Con el vigoroso desarrollo de la construcción urbana, se están construyendo cada vez más proyectos subterráneos y gradualmente han surgido diversos problemas geológicos de ingeniería causados por ellos. De acuerdo con las características de la ingeniería subterránea urbana, se analizan los problemas geológicos de ingeniería causados por la excavación de ingeniería subterránea y se proponen algunas medidas preventivas.
Palabras clave: ingeniería subterránea; problemas geológicos de ingeniería; prevención
La ingeniería subterránea urbana tiene condiciones ambientales de sitio complejas, construcción difícil, altos requisitos técnicos, largos períodos de construcción y requisitos de control de impacto ambiental Avanzado características. Se trata de un proyecto de ingeniería de sistemas bastante complejo y de alto riesgo. Sin embargo, la construcción de proyectos subterráneos se realiza generalmente en áreas urbanas, lo que a menudo causa efectos geológicos ambientales como desplazamiento, deformación, asentamiento y colapso de los estratos circundantes, y puede causar daños a los edificios y cimientos terrestres circundantes, defensa aérea civil subterránea temprana. y otras estructuras, tuberías subterráneas públicas y diversas instalaciones subterráneas, pavimentos de subrasante de vías urbanas, etc. causan diversos grados de daño, y de ellos surgen y se generan muchos problemas geológicos de ingeniería.
1 Problemas geológicos de ingeniería causados por excavaciones subterráneas de ingeniería
1.1 Hundimiento del terreno
1.1.1 Asentamiento superficial causado por cambios en el estado tensional inicial de la formación: Excavación de ingeniería subterránea La excavación se lleva a cabo en un estrato con un campo de tensiones inicial, provocando cambios en el estado de tensiones inicial del estrato, es decir, el campo de tensiones secundario es el campo de tensiones superpuesto al campo de tensiones inicial del estrato y. el campo de esfuerzos adicional causado por la excavación. El campo de esfuerzos secundario corresponde a la excavación. El campo de desplazamiento es solo el campo de esfuerzos adicionales causado por la excavación. El principal mecanismo de hundimiento de la superficie es la deformación elástico-plástica de la formación causada por la liberación de tensiones en la superficie de la excavación y tensiones adicionales. Las principales razones de los cambios en el estado de tensión inicial del suelo son:
(1) Esfuerzo adicional causado por la excavación de ingeniería subterránea;
(2) Perturbación y pérdida de formación causada por la construcción de ingeniería subterránea ;
(3) Cambios en los niveles de agua subterránea causados por la filtración de agua subterránea.
1.1.2 Asentamiento por consolidación del suelo: El asentamiento superficial causado por la construcción de ingeniería subterránea está relacionado con el tiempo. El agua del interior del suelo se filtra y disminuye gradualmente de volumen, convirtiéndose en la "consolidación" del suelo. A medida que el suelo se consolida, la deformación por compresión y la resistencia del suelo aumentan gradualmente. Por lo tanto, el asentamiento causado por la consolidación del suelo es uno de los problemas más llamativos en la construcción de ingeniería subterránea urbana. Según las características de la construcción de ingeniería subterránea, las principales causas del asentamiento por consolidación se resumen a continuación:
(1) Asentamiento por consolidación causado por la caída del nivel freático;
(2) Agua de los poros en el suelo Los cambios en la presión causan la consolidación y el asentamiento del suelo;
(3) Después de que el suelo se perturba, se asentará después de la reconsolidación;
(4) Consolidación secundaria y asentamiento del suelo Reología.
1.2 Inestabilidad de la roca circundante de la caverna
Después de la excavación subterránea, la roca circundante de la pared de la cueva se expandirá y deformará dentro de la cueva debido a la pérdida del soporte de la macizo rocoso original. Si la deformación excede la capacidad de carga de la roca circundante, la roca circundante será destruida. El grado de deformación y daño de la roca circundante a menudo depende del estado de tensión de la roca circundante, la estructura del macizo rocoso y la forma de la sección transversal de la caverna. La excavación de la caverna destruye el estado de tensión original del subsuelo y la tensión de la roca circundante se redistribuye, lo que resulta en deformación y desplazamiento.
