地下水对工程施工影响分析及探讨

地下水对工程施工影响分析及探讨（共13篇）

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇1

摘要：在当前建筑工程施工中，解决地下水对工程施工造成的影响是工程建设领域所面临的重要课题。本文从施工实践出发结合理论阐述了地下水对工程施工的影响，并从管理与技术上提出了以危害控制为主体的对策。关键词：地下水 建筑工程 施工影响 对策

在建设工程施工的周期当中，不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一，在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质，在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程，在进行工程建造时，都要或多或少的深入地表岩层。但是，地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象，对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。地下水在工程施工中产生的影响分析

1．1地下水的分布。地下水分布较为复杂，它不仅受一般规律影响，还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响，各个因素可能单独影响，也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析，而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中，按照埋藏条件来分，可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同，具体有如下两点：首先，各种不同类型的地下水的固有特征有所不同，如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等；其次，我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同，如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大，因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点，对工程施工建设过程中影响广泛而普遍；包气滞水由于埋藏浅、储量小，对工程的影响较小；承压水在工程施工中则影响较大，但承压水的影响概率则很低，只对个别地带、个别行业带来影响。

1．2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土，岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成，它是岩土的主体部分：液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体：气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用，相互影响岩土的稳定性与强度。

在地理学上，我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中，岩土的水性质则集中体现了地下水的性质，分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察，各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值，然而，岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。

1．3地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面，地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源，地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质，同时也决定了岩土三相结构在施工扰人后的变化发展趋势，从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂，下面我们将通过三个理论定律展开研究。

1．3．1太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构，这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律，它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力，但可以承受并传递法向应力，进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分：液相空隙压力u、固相有效应力o。该理论可表达为：a=o +u。由太沙基有效应力理论进行分析，液体在岩土之中具有流动性，施工开始后将会导致液体的不同程度的流动，因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。

1．3．2地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明：V=kil／m。在公式中，V的含义是水移动速度；k的含义是岩土的渗透系数；i的含义是水力的坡度；m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时，m的值应当为1；而当地下水在处于紊流状态时，m 的值应当在1和2之间。然而，在大多数情况下，地下水在岩土中是以层流方式运动的，所以m 值常取1。

1．3．3岩土强度理论：t=d tan +c。其中t表示岩土抗剪强度；o表示剪切面方向应力： f表示岩土内摩擦角；C表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔一库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式，所以抗剪强度作为基础的摩尔一库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。在对以上叙述的三个理论在理解和运用时，首要且必须要做到的是全面与统一，同时须具体明确以下几点：

①在工程施工中，地下水的影响不是单独的，同时还受到许多其他因素的影响；② 以上三个理论是相互统一的，三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用；⑧在工程施工过程中，地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科，只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论，能更正确有效的分析和解决问题。对策分析

通过地下水对工程施工影响的分析，结合上述三个理论，在实践中遵循三个原则来确定对策：安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导，所确定的对策可分为管理类和技术类。

2．1管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验，这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理，从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之，有以下几点：① 合理安排施工活动，提高管理效率，避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应；②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质，发挥其技术专长与思维能动性；③ 在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度，从而适应在特定环境下地下水问题的解决。

2．2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种，但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述：①堵和截：这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征，以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法，这是为了把地下水在流动过程中加以控制，为整个工程施工时打下基础保障，从而有利于整个工程的施工。(排和降：排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外；降是指将基于FPGA 的HDB3 编译码器设计高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低，并有利于整个工程的施工。(保留：在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时，我们可以采用保留的方法，保留地下水，并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决，譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④ 更换和γ-Al2O3 内表面上钨离子分散的研究固结：更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率，从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构；固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化，以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤ 防：这种技术方法是指防止地表的径流，例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。

2．3技术对策的举例：① 管涌防治：这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法，设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治：采用人工降水、；东结、打板桩和水下开挖等方法。⑧基坑坍塌：降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治：采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。结语

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇2

北京地下直径线工程施工期间隧道沿线既有建 (构) 筑物、地下管线道路的保护及变形控制等都具有较大的风险。考虑到隧道距上部建筑物侧穿距离极小, 为保证施工顺利进行, 避免上部邻近建筑物出现严重安全问题, 清华大学结构工程检测中心进行了“北京站—北京西站地下直径线工程隧道施工对上部建筑物安全影响风险评估”的专项工作。

(1) 对隧道相邻地上建筑物结构全面鉴定评估, 掌握隧道沿线各类不同建筑物的整体结构特性及安全状态。

(2) 根据对受影响建筑物的全面技术评估及鉴定评估结果, 结合建筑物所处场地的工程地质参数及建筑物的使用功能现状, 给出沿线不同建筑物各自的变形控制条件——建筑物的再允许差异沉降限值及总体沉降量控制值。

