摘要：本文在充分分析和借鑒前人研究經驗的基礎上，采用區(qū)內場地穩(wěn)定性、工程地質條件、水文地質條件、地質環(huán)境條件及其他影響因素對萊蕪市城市規(guī)劃區(qū)內的地下工程建設適宜性進行了評價，進而劃分了城市建設適宜區(qū)、較適宜區(qū)及較不適宜區(qū)。

關鍵詞：城市建設；評價因子；適宜性評價；萊蕪市

Study on the suitability evaluation of urban construction

An Ru-yi

NO.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Jinan 250014， China；

Abstract： Based on the experience of predecessors and fuzzy mathematics method， this paper uses the conditions of the stability of the area， engineering geological conditions， hydrogeological conditions， geological and environmental conditions and other influencing factors to evaluate the urban planning of Laiwu City. The construction of above ground works and the suitability of underground construction in this area were evaluated， and the three levels of areas were classified： suitable area， more suitable area and less suitable area.

Key words： Urban construction； Assessment factor； Suitability analysis； Laiwu city

城市的未來發(fā)展規(guī)劃要求節(jié)約土地，增加土地的利用率，今后工程建設將會嚴格控制低層及多層建筑，而以小高層和高層建筑為主，并充分利用地下空間，規(guī)劃修建輕軌、人防等大型地下工程[1]。

本次對地上工程建設適宜性評價主要從巖土體工程地質條件角度考慮，地下工程建設適宜性評價側重于斷裂構造及地面塌陷及已有建筑物的影響[2]。

1.評價方法

工程建設適宜性影響因素較多，且影響程度不同。各因素之間存有一定的聯系，因而邊界條件不確定，適宜性等級也沒有完全的標準。本次工程建設適宜性評價體系將指標體系中選取的因子分為敏感因子、重要因子及一般因子，評價過程中只選取前兩類因子進行評價[3]。據萊蕪城區(qū)地質環(huán)境特點，按分級、分序、抓主、淡次的原則，采用窮舉-剔除法，選取重要影響因子作為工程建設適宜性評價的評價因子，二級評價因子在考慮調查區(qū)不同地質環(huán)境區(qū)的前提下對一級因子進行細化，建立邏輯層次合理的評價體系[4]（見表1和圖1）。不同工程建設適宜性評價因子指標構成和量化方法（見表2），其中不同的工程建設項目在二級評價因子的選擇上應有所不同，根據主導因素原則，選取相應的主導因子指標組合[5]。巖溶塌陷及采空區(qū)屬于萊蕪市工程建設的敏感因子，對地下工程建設具有“一票否決”，為工程建設的制約區(qū)。

2.工程建設適宜性條件分析

2.1場地穩(wěn)定性

影響場地穩(wěn)定性的因素主要為構造活動性，其次是場地土類型和建筑地段類別等。

（1）構造活動性。區(qū)內未有大規(guī)模地震的記載[6]，對工程建設適宜性影響小。

（2）場地土類型。區(qū)內場地土類型：堅硬土、中硬場地土和中軟場地土三種類型[7]。

（3）建筑地段類別。區(qū)內抗震有利地段主要分布于區(qū)內的南部灰?guī)r、東部侵入巖類出露區(qū)及汶河北側碎屑巖類隱伏區(qū)；抗震不利地段主要分布于弧形斷裂破碎帶周邊及調查區(qū)內煤礦鐵礦開采范圍內；抗震危險地段主要分布于區(qū)內的巖溶塌陷易發(fā)區(qū)及煤礦鐵礦開采區(qū)中已形成的采空區(qū)范圍內；其余地段為地震一般地段。

2.2工程地質條件

工程地質條件主要考慮地基土壓縮性、承載力、軟土厚度及埋深、黃土濕限、砂土液化等[8]。

（1）地基土壓縮性

盆地平原內在汶河兩側及萊城區(qū)東部孝義一帶15m深度切面處為中高壓縮性，在羊里一帶15m深度切面處屬中壓縮性。區(qū)內南部及東部大面積區(qū)域內巖石出露，屬低壓縮性。其余地段15m深度切面處為中低壓縮性。

（2）地基土承載力

汶河沿岸附近及萊城區(qū)東部孝義一帶15m深度地基承載力一般為180kpa～200kpa，南部寒武—奧陶灰?guī)r出露區(qū)[9]內15m深度地基承載力特征值一般為500kpa～800kpa，東部侵入巖及城區(qū)中西部地基承載力特征值一般為1000kpa～ 1200kpa，其余地段15m深度切面處地基承載力特征值一般為300kpa～400kpa。

（3）軟土

區(qū)內軟土主要分布在汶河沿岸，其特殊的物理力學性質對基坑開挖和支護存在較大的影響，從而影響工程建設適宜性。

（4）液化砂土

區(qū)內未發(fā)現飽和液化砂土層的存在。

2.3水文地質條件

區(qū)內地下水類型主要為第四系孔隙水、巖溶裂隙水和基巖裂隙水[10]，基巖裂隙水對工程建設影響較小，故本次主要分析孔隙水和巖溶水對工程的影響。工程建設適宜性的水文因素主要表現在基坑開挖工程中的涌水及地下水對建筑材料腐蝕性。

（1）地下水富水性

河流沖積-洪積層孔隙水含水層以牟汶河、贏汶河河岸最發(fā)育，單井涌水量一般1000m3/d～5000m3/d，羊里一帶單井涌水量達3000m3/d～5000m3/d。殘坡積、坡洪積層孔隙水富水性差，單井涌水量小于1000m3/d。

