān)重要，否則一個不慎造成突水災(zāi)害就會造成嚴(yán)重的后果。隧道內(nèi)塌方塌方是指建筑物、山體、路面、礦井等在自然力非人為的條件下坍塌、墜落的自然現(xiàn)象。而隧道內(nèi)塌方即在隧道施工過程中或完成后產(chǎn)生的塌陷下墜的現(xiàn)象。2014年12月4日龍巖市夏蓉高速公路后祠隧道中鐵十五局五公司施工人員進(jìn)入洞內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，12月5日零時左右一名工人發(fā)現(xiàn)洞內(nèi)有石塊掉落的聲音，立刻跑出去向安全經(jīng)理與項目總工程師報告。整個塌方過程約十分鐘左右，最終整個隧道被堵死，21名施工人員被困其中。在多方努力營救之下，最終所有被困人員均被救出。此次事故發(fā)生的原因一個是因為塌方地段地質(zhì)條件差，坍塌前又連續(xù)降雨。雨水滲入土體增加土體自重，進(jìn)一步削弱圍巖穩(wěn)定自身的能力，增加了對初步支護(hù)的壓力。除此之外施工單位對于換拱工作不夠重視，施工方案不合理，班組沒有嚴(yán)格按照規(guī)范操作，在沒有采取有效臨時加固措施的情況下開展作業(yè)，監(jiān)理單位對此也有監(jiān)管不力，對現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)控不到位的責(zé)任。3地質(zhì)災(zāi)害形成與防治3.1地質(zhì)災(zāi)害的形成3.1.1地下洪澇的形成洪澇災(zāi)害具有雙重特殊屬性，既有自然特殊屬性，又有人類社會經(jīng)濟(jì)性質(zhì)。它的產(chǎn)生往往需要具備兩個方面的條件。自然條件氣候異常，雨水集中、降水量較大：我國雨水的年際變化規(guī)律和時節(jié)性變動都很大，一般雨天集中在七、八兩個月份，而我國更是世界上最多降水的國家之一，這些都是形成洪澇災(zāi)害的重要因素。洪水是造成洪澇災(zāi)害的直接因素。短時間高強(qiáng)度的暴雨或者長時間連續(xù)降水都會使洪水自然強(qiáng)度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致洪澇災(zāi)害出現(xiàn)。主要的影響因素有地理環(huán)境、天氣環(huán)境和山勢地勢。社會經(jīng)濟(jì)條件當(dāng)洪澇災(zāi)害出現(xiàn)在人類活動的區(qū)域時才會成災(zāi)。受洪水威脅較大的地方通常為江河中下游地帶，而中下游地帶水量充足、土地平坦又往往是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地帶人口密集。因此才容易形成危害巨大的洪澇災(zāi)害。3.1.2坍塌的形成地面塌陷主要是在一定的地質(zhì)條件下，或者由于一些天然成因或人為影響所引起，而產(chǎn)生的自然地質(zhì)災(zāi)害。因為各個區(qū)域地質(zhì)條件差異較大，地下洞室拱頂失穩(wěn)塌陷的主要成因也有所不同，從而造成地面塌的因素也眾多。所以，對地面塌陷成因與機(jī)理的理解存在著如下幾種觀點。潛蝕機(jī)制在地下水流動的作用下，巖溶洞穴和含鹽土洞的內(nèi)容物與上覆蓋層堆積之間形成了潛在的潛蝕和沖擊，巖溶洞穴或溶蝕裂隙內(nèi)的夾雜物被水流帶走，在覆蓋層溶洞或裂縫的開口處形成了一個空隙。隨著地下水位的降低，由于滲透潛蝕作用引起覆蓋層的垂直滲透潛力，土洞繼續(xù)向上擴(kuò)張并最終地面沉降。真空吸蝕機(jī)制在密閉環(huán)境下，當(dāng)氣溫恒定后，由于空氣的體積增加，空氣壓強(qiáng)不斷減小。在相對封閉的承壓巖溶網(wǎng)絡(luò)中，隨著礦山排水、礦山突水導(dǎo)致地下水快速流失，地下水位急劇下降。當(dāng)水位逐漸降至較大洞穴覆蓋層的底部之下時，空洞中的水面逐漸和洞穴頂部脫離形成空洞。同時由于水位的不斷降低，空洞體積也不斷增加，而空洞中的氣體壓強(qiáng)也不斷減小，由此引起空洞內(nèi)形成負(fù)壓。洞穴頂板覆蓋層自身重力和溶洞內(nèi)真空負(fù)壓的共同作用下，逐漸剝落或塌陷，在地表形成一個塌陷坑或陷溝。坍塌往往不是單獨某一種因素造成的，它的形成實際上是幾種因素共同作用下所產(chǎn)生的結(jié)果。例如，洞頂?shù)耐寥涝诮?jīng)受潛蝕作用的同時，往往也遭受到自身的引力影響。3.1.3地面沉降的形成地面沉降是自然因素和人為因素綜合作用下形成的地面標(biāo)高損失。自然因素主要包括結(jié)構(gòu)下沉、地震、火山活動、氣候變遷、地應(yīng)力變化和土體的自然固結(jié)等。