Antes de que la tensión en el macizo rocoso homogéneo alcance o supere su resistencia, la deformación durante el proceso de excavación es principalmente deformación elástica. La velocidad de deformación es rápida, la variable es pequeña y se completa instantáneamente. generalmente no es fácil de detectar cuando la tensión Cuando se alcanza o excede la resistencia de la roca y el suelo, la deformación plástica es muy obvia, causando aplastamiento, agrietamiento por tracción o corte. Cuando la resistencia del macizo rocoso está controlada principalmente por el plano estructural, es básicamente la misma situación que la anterior. Cuando la combinación de superficies estructurales forma un estado inestable de la roca circundante, además de la deformación elástica, también es obvia la deformación plástica del macizo rocoso, que se manifiesta como el desplazamiento mutuo de las separaciones de las rocas circundantes (rocas). La roca circundante se afloja, la estabilidad de la roca circundante se reduce, creando condiciones para un mayor aflojamiento.
1.3 Daños en las pendientes
Los daños en las pendientes se producen principalmente en las ciudades montañosas. Además de las pérdidas económicas directas, también pueden causar víctimas. Las razones principales son: procesos geológicos naturales y procesos geológicos de ingeniería. Los daños a las pendientes causados por procesos geológicos de ingeniería son más frecuentes que los procesos geológicos naturales. Por supuesto, cualquier daño a las laderas no puede considerarse un desastre geológico, pero los daños a las laderas son uno de los principales tipos de desastres geológicos.
La principal forma de daño de las laderas son los deslizamientos de tierra, cuyos factores influyentes incluyen la litología, la estructura, la topografía, los terremotos, las precipitaciones y las actividades humanas. Entre ellos, muchos deslizamientos de tierra son causados por actividades de ingeniería subterránea, es decir, la excavación o excavación de ingeniería subterránea afecta principalmente al macizo montañoso superior, provocando grietas en el macizo rocoso e inclinación del suelo. Bajo ciertas condiciones, el macizo montañoso se vuelve inestable. y se producen deslizamientos de tierra. Durante la construcción de túneles, los deslizamientos de tierra ocurren principalmente en zonas de enterramiento poco profundo, presión sesgada y áreas de entrada y salida, y sus daños suelen ser graves. Para evaluar la estabilidad de la roca y el suelo de las pendientes y prevenir desastres geológicos causados por la inestabilidad de las pendientes, es muy importante comprender las causas internas y externas de la inestabilidad de las pendientes y comprender las leyes de su movimiento y desarrollo, especialmente en áreas con intensa actividad humana. actividades económicas, las pérdidas económicas y las víctimas causadas por la inestabilidad de las laderas son enormes, y todas estas pérdidas y víctimas son causadas por actividades de ingeniería irrazonables. 1.4 Contaminación de las aguas subterráneas
En la geología ambiental urbana, el impacto adverso de las aguas subterráneas se manifiesta principalmente como erosión de las aguas subterráneas. Los impactos adversos sobre las aguas subterráneas y su contaminación son causados principalmente por el hombre. Con el desarrollo sostenido y estable de la economía y la intensificación de las actividades humanas, la contaminación de las aguas subterráneas se ha vuelto cada vez más grave, principalmente por los siguientes motivos: la mayor parte de la basura urbana se acumula al azar y los líquidos residuales se vierten sin tratamiento ni tratamiento previo; Primero, el agua superficial se contamina y luego es recargada por el agua superficial o se filtra en el agua subterránea, lo que a su vez contamina el agua subterránea, haciendo que el agua subterránea sea corrosiva y erosione constantemente los cimientos de los edificios y proyectos subterráneos de la ciudad.
2 Medidas de prevención y control
2.1 Realizar estudio geológico de ingeniería de detalle.
Los datos de los estudios geológicos de ingeniería son una base importante para la construcción de ingeniería subterránea. A través de un estudio geológico de ingeniería detallado, se proporcionan los parámetros e indicadores requeridos para el diseño y la construcción, y se determinan planes y pasos de excavación razonables. Si los datos de los estudios involucrados en la construcción de ingeniería subterránea no son detallados y precisos, inevitablemente traerá peligros ocultos para los proyectos de apoyo.