(3) 根据北京地下直径线设计施工的具体特点和技术条件, 结合隧道与地面建筑物相邻段设计施工技术方案 (含保护措施) , 采用相应岩土工程的分析软件进行综合分析, 给出地下隧道施工可能引起的地面或建筑物地基的变形参考值 (变形曲线) , 据此结果对建筑物的变形控制条件进行调整和修正。

(4) 从降低风险的角度出发, 依据相关规范规定, 给出隧道工程项目施工期间可能给地面建筑物带来的风险, 提出相关的风险应对措施 (建筑物场地的处理意见或建筑物本身的加固处理建议) 。

1 住宅楼基本情况

选取的2栋住宅楼均建于20世纪70年代, 与地下直径线的相对位置详见图1—图3。1#住宅楼分为Ⅰ段、Ⅱ段两部分。Ⅰ段为砖混结构, 地上5层, 地下1层, 长度为47.7 m, 宽度为9.00 m, 砖砌条形基础, 基础埋深约为5.0 m;Ⅱ段也为砖混结构, 地上5层, 长度为63.60 m, 宽度为9.00 m, 砖砌条形基础, 基础埋深为3.8 m。2#住宅楼为5层砖混结构, 建筑物总长度为63.60 m, 总宽度为10.20 m, 基础埋深2.45 m, 墙下条形基础。受北京地下直径线隧道施工影响的建筑物中, 1#住宅楼距隧道的水平距离仅2.84 m, 2#住宅楼距隧道的水平距离为4.12 m。两栋建筑物基础持力层均为近代中轻砂、黏粉细砂, 地基承载力为150 kPa。

2 住宅楼现状检测

对2栋住宅楼进行详细的现场检测, 给出明确鉴定结论意见, 为地下直径线建设方及相关施工方提供决策参考技术依据, 检测鉴定的主要结论如下。

(1) 目前住宅楼主体承重结构 (墙体) 未有明显的由于承载力不足或基础不均匀沉降所造成的结构性损伤;

(2) 建筑物建造年代较早, 使用时间达30余年, 按现行规范其抗震承载力等存在一定程度的不足及抗震构造缺失, 但建筑物结构的整体状况尚属正常状态;

注:该剖面图剖切位置为垂直隧道方向与建筑物最近距离处。

(3) 目前建筑物存在的损伤主要为非结构性损伤及预制板板缝开裂等, 对建筑物整体安全及构件的承载力等均影响不大。

3 住宅楼现状完损等级评定

房屋完损等级是指对现有房屋的完好或损坏程度的划分, 反映现有房屋的质量等级。评定房屋完损等级是按照统一的标准、统一项目和统一的评定方法, 对现有整幢房屋进行综合性的完好或损坏的等级评定。各类房屋完损标准是根据房屋的结构、装修等组成部分的各个项目的完好或损坏程度划分。由上述评定标准可将房屋分为完好房、基本完好房、一般损坏房、严重损坏房及危险房5个等级。

除对该住宅楼结构安全性现状进行检测鉴定给出结论外, 还对建筑物的完损等级进行相应评定。结果如下:住宅楼检查区域存在一定程度的非结构性损伤, 但未发现由于承载力不足引起的结构性损伤, 根据《房屋完损等级评定标准》中的相关规定, 属于一般损坏房。

4 住宅楼的再允许差异沉降限值及沉降量控制值

地下隧道工程施工对地上相邻建筑物影响分析的诸参数中, 最关键的参数之一是既有建筑物在施工引起地基变形的作用下, 其本身所允许的变形值。对不同的建筑物而言, 既有建筑物的允许变形值大 (建筑物本身抵抗变形的能力强) , 则隧道施工期间对其周边土层的处理支护等措施可相对降低要求 (降低成本) ;若相邻既有建筑物的允许变形值较小, 则隧道施工期间对周边土层的处理及支护控制要更为严格, 以尽量减少变形, 保证隧道施工期间相邻建筑物的安全。

