北京市地下空间开发中主要地质风险及控制对策

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1、第2届全国工程安伞与防护学术会议论文集北京市地下空间开发中主要地质风险及控制对策沈小克王军辉韩煊周宏磊(北京市勘察设计研究院有限公司、北京市海淀区羊坊店l5号、100038)摘要：本文综合国内外最新研究状况，针对地下空间与地质体相互作用的特点，提出了地下空间地质风险的概念，并按照可能产生的不良后果将其进一步细分为工程风险、环境风险和技术风险。以地质条件较为典型和复杂的北京市为例，在对北京市地质条件进行分析的基础上，提出了主要的地质风险因子，并结合地下空间开发特点，对主要地质风险及其控制对策进行了探讨，为今后北京市地下空间开发过程中

2、科学辨识和规避地质风险，最终达到工程安全、环境友好和技术可行的目标提供了借鉴。关键词：北京市；地下空间；地质条件；地质风险；控制对策1引言在国外一些发达国家，城市规划中的地质问题研究已经提到较高的层面上m’。1969年美国市政工程协会发表的一份《城市规划艺术》报告，将城市规划研究的专业人员分成27类，除市政工程师、建筑学家、经济学家、社会学家外，还包括地质学家、地理学家、土壤学家、环境地球化学家。该报告建议，在规划的11个专业组中绝大部分都必须配备一定数量的地质学家，提出必要的地质环境基础资料，并在此基础上进行综合分析与评价。在我

3、国，针对城市规划中有关地质问题的评价，已经形成了行业内较为成熟的工作规则，如地质灾害评估、工程地质勘察、水文地质勘察和岩土工程勘察等。但上述这些工作和研究的重点侧重地面工程，针对地下空间开发中所可能遇到的地质风险及其控制措施的研究相对薄弱。事实上，对地下空间开发中地质风险的综合评估与控制具有更重要的现实意义，其主要原因是地面工程仅有基础部分与地质体直接接触，地面工程主要要求地质体提供稳定的基础持力层，而地下空间一般其结构整体均处于地质体中，在其规划、建设、运营的全生命周期中，地下结构与周围的地质体时刻存在着相互影响与相互作用。因此

4、，相对于地面工程而言，地质风险对规划和建设影响更大，需要进行系统性的深入研究。城市地下空间规划中所需要考虑的地质因素包括基本地质环境条件(地形、地貌、主要地质构造、地层结构、地下水等)、地质灾害威胁(构造断裂、砂土液化、地面沉降、滑坡等)、不利变化影响(高水头承压水、软弱地层、不稳定地层，或对某种特定建设不利的地质条件等)、特殊环境137条件(土壤、地表水、地下水污染区、生态脆弱区)。在城市地下空间规划中，能否对这些地质风险进行科学识别、评估和管理，在很大程度上决定了地下空间规划方案的质量甚至成败。2009年，北京提出了建设“人文

5、北京、科技北京、绿色北京”的发展理念，并以建为“世界城市”为发展目标，以城市轨道交通为代表的城市地下空间已处于快速发展的阶段。同时。北京是一个地质条件较为典型和复杂的城市，在地下空间开发利用方面具有很大的发展需求。本文以北京市为例，对地下空间开发过程中的地质风险问题进行系统探讨。2关于地质风险若干问题的讨论2．1“地质风险”概念的起源及外延“地质风险”(geologicalrisk)较早期用于石油、天然气开采等传统地质行业012]主要是用来描述开采过程中由于开采井布置难以准确捕获复杂的油气藏分布层位，从而导致部分开采工作的经济效益

6、低和不同程度经济损失。从该概念不难理解，地质风险具有两个特点：一是不确定性(uncertainty)，反映了地质条件的复杂性，成为油气藏开采中重要不利因素或风险因子(riskfactor)：二是可能会带来一定程度的损失(10ss)，从而难以满意的达到既有油气田项目的投资和收益目标。同样，在工程建设中，尤其是近几年来地下空间的开发活动中遇到的一些不利地质因素也会造成不同程度的损失，而且这些损失不仅局限于上述经济方面，更为重要的是引起施工和运营期间的各种安全隐患13卜n引，以及工程建设和返营中对既有地质环境的干扰¨引u剐所造成的环境质

7、量沈小克等．北京市地下空间开发中主要地质风险及控制对策2010年8月损失。还有一些地质因素虽然不会造成以上两点明显的破坏性损失，但会使现有的技术难以顺利实现，造成工期延长和造价的提高。归结起来，在复杂的地质条件下，地下空间开发和利用工程必须面对3方面的风险：(1)工程风险：在该地质条件下，目前所能采用的工法均很难完全避免工程事故的发生；(2)环境风险：地下空间开发建设和利用可能诱发的一系列环境地质问题：(3)技术风险：在技术较为成熟的条件下。特殊地质条件(如硬质岩或漂石)造成旅工困难，难以达到预期的理想技术经济目标。上述3个方面的

8、风险都是不同方面的“损失”，当这些“损失”达到一定程度时，迫使我们不得不修改甚至放弃既定的规划和建设方案。因此，在大规模城市地下空间规划阶段，需要着重考虑到地质风险问题。这对保证工程安全和既有地质环境、节约投资均具有重要意义。2．2地质风险与地质灾