2.2 Hacer un buen trabajo optimizando el plan de excavación.
Hay muchas formas de excavar proyectos subterráneos. Tomando como ejemplo los proyectos de pozos de cimentación, incluyen excavación completa en capas, excavación en isla central, etc. Diferentes secuencias de excavación conducen a diferentes desplazamientos, por lo tanto, en comparación con el método de excavación secuencial de una dirección a otra, la secuencia de excavación del método de la isla central puede reducir en cierta medida el levantamiento de la base y el asentamiento del terreno detrás de los pilotes. Por lo tanto, el plan de excavación debe optimizarse durante la excavación del pozo de cimentación.
2.3 Implementar un diseño científico de precipitación
El agua es uno de los factores importantes que afectan la estabilidad de los proyectos de cimentación. Según estadísticas reales, alrededor del 70% de los accidentes en fosas están relacionados con el agua subterránea. Por lo tanto, se debe prestar especial atención a la influencia del agua subterránea durante la construcción de proyectos subterráneos. La mayoría de las construcciones de ingeniería subterráneas requieren la reducción artificial del agua subterránea. Para reducir el nivel del agua subterránea, es necesario seleccionar razonablemente el método de precipitación, diseñar el plan de precipitación artificial y predecir el nivel del agua del plan de precipitación sobre esta base, y optimizar el plan de precipitación mediante la predicción para lograr el mejor plan de precipitación.
2.4 Realizar seguimiento in situ y promover la tecnología de la información en la construcción.
La ingeniería subterránea es un sistema dinámico y complejo en el que interactúan el suelo y las estructuras de soporte. Es difícil comprender la deformación y el daño de la estructura del recinto y el suelo bajo condiciones complejas de excavación y lluvia basándose únicamente en análisis teóricos y estimaciones empíricas, y también es difícil completar un diseño de excavación confiable y económico. A través del monitoreo sistemático de todo el proyecto durante el proceso de construcción, se pueden comprender los cambios y se puede utilizar el análisis de retroalimentación de la información de monitoreo para predecir mejor las tendencias de cambio del sistema. Cuando se producen señales de peligro, se pueden dar advertencias oportunas y se pueden tomar medidas para garantizar la seguridad de la construcción y el medio ambiente; cuando la reserva de seguridad es demasiado grande, el diseño se puede modificar a tiempo para reducir las medidas de contención.
2.5 Adoptar activamente nuevas tecnologías y nuevos métodos.
La práctica de la ingeniería ha demostrado que el uso de precipitación de pozos y refuerzo del suelo del pozo (lechada química, refuerzo de pilotes de cal, etc.) es de gran importancia para mejorar la deformación y la estabilidad de los pozos de cimentación. ), soportar rápidamente la fuerza axial precargada, aumentar la profundidad del muro de contención, construir una cortina en la capa exterior del muro, inyectar agua fuera del pozo de drenaje, excavación en escalones, construcción de arriba hacia abajo y métodos de construcción de retroalimentación de información. La tecnología informática debe utilizarse ampliamente en la construcción de ingeniería subterránea, como el análisis y cálculo de datos, el dibujo por computadora, el diseño de pozos de cimentación profundos asistidos por computadora, la construcción y gestión de información, etc. Las perspectivas son muy brillantes.
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Los recursos del espacio subterráneo se están desarrollando y utilizando cada vez más en diversos campos, como proyectos de transporte ferroviario subterráneo, calles subterráneas, sótanos, garajes subterráneos y otros proyectos subterráneos, convirtiéndose en un moderno ciudad Un importante transportista para la transferencia de funciones bajo tierra. Sin embargo, la construcción de proyectos subterráneos se realiza generalmente en áreas urbanas, lo que a menudo causa efectos geológicos ambientales como desplazamiento, deformación, asentamiento y colapso de los estratos circundantes, y puede causar daños a los edificios y cimientos terrestres circundantes, defensa aérea civil subterránea temprana. y otras estructuras, tuberías públicas subterráneas y diversas instalaciones subterráneas, pavimentos de subrasante de vías urbanas, etc. causan diversos grados de daño. Por tanto, es de gran importancia práctica estudiar los problemas geológicos provocados por los proyectos de construcción subterránea urbana y sus medidas de prevención y control.
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