既有建筑物允许变形值一般可参考国家有关规范中的地基变形控制值, 但问题的关键在于地下隧道施工中所涉及到的受影响建筑物在较多情况下均为在用的既有建筑物, 其中较多的建筑物建成十几年甚至几十年。这些建筑物在一定程度上存在各种结构或非结构性损伤, 其本身的允许变形能力已经受到建筑物结构性能劣化的制约, 或在长期使用过程中在各类荷载效应的作用下已经产生不同程度的变化变形等, 因此建筑物的允许变形值为既有建筑物的再允许差异变形值, 通常由于涉及到的各类建筑物无这方面的原始检测数据, 因而在建筑物分析评估中确定关键参数难度较大。为此, 结合各类建 (构) 筑物工程检测中的相关经验及建筑物结构在施工过程中的变形特点, 以既有建筑物现状垂直度偏差为途径, 判定一般情况下建筑物的既有变形 (已发生的地基变形量) , 是解决问题的基本思路。需要指出的是, 在实际操作时, 上述思路判定既有建筑物已发生的变形值并非简单地对建筑物主体结构的垂直度偏差进行测量, 而必须结合建筑物上部主体结构已出现的损伤, 特别是主体结构开裂等损伤进行综合判定, 才能得到更为合理的结果。

4.1 住宅楼的沉降变形现状

4.1.1 测量基本条件

为准确掌握住宅楼的沉降状况, 对建筑物的垂直度偏差进行现场测量。由于建筑物此前并无相应的基准点参照系统, 故现场垂直度偏差测量按相关规范考虑, 采用建筑物此前垂直度基本正常 (垂直度满足验收标准) 的推定前提。建筑物垂直度测量结果见表1。

4.1.2 测量结果分析

(1) 根据1#住宅楼Ⅰ段主体垂直度偏移方向及偏移量推测值, 考虑到建筑物可能存在的初始施工误差, 住宅楼Ⅰ段角点目前的实际垂直度偏移量应在10 mm左右, 可以满足结构安全要求。

(2) 根据1#住宅楼Ⅱ段主体垂直度偏移方向及偏移量推测值, 考虑到建筑物可能存在的初始施工误差, 住宅楼Ⅱ段角点目前的实际垂直度最大偏移量在50 mm (主体倾斜率约为50/H=1/280) 左右, 超过GB 50203—2002《砌体工程施工质量验收规范》规定的限值要求 (1/700) , 亦接近GB 50292—1999《民用建筑可靠性鉴定标准》中的限值要求 (1/250) , 根据现场勘测, 住宅楼Ⅱ段的测量垂直度偏差超过限值, 但未对建筑物主体结构造成显著影响。

(3) 根据2#住宅楼主体垂直度偏移方向及偏移量推测值, 考虑到建筑物可能存在的初始施工误差等, 建筑物角点目前的实际垂直度偏移量应在30 mm左右, 但从现场勘查的情况看, 2#住宅楼目前存在的偏移尚未对建筑物造成可见的结构损伤, 仍可基本满足结构安全要求。

4.2 住宅楼再允许差异沉降值分析

根据现场勘查结果及现行规范规程的相关条款, 对地下隧道相邻地上住宅楼地基的再允许变形值进行计算及综合分析, 结果如下。

(1) 1#住宅楼建筑物目前外观质量基本正常, 未见由于不均匀沉降及承载力不足所引起的明显结构性损伤。

(2) 1#住宅楼Ⅱ段建筑物的再允许沉降差值约为8～10 mm, 每组观测点 (1'-3, 1'-6组及1'-4, 1'-5组) 两点之间;1#住宅楼Ⅰ段建筑物的再允许沉降差值约为12～14 mm, 每组观测点 (1-1, 1-8组及1-2, 1-7组) 任意两点之间;2#住宅楼建筑物的再允许沉降差值约为8～10 mm, 每组观测点 (2-1, 2-4组及2-2, 2-3组) 两点之间。

(3) 上述再允许沉降差值考虑了在较不利状态下, 建筑物在隧道施工过程中再允许发生的最大差异沉降, 该值小于建筑物在主体结构验收 (投入使用) 后发生的总差异沉降量。对于住宅楼已发生的差异沉降, 目前, 1#住宅楼Ⅱ段和2#住宅楼的部分角点垂直度已超过限值, 建筑物应已存在一定程度的不均匀沉降, 需计入总差异沉降量。

(4) 给出的差异沉降量指建筑物两外纵墙在最不利情况下的不均匀沉降差, 当地基下土层沉降量相对均匀即地基呈整体沉降趋势时, 对地表建筑物的影响也会相应减小。

5 有限元计算模拟分析

有限元计算分析重点考虑以下不同的影响模式内容:隧道开挖对建筑物地基基础的影响;隧道开挖对地表沉降的影响程度;上述影响随时间变化的情况;隧道施工期间相关区域的应力变化情况及关键点的位移场变化规律等。

根据委托方提供的资料, 地下直径线工程拟在住宅楼施工段采用钢管注浆加固形成隔离桩墙的措施对建筑物地基基础进行保护。模拟计算分析时考虑采用3排钢管桩及无钢管桩保护措施等情况。