中南部山區(qū)巖溶裂隙水含水層單井涌水量多小于500m3/d，而在溝谷地帶、構造帶及地下水排泄區(qū)水量則大，單井涌水量1000m3/d～5000m3/d。

（2）地下水對建筑材料腐蝕性

地下水化學成分包括氣體成分、各種離子、有機化合物和微生物等[11]。區(qū)內地下水腐蝕性相對微弱，對混凝土結構、鋼結構及混凝土中鋼筋腐蝕性輕微。

（3）地下水位埋深

地下水位埋深及其動態(tài)變化是影響地下工程建設的重要因素之一[12]。區(qū)內松散巖類孔隙水水位埋深一般在1m～ 11m，巖溶水水位埋深變化較大，水位埋深一般在4m～ 150m。

2.4地質環(huán)境條件

區(qū)內已發(fā)生的主要地質災害類型有巖溶塌陷、采空塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等[13]。

2.5其他影響因素

（1）已開發(fā)地下空間

目前規(guī)劃區(qū)內已開發(fā)建設的地下空間最大利用深度已達20m左右，已建的各種地下工程會對今后地下空間的開發(fā)建設造成一定影響。

（2）地表水體

地表水系若處于地下工程之上，無疑會對地下建筑構成一定的威脅，因此地下工程不僅要做好防地下水措施，還必須要做好防地表水措施。

3.城市地下工程建設適宜性評價

城市地下工程建設主要包括城市地下軌道交通、公路隧道、地下停車場、過街或穿越障礙的各種地下通道、各種地下商場、人防與市政地下工程等。根據調查，15m埋深范圍內其地下空間利用率最高，本次對城市地下工程建設的適宜性評價主要考慮埋深15m以上。

根據地下工程建設的特點，主要選取已開發(fā)地下工程、構造活動性、場地土類型、建筑地段類別、地基土壓縮性和承載力、特殊類土、地下水富水性、水位埋深、地下水對建筑材料腐蝕性、巖溶發(fā)育特征及地質災害易發(fā)性等評價因子，對城市規(guī)劃區(qū)地下空間工程建設適宜性進行評價。適宜性可分為適宜區(qū)、較適宜區(qū)和較不適宜區(qū)三個等級（圖2）。

3.1工程建設適宜區(qū)

主要分布工作區(qū)東南部低山丘陵區(qū)，如高莊南部—顏莊南部—鋼城區(qū)一帶及辛莊東部—里辛一帶。區(qū)內15m埋深處巖土層巖石力學性質較好，工程地質條件好，圍巖穩(wěn)定性好。區(qū)內無大型斷裂發(fā)育，地基土承載力高，壓縮性低，大部屬抗震有利地段。區(qū)內地下水腐蝕性微弱，基本無地表水體影響，地下水位埋深大，一般大于15m。且區(qū)內未進行地下工程開發(fā)，基本不受人類工程活動等地表建筑影響；區(qū)內局部點狀分布崩塌、滑坡、泥石流等地質災害隱患。綜合評價該區(qū)地下工程建設開發(fā)難度小，無須特殊工藝，成本較低，安全性好，是地下空間工程建設適宜區(qū)。

3.2工程建設較適宜區(qū)

主要分布于萊城區(qū)中北部的大范圍區(qū)域內，區(qū)內15m埋深處巖石屬軟巖，易干裂，圍巖穩(wěn)定性相對較差。區(qū)內含水層主要以孔隙水為主，富水性弱，基本無地表水體影響，水位埋深一般在5m～15m，地下水以微腐蝕性為主，無崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害分布。

在萊城區(qū)及鋼城區(qū)城區(qū)內受人類工程活動的地表建筑及已開發(fā)的地下空間（已建高層建筑、防空設施和需保護建筑等）的影響較大[14]，綜合評價將城區(qū)內劃為較不適宜區(qū)。

本區(qū)域內進行地下工程建設時要充分調查清楚工作區(qū)內的水文地質條件和工程地質條件，必要時采取支護和堵水、截排水或回灌等工程手段進行處理。

3.3工程建設較不適宜區(qū)

主要分布在區(qū)內的煤礦鐵礦礦山開采規(guī)劃范圍內、巖溶塌陷易發(fā)區(qū)范圍及弧形斷裂影響區(qū)內。礦山企業(yè)開采區(qū)內易發(fā)生地面塌陷，巖溶塌陷區(qū)內隱伏巖溶較發(fā)育，對地下空間工程影響較大；弧形斷裂影響帶內巖石破碎，工程地質條件復雜，地基穩(wěn)定性差。

該區(qū)域內在地下工程建設中，需要輔助專項的技術手段進行處理和圍護，施工技術復雜，施工成本高；開發(fā)過程中需要注意突水、防止降排水引起的塌陷等問題[15]；在斷裂兩側須查清斷裂的性質、規(guī)模、產狀和構造巖特性，查清斷裂構造與地下工程的空間位置，研究斷裂帶的巖性和水文地質特征，預測地下工程在斷裂帶中開挖將遇到的工程問題等[16]。綜合評價該區(qū)為地下空間建設較不適宜區(qū)。

4.結論

本文將區(qū)內場地穩(wěn)定性、工程地質條件、水文地質條件、地質環(huán)境條件及其他影響因素等因子賦予權重，實現了各個影響因素和場地適宜性好壞程度之間的綜合評價。在此基礎上對城市地下工程建設適宜性進行了分級，劃分了適宜區(qū)、較適宜區(qū)及較不適宜區(qū)三個等級。

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