而人為因素主要包括過量抽排地下水、巖溶塌陷、軟土地區(qū)與工程建設(shè)有關(guān)的固結(jié)沉降等。原因如下：第一是地下水被過度抽取水。人們對于水的需求一直很高，加上地下空間的開發(fā)導(dǎo)致地下水變化嚴(yán)重，形成漏斗狀，從而導(dǎo)致發(fā)生沉降。第二是公路隧道襯砌與土體不密實。由于我國的山多且大，因此公路隧道工程也是十分多的，再加上現(xiàn)在地下空間的開發(fā)也有很多隧道，而施工方案制定不嚴(yán)謹(jǐn)，施工作業(yè)不嚴(yán)謹(jǐn)，沒有嚴(yán)格按照規(guī)范施工而導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)與土體不密實也會導(dǎo)致沉降。3.1.4突水的形成突水，是指大量地下水突然集中涌入的過程。而地下空間的突水的形成往往是由于施工的過程中遇到了富水或?qū)Y(jié)構(gòu)，由于施工操作不當(dāng)而對其產(chǎn)生了破壞，在地下水壓力的影響下，突破了地板的隔水層，從而形成了人工裂隙通道，使得下部的高壓地下水涌入造成突水。3.1.5隧道內(nèi)塌方的形成不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件（1）隧道通過斷層及其破碎帶，或通過小曲褶、錯動發(fā)育等，或通過薄薄的巖體，或通過各種類型的堆積體，或通過軟弱的軟弱構(gòu)造面發(fā)育和過量泥質(zhì)充填物。（2）含水層不穩(wěn)定是塌方事故發(fā)生的主要原因之一。隧道設(shè)計欠佳（1）確定隧道地方位時，對于地質(zhì)情況地調(diào)查不夠細(xì)致，沒有做細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，也沒有發(fā)現(xiàn)可能引起塌方的原因。（2）地質(zhì)和水文地質(zhì)信息不夠詳細(xì)，造成施工方案不當(dāng)。施工方法和措施不當(dāng)（1）施工方法不適合實際地質(zhì)條件，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變化時，不及時改變施工方法；各道工序之間的銜接不夠緊湊，沒有嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工；支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工不夠按時，支撐架立不符需求，圍巖地面暴露期限過久，導(dǎo)致支護(hù)工程圍巖松散、風(fēng)化、導(dǎo)致坍塌。（2）噴錨支護(hù)不及時，沒有按照要求的混凝土質(zhì)量、厚度來進(jìn)行噴射。3.2地質(zhì)災(zāi)害的防治3.2.1地下洪澇的防治在對于地質(zhì)災(zāi)害的提前預(yù)防中，影響及時提出、制定防治措施的往往是由于沒有系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害檢測資料，對災(zāi)害發(fā)生時的各種信息不能及時得知。對于地下洪澇災(zāi)害的防治，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，做好極端天氣應(yīng)急方案是十分必要的。然后就是要加強(qiáng)天氣檢測預(yù)警系統(tǒng)，以防發(fā)生降雨量過高而導(dǎo)致地面雨水向地下空間倒灌的現(xiàn)象。而我們應(yīng)該引起注意的是監(jiān)測預(yù)警工作是持續(xù)的、跟蹤式的、與各階段相互聯(lián)系的，他不是每一次災(zāi)害發(fā)生時開始，災(zāi)害結(jié)束時隨之結(jié)束的工作，預(yù)警工作的成功是需要長期進(jìn)行規(guī)范的、系統(tǒng)的、完整的、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.2.2坍塌的防治通過截水排水工程，使路面坡體的水及時排除，有效地避免沖刷和滲漏。使用盲溝法進(jìn)行地下排水，可以有效地排出水分，防止邊坡的坍塌，普遍好于其他排水效果。對于周圍有邊坡的工程需要采取邊坡防護(hù)。同時在開挖工作進(jìn)行之后應(yīng)及時進(jìn)行支護(hù)工作，挖掘土方時應(yīng)做好排水措施，隨時檢查支護(hù)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)有裂痕和疏松等危險征兆應(yīng)及時疏散人員并采取加固措施[13]。