5.1 计算工具

计算分析采用Plaxis岩土工程分析软件。Plaxis是计算分析岩土工程问题的专业有限元程序, 出自荷兰著名大学TUDelft, 在欧洲岩土工程界应用广泛。目前我国有多家高校和科研部门使用该软件计算分析相关工程。

Plaxis针对岩土工程领域进行有限元数值分析与模拟, 选用适合土工分析的本构模型, 而且软件的核心部分——计算模块由从事岩土工程研究的教授和科研工作者开发。该计算分析软件图形前后处理交互性强、方便直观, 易于建模并进行分析, 是目前岩土工程领域优秀的岩土工程专用分析软件, 因此得到国际岩土工程界的认可, 并正在越来越多的工程项目中使用。

5.2 计算模型和主要参数

计算根据各个断面的几何模型建立Plaxis有限元模型。隧道的维护结构及超前支护桩都简化为平面二维梁单元模拟, 对于临近建筑也采用二维梁单元模拟地下室结构及基础, 梁上施加建筑荷载的方式模拟。计算中由于管线在断面中的相对尺寸很小且无相关数据资料, 未在模型中考虑, 主要关注直径线施工在该管线处引起的位移。

土的本构模型采用Mohr-Coulomb模型, 泊松比ν=0.3, 各个断面土层的主要参数见表2。

5.3 主要计算分析结果

对于选定的计算断面, 分别给出Plaxis计算模型、施工前的应力场、隧道完成后的最终应力场、竖向位移场、隧道上方地表面的竖向位移图和临近建筑物基础底部的竖向位移图, 并对每个断面的计算给出隧道施工结束初期几个关键的计算数值: (1) 隧道顶部的竖向位移; (2) 隧道上方地表面沉降最大值; (3) 建筑物临近隧道一侧的侧向位移; (4) 建筑物两侧基础的沉降。计算结果见表3, 2#住宅楼的计算见图4。

综上所述, 根据具体的计算分析结果, 结合设计单位的模拟计算分析资料, 分析认为住宅楼建筑物的基础埋深对计算结果的影响较小, 而具体加固方案措施 (3排桩及单排桩) 对建筑物基础沉降有一定影响。按较为不利的条件考虑住宅楼地基在采取3排钢管注浆加固形成隔离桩墙的保护措施 (方案) 或其他的等效类似保护措施后, 由于地下直径线隧道施工所产生住宅楼建筑物地基基础的沉降差值可以控制在建筑物再允许差异沉降值限值以内。相关的施工保护措施及其方案可行。给出的建筑物再允许差异沉降值既有相关规范的变形允许值作为一定的规范依据, 也具有理论计算的参考依据, 同时该再允许差异变形值也结合多年对各类在用建筑物的实际检测评估经验, 因而这一给定限值可以作为委托单位及施工单位制定施工方案、监测方案的相关参考依据。

6 结束语

城市地下轨道交通对改善城市交通具有及其重要的作用, 地下工程的隧道施工穿越城市中心区域、下穿或侧穿建筑物等对地上相邻建筑物造成各种不利影响, 城市地下隧道工程的施工对上部建筑物安全的影响及鉴定评估已成为地下工程建设安全风险评估不可或缺的一个重要环节。在实际工程涉及的住宅楼建筑物安全评定项目中所提供的建筑物再允许差异沉降值, 又经专家审定后作为设计、施工单位制定施工方案、修正原施工方案及制定监测方案的重要参考依据。

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇3

关键词：地下水 建筑工程 施工影响 对策

在建设工程施工的周期当中，不得不提及的施工阶段是最为复杂和重要的阶段之一，在施工阶段也经常出现各种复杂的问题和情形。地下水作为天然形成的地下水质，在施工过程中有很大的阻碍作用。无论是地下工程还是地上工程，在进行工程建造时，都要或多或少的深入地表岩层。但是，地下水作为在广泛的地表岩土之中常见的现象，对建筑工程的影响却十分广泛而普遍。

1 地下水在工程施工中产生的影响分析

1.1 地下水的分布。地下水分布较为复杂，它不仅受一般规律影响，还受到岩土性质、地理环境条件与季节变换、结构发育程度、人类活动等不同因素的相互影响，各个因素可能单独影响，也可能多个因素共同影响。地下水在分布上包涵了地下水类别、储存数量、水位高低与补给条件等不同特征的分析，而在这些特征之中地下水的类别则最为重要。在地理学的研究中，按照埋藏条件来分，可以把地下水分为潜水、包气滞水、承压水。不同种类的地下水对其影响也自不同，具体有如下两点：首先，各种不同类型的地下水的固有特征有所不同，如季节的变化、是否承压、补给条件的差异等；其次，我国现今在工程建设技术的先进程度和行业限制有所不同，如大型水利工程、矿山与一般的建筑工程之间的不同。在工程施工过程中潜水的影响最大，因其在地域上分布较广、埋藏的深度和范围较大的特点，对工程施工建设过程中影响广泛而普遍；包气滞水由于埋藏浅、储量小，对工程的影响较小；承压水在工程施工中则影响较大，但承压水的影响概率则很低，只对个别地带、个别行业带来影响。

1.2 岩土的三相结构和岩土的水性质。在工程施工中的基础元素是岩土，岩土的结构、力学特征以及其他性质则直接决定了在工程施工中是否顺利。岩土在结构上呈现气、液、固三态。固态的岩土主要是由不同的粒径级配固体颗粒所组成，它是岩土的主体部分；液态的岩土主要是由依附于固态颗粒上以及游散在固相结构空隙中的液体；气态的岩土主要是由扩散在液态与固态上以及充溢在液态和固态空隙中的水蒸气和空气。岩土的三相结构之间相互作用，相互影响岩土的稳定性与强度。

在地理学上，我们通常将岩土中液态结构同地下水视为一种类型。其中，岩土的水性质则集中体现了地下水的性质，分别可以叙述为岩土的给水度、含水性与透水性。在满足工程施工需要的角度来观察，各个类型的岩土在理论上可以达到最佳水质的指标值，然而，岩土的水性质实际上的指标值同理论上的最佳值往往出现不同程度的偏差。

1.3 地下水和岩土之间的交互作用。地下水在工程施工方面，地下水和岩土之间的交互作用是其主要影响根源，地下水和岩土之间的交互作用不但直接决定了岩土三相结构中的性质，同时也决定了岩土三相结构在施工扰入后的变化发展趋势，从而在工程施工过程中地下水起到决定性的重要作用。地下水和岩土之间的交互作用相当复杂，下面我们将通过三个理论定律展开研究。

1.3.1 太沙基有效应力理论。这种理论是指把岩土结构中固液两种状态相对饱和的岩土结构，这种结构能得出固液两种状态的相对关联、相互影响和作用的一种规律，它是岩土三相结构重要的理论。太沙基有效应力理论认为液体不承受剪应力，但可以承受并传递法向应力，进而把结构总体应力区分为相对独立的两部分：液相空隙压力u、固相有效应力σ′。该理论可表达为：σ=σ′+u。由太沙基有效应力理论进行分析，液体在岩土之中具有流动性，施工开始后将会导致液体的不同程度的流动，因而造成了整体结构的稳定性和应力强度损失降低。

1.3.2 地下水运动规律。这种规律可以用一个公式来表明：V=ki1/m。在公式中，v的含义是水移动速度；k的含义是岩土的渗透系数；i的含义是水力的坡度；m的含义是综合反映流速、地下水的流动方式和岩土三相结构特征的参数。地下水在处于层流状态时，m的值应当为1；而当地下水在处于紊流状态时，m的值应当在1和2之间。然而，在大多数情况下，地下水在岩土中是以层流方式运动的，所以m值常取1。

1.3.3 岩土强度理论：t=σtan∮+c。其中t表示岩土抗剪强度；σ表示剪切面方向应力；∮表示岩土内摩擦角；c表示岩土黏聚力。此式即为闻名遐迩的摩尔—库仑强度理论。因为剪切破坏是岩土破坏最常见的方式，所以抗剪强度作为基础的摩尔—库仑理论变为岩土结构非常重要的理论。

在对以上叙述的三个理论在理解和运用时，首要且必须要做到的是全面与统一，同时须具体明确以下几点：

①在工程施工中，地下水的影响不是单独的，同时还受到许多其他因素的影响；

②以上三个理论是相互统一的，三个理论共同决定了地下水和岩土之间的交互作用；

③在工程施工过程中，地下水对其影响包含了物理、地理、化学等不同学科，只有结合工程和地下水的实际情况才能避免得出错误结论，能更正确有效的分析和解决问题。

2 对策分析

通过地下水对工程施工影响的分析，结合上述三个理论，在实践中遵循三个原则来确定对策：安全第一原则、经济可行原则、技术创新原则。以这三个原则为指导，所确定的对策可分为管理类和技术类。

2.1 管理类对策。管理类对策是指充分的运用决策理论、管理科学的成果和实践经验，这类对策可以通过科学、创新、高效的方法进行管理，从而减轻乃至消除在工程施工过程中地下水的影响。具体言之，有以下几点：①合理安排施工活动，提高管理效率，避免汛情、雨情等气候因素所带来的消极效应；②提高从业人员特别是工程技术人员的业务素质，发挥其技术专长与思维能动性；③在施工需求基础上适度调整施工质量、费用与进度，从而适应在特定环境下地下水问题的解决。