3.2.3地面沉降的防治控制城市地面沉降等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，最重要的是預(yù)防為主。按照傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害動態(tài)監(jiān)測的話，主要就是運用大量的人力進(jìn)行群測群防和常規(guī)的監(jiān)測手段來對地質(zhì)災(zāi)害的狀態(tài)信息進(jìn)行獲取，這種監(jiān)測手段不僅落后，不利于形成一個責(zé)任主體[14]，而且數(shù)據(jù)處理耗費時間過長，往往難以實時反應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害地狀況。因此，有必要建立自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)測地面變形、地下設(shè)施狀況、地下水動態(tài)、地下管線損壞等情況及其發(fā)展趨勢。建議相關(guān)專業(yè)部門建立集遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)自行獲取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析預(yù)測預(yù)報于一體的“地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)”，提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測自動化水平，具備實時監(jiān)測目標(biāo)狀態(tài)、分析預(yù)測預(yù)報效果能力。系統(tǒng)建成后，將根據(jù)城市地質(zhì)調(diào)查成果、城市重大項目建設(shè)和規(guī)劃，以及城市主要商業(yè)區(qū)和人口密集區(qū)的實際情況，編制城市地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的短期、中期和長期規(guī)劃。市地面沉降監(jiān)測管理中心對監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行管理，并按計劃負(fù)責(zé)監(jiān)測和分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時上報管理辦公室，管理辦公室立即聯(lián)系地勘部門進(jìn)行調(diào)查確認(rèn)，并提出相應(yīng)對策。掌握地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)。總之，該系統(tǒng)建成后，將幫助城市清晰直觀地了解城市地面沉降和地面塌陷的演變和發(fā)生情況，通過加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，提高災(zāi)害預(yù)警能力，為政府部門決策提供有力支持，有效減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，盡量減少損失，保障城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)，維護(hù)社會穩(wěn)定，為人民群眾安居樂業(yè)提供有力保障。3.2.4突水的防治當(dāng)掘進(jìn)的工作面靠近積水區(qū)時，只靠探測水位或放水是不能保證安全的，因此在掘進(jìn)期間我們必須要采取一些安全措施來進(jìn)行防范。（1）為了縮小受壓面積。探水巷道的面積不能太大。并且至少要有兩個安全出口來進(jìn)行通風(fēng)、排水或是撤離。（2）在施工過程中應(yīng)及時進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測工作，選擇合理的位置，適時埋設(shè)探測設(shè)備以采集數(shù)據(jù)。每日核對和分析測量數(shù)據(jù)。（3）施工需要通過穩(wěn)定性時，應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施，改善不穩(wěn)定斷面的穩(wěn)定性，降低地下水的滲透系數(shù)。3.2.5隧道內(nèi)塌方的防治（1）認(rèn)真勘察,提高隧道工程地質(zhì)的判斷精度。做好施工前的勘探測驗，確保對施工地段的地質(zhì)條件有足夠的了解。（2）認(rèn)真施工，規(guī)范操作流程，嚴(yán)格執(zhí)行安全措施。