2.2 技术方面的对策。技术方面的对策在操作上方法和措施有很多种，但它们都能体现出共同的特征。在工程施工中不同中给的措施应当都有与其相适应的范围、具体做法和技术指标。下面我们对一些技术对策的共同特征具体进行论述：①堵和截：这种方法在本质上以隔断地下水补给源为特征，以及在地下水流动过程中设置障碍、提高阻力。具体方法可以利用设幕墙、打板桩等方法，这是为了把地下水在流动过程中加以控制，为整个工程施工时打下基础保障，从而有利于整个工程的施工。②排和降：排是指把地下水以及补给源排放到施工的作业范围外；降是指将高水位降至作业面以下从而使得作业面处于降水漏斗的范围内。利用排和降的方法可以把作业范围内中的岩土三相结构中液态比例降低，并有利于整个工程的施工。③保留：在工程施工过程中采取其它技术方法成本过高时，我们可以采用保留的方法，保留地下水，并采取开发或更换新施工方法和工艺来解决，譬如水下开挖土方工法以及机械顶管替代人工顶管等。④更换和固结：更换是指将更换后的土质和地下水凝固或降低地下水流动速率，从而与地下水结合而形成新的岩土三相结构；固结是指加入凝固性材料、冷冻等方法使岩土固化，以降低地下水的渗透破坏和流动性。⑤防：这种技术方法是指防止地表的径流，例如雨水以及其它特殊径流产生的地下水问题。

2.3 技术对策的举例：①管涌防治：这种方法是以堵截地下水补给源、阻碍或弱化地下水流动的方法，设置反滤层、减小地下水的水力坡度、替换土质等。②流土防治：采用人工降水、冻结、打板桩和水下开挖等方法。③基坑坍塌：降水、集中排水、护坡或基坑支炉等。④地面沉降防治：采用周转式回灌、缓慢均匀降低地下水等。

3 结语

地下水对工程施工的影响是十分普遍、客观的存在，随着社会的飞速发展，工程建设技术要求也越来越高，在工程施工过程中对地下水进行研究显得十分迫切，对建筑技术的提高起到很大的帮助。

参考文献：

[1]王成华土力学华中科技大学出版社.2010：85.

[2]郭庆辉.浅谈地下水工程施工西部探矿工程.2008.6.

煤矿开采对地下水环境的影响分析 篇4

煤炭开采工程应该把水文地质勘察工作与前期地质勘探工作结合进行,以查明基本的水文地质条件与相关参数;工程对地下水环境的影响应该按照煤矿类型、评价工作等级、保护目标、评价重点(水质、水量)进行分类确定,并根据相关分类,荻取相关参数选用不同的方法进行评价.

作 者：段颖 段云海 Duan Ying Duan Yunhai  作者单位：段颖,Duan Ying(黑龙江省危险废物管理中心,黑龙江,哈尔滨,150030)

段云海,Duan Yunhai(黑龙江省环境工程评估中心,黑龙江,哈尔滨,150036)

刊 名：环境科学与管理 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)： 32(8) 分类号：X523 关键词：煤炭开采   地下水   影响  

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇5

地下开采对地面设施的影响及安全保护措施

本文主要阐述了某矿区由于无序开采形成了多处采空区,这些采空区分布在矿区的不同深度;部分采空区将会危及附近的铁路,造成铁路地基塌陷,破坏铁路设施,甚至造成人员伤亡.针对这种情况,本文提出了具体的`铁路保护措施,一是充填铁路附近的采空区;二是留设铁路保安矿柱.

作 者：付士根 王云海 相桂生 FU Shi-gen WANG Yun-hai XIANG Gui-sheng  作者单位：付士根,王云海,FU Shi-gen,WANG Yun-hai(中国安全生产科学研究院,北京,100029)

相桂生,XIANG Gui-sheng(国家安全生产监督管理总局监管一司,北京,100713)

刊 名：中国安全生产科学技术  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SAFETY SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 1(6) 分类号：X936 关键词：地下采矿   地表塌陷   铁路   保安矿柱  

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇6

关键词：屋面防水，地下室防水，质量控制

随着社会的发展，城市化进程的加快，地下室建设的越来越大，越来越深，这是城市建筑大型化，高层化以及充分利用地下室空间带来的结果，然而屋面渗漏也是建筑界一直以来无法完全解决的难题是建筑工程中普遍存在的质量通病。根据这几年工作的经验和教训，简单谈谈屋面及地下室防水施工质量控制的几项措施。

1.屋面和地下室防水的要求

1.1屋面防水的要求

刚性防水在防水工程中占有举足轻重的作用，一般来讲，混凝土自防水可以作为一道刚性防水，因此屋面的结构层宜为整体现浇，预制钢筋砼空心板现在已经很少使用，如遇到该情况，应用细石砼灌缝，并且掺入微膨胀剂，且宜分两次灌缝，当屋面板缝宽大于40mm时，缝内必须设置构造钢筋，板端缝隙应进行密封处理。

1.1.1施工前的技术准备工作

屋面工程施工前，施工单位应组织技术管理人员会审屋面工程图纸，掌握施工图中的细部构造及有关技术要求并根据工程的实际情况编制屋面工程的施工方案或技术措施。这样避免施工后留下缺陷，造成返工，同时工程依据施工组织有计划地展开施工，防止工作遗漏、错乱、颠倒影响工程质量。

1.1.2对施工人员及施工程序的要求

屋面工程的防水必须由防水专业队伍或防水工施工，严禁没有资质等级证书的单位和非防水专业队伍或非防水工进行屋面工程的防水施工，建设单位或监理公司应认真地检查施工人员的上岗证。施工中施工单位应按施工工序、层次进行质量的自检、自查、自纠并且做好施工记录，监理单位做好每步工序的.验收工作，验收合格后方可进行下道工序、层次的作业。

1.1.3对防水材料的质量要求

屋面工程所采用的防水材料应有材料质量证明文件，并经指定质量检测部门认证，确保其质量符合《屋面工程技术规范》(GB50345―)或国家有关标准的要求。防水材料进入施工现场后应附有出厂检验报告单及出厂合格证，并注明生产日期、批号、规格、名称。施工单位应按规定取样复检, 取样复检严格按照见证取样送样制度，在建设单位代表或监理单位人员见证下，由施工人员在现场抽样，送到试验室进行试验。经复检合格,提交复检试验报告合格单后方可在防水工程中应用。严禁在工程中使用不合格的防水材料，不合格材料一经发现应即刻全部撤离施工现场。

1.2地下室防水的要求

因地制宜，充分考虑现场条件。在防水中首先要充分考虑现场条件，吃透工程所在地的水文地质资料，了解工程所在地的地下水的类型、水位标高变化规律、水质及侵蚀程度，以及含水层的构造、地表水体的分布、地下室的埋置深度与地下水的关系等内容，然后根据掌握的实际情况进行，确保工程质量真正落到实处，取得良好的防水效果。比如地下水位很高，整个工程几乎常年处在地下水位以下时，对工程的防水会相应提高标准。在围护结构自防水时可提高等级，同时增加两道附加防水层，形成封闭式防水，确保工程质量。

合理选材地下室防水首先应以混凝土结构自防水为主，通过添加UEA外加剂、BR型内渗剂或T395硅质防水剂来提高混凝土本身的密实性，抑制和减少混凝土内部空隙生成，堵塞渗水的通路，从而达到防水的目的。这种围护结构自身的防水在地下室工程中无疑具有重要的作用。但由于地质、施工、材料等方面的原因，混凝土结构本身往往是有缺陷的，因此地下室单靠混凝土自防水是不可行的，尤其对于重要的建筑物，增加附加防水层进行多道设防、复合防水就成了一种必然的选择。

2.屋面隔离层的做法与重要性

工程施工过程中，容易忽视隔离层。在这里，要强调一下屋面隔离层在屋面防水工程中是非常重要的。柔性防水与保护层之间应设隔离层，隔离层宜空铺，主要起到增加防水横向滑动，增大柔性防水材料的延展性。假设一种防水卷材的延伸率为103%，既1000MM的防水卷材可以拉伸到1030MM，不影响防水效果，如果不做隔离层，防水两面相当于刚性粘结，一旦垫层与保护层出现细小裂缝，相当于在极小的距离内，防水的拉伸率达到了极大的数值，远远超过了防水卷材本身可以容纳的延伸率，防水就被破坏了，容易产生渗漏。增加了隔离层，防水与保护层之间就成了滑动连接，可以适当增大防水材料的拉伸空间，起到保护防水的作用。

3.地下室结构自防水

目前我国大部分地区的地下工程采用结构自防水居多。结构自防水的混凝土结构形式称之为混凝土结构自防水，具体是在材料上通过调整配合比、添加外加剂、限制骨料最大粒径等措施，使混凝土组成最密实、孔隙最小的结构。论文大全。或使孔隙彼此隔断，互不连通，使地下水无法渗入，或渗入至一定深度后不能穿透，在地下结构施工时，应注意不使防水混凝土受到地下水的侵蚀作用。注意各种外力和内力可能带给混凝土结构的不利影响。尽量不使混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏水。