對于施工步驟要做到嚴(yán)格的控制，盡量快速開挖，精準(zhǔn)控制爆破強(qiáng)度，采用強(qiáng)度足夠的支護(hù)結(jié)構(gòu)，及時做好襯砌，施工過程中不斷勘測地質(zhì)條件的變化。（3）嚴(yán)格分包隊伍管理，確保隧道專項措施費用資金投入到位。施工隊伍要選擇專業(yè)化的人員，因為有些地質(zhì)條件比較復(fù)雜，危險性較大的隧道的施工一定要由經(jīng)驗豐富的隧道專業(yè)化施工隊伍來完成。應(yīng)充分投資專項措施的費用，以防止因偷工減料而發(fā)生事故。（4）強(qiáng)化安全管控力度、樹立安全紅線意識。建立安全監(jiān)督體系，各級管理人員做到專人專項負(fù)責(zé)，加強(qiáng)現(xiàn)場施工的管控，對于不符合安全生產(chǎn)的實行一票否決制。加強(qiáng)應(yīng)急管理，提前制定應(yīng)急預(yù)案，對各單位人員做好安全培訓(xùn)工作。3.2.6建設(shè)國家地質(zhì)數(shù)據(jù)庫城市的地質(zhì)情況調(diào)查往往要涉及各種地質(zhì)問題。通過建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫信息平臺來將目前已知的各種專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一高效的管理與更新，能夠使查找應(yīng)用此類數(shù)據(jù)變得十分便捷[15]。通過把專業(yè)地質(zhì)數(shù)據(jù)入庫，還能夠進(jìn)一步保障各地地質(zhì)調(diào)研基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與三維可視化信息系統(tǒng)運行。各專業(yè)入庫數(shù)據(jù)均取自于全國各地地質(zhì)調(diào)查工作。3.2.7建立三維可視化地質(zhì)信息管理系統(tǒng)利用已建立的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫信息平臺來對城市進(jìn)行一個三維的地質(zhì)信息可視化模型，制作各個城市三維可視化地質(zhì)信息管理系統(tǒng)，以此作為城市規(guī)劃、災(zāi)害防治的最直接的參考方向。各市要根據(jù)本地建設(shè)需要，建立三維可視化地質(zhì)信息管理系統(tǒng)。在設(shè)計開發(fā)過程中，要掌握各單位的實際需求，聽取相關(guān)專家的意見，使開發(fā)與應(yīng)用緊密結(jié)合，完善系統(tǒng)架構(gòu)。地方政府管理部門將通過地質(zhì)調(diào)查工作充分了解城市地質(zhì)情況和空間資源情況。通過測量數(shù)據(jù)的數(shù)字化、集成化，將信息平臺支持的專業(yè)枯燥的信息轉(zhuǎn)化為與社會發(fā)展和人民生活密切相關(guān)的可視化地質(zhì)信息，方便政府部門決策，使人民群眾更普遍地了解周圍的地質(zhì)情況，并在生活中得到有效利用。結(jié)論隨著城市化進(jìn)程不斷加深，地面空間的利用趨于飽和，當(dāng)無法解決快速發(fā)展所帶來的問題時，開發(fā)地下空間即成為了最好的辦法。地面向地下的過渡是必然的，因此，當(dāng)前我們需要不斷研究地下空間施工中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，并提出合理的防治措施。本篇文章通過對地下空間工程與地下空間地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行列舉，以此來發(fā)現(xiàn)地下空間工程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，并通過對其成因進(jìn)行分析來做出相應(yīng)的防治措施。取得了下列成果。1.對地下空間中常見的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了總結(jié)，并通過實例分析了地下空間地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因，為下一步研究提供了基礎(chǔ)。2.對于地下洪澇災(zāi)害的防治一方面是要進(jìn)行長期的監(jiān)測與記錄分析，另一方面是要考慮到極端情況下的防范措施，提高防范標(biāo)準(zhǔn)。3.對于坍塌應(yīng)計算好承載力，做好支護(hù)工作。在襯砌與土壤中間加入混凝土。4.對于沉降應(yīng)做好平時檢測，建