在地下工程施工中，关键是要控制钢筋混凝土裂缝的产生及其宽度，混凝土结构一旦出现裂缝，渗漏水就难以避免，钢筋砼的裂缝有两类，一类是荷载引起的裂缝，其危害最大，直接决定着结构的承载能力，但可以通过正确及合理的使用加以控制，使之不会出现或限制其开展宽度。

4.屋面柔性防水的注意事项。我们在做卷材防水层时，应注意好以下几点

(1)基层上涂刮的基层处理剂，要求薄而均匀，一般干燥后，当不粘手才能铺贴卷材;

(2)卷材防水层的铺贴一般应由层面最低标高处向上平行屋脊施工，使卷材按水流方向搭接，当屋面坡度大于10%时，卷材应垂直于屋脊方向铺贴;

(3)铺贴方法：剥开卷材脊面的隔离纸，将卷材粘贴于基层表面，应当注意搭接长度，卷材要求保持自然松弛状态，不要拉得过紧，卷材铺妥后，应立即用平面振动器全面压实，垂直部位用橡胶榔头敲实;

(4)卷材搭接粘结：卷材压实后，将搭接部位掀开，用油漆刷将搭接粘接剂均匀涂刷，在掀开卷材接头之两个粘接面，涂后干燥片刻手感不粘时，即可进行粘合，再用橡胶榔头敲压密实，以免开缝造成漏水;

(5)防水层施工温度选择5℃以上为宜。

5.地下室设置附加防水层

在地下工程中单独采用结构自防水的做法是欠妥的，目前市场上夸大外加剂(如减水剂、旱强剂、微膨胀剂等)的作用也是不科学的，在地下工程中，很难避免防水混凝土受到地下水的侵蚀作用。论文大全。很难避免各种外力和内力可能给混凝土结构带来的不利影响。很难避免混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏，并考虑混凝土的耐久性(如徐变、碳化因素)等，因此，对防水、防潮要求比较高的地下工程，即使地下水位不高，也应在混凝土结构的迎水面上附加防水层，常用附加防水层涂料有防水砂浆、防水涂料、高分子防水卷材以及其他防水材料。

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇7

因为地铁工程施工的场所大多都是在地下, 所以地铁工程的质量与地下水息息相关。如果地下水的防护措施做得不好, 会使地铁工程被浸泡淹没, 从而严重破坏地铁工程的建设, 使地铁工程的质量及建设周期, 使用周期都受到影响, 更严重者, 使隧道土质脱落, 发生安全事故, 造成人员伤害。所以, 重视并做好地下水的防治工作, 对地铁工程的顺利实施具有重要实际意义。

2 地下水的基本类型

地下岩石空隙或地下水面和含水层是地下水的主要存储层, 它是生产和生活用水的水源之一, 在比较干旱的地方, 地下水作为人民的生活用水, 更是起着重要的作用。但是在地铁施工时, 地下水确实会影响工程的质量以及安全稳定性, 会造成建设工程中出现冻胀变形、隧道涌水、基础沉陷、基坑、滑坡等问题。

地下水分为强结合水、薄膜水、气态水、毛细水、固态水、重力水。这是以水与岩土的关系以及岩石的物理力学性质为参考因素划分的[1]。为了有效地利用地下水, 需要对地下水进行分类探讨, 研究它的某一项特征。在工程建筑中, 由于利用地下水的原因和目的不同, 把地下水分为2个类型: (1) 以地下水的某一特性及几个方面为考虑因素, 如按照地下水的温度、硬度、总矿度、p H值进行分析和分类; (2) 按照埋藏条件、含水层性质等影响地下水特性的因素进行分类, 例如潜水、滞水、承压水是地下水的3类埋藏条件, 孔隙水、岩溶水、裂隙水是含水层的3项性质分类。

3 地下水对地铁工程的影响

3.1 地下渗流的影响

3.1.1 地下水的外力压力对衬砌的影响

对地铁结构产生较大影响的是地下水的渗流, 围岩、衬砌等都会受到地下水的外水压力的严重影响。原有的地下水渗透分布以及地应力场分布等都会随着地铁隧道的开挖而发生改变, 会形成二次应力场。地层的地下水运动, 以动水压力, 渗流体积力为手段, 作用在支护结构及围岩上[2]。地下水渗流形成的压力是导致地铁工程施工中所出现的地下水事故的主要原因。储存于土体孔隙内的孔隙水压力发生较大变化的原因是在隧道施工时形成的隧道失水和开挖前的降水, 都直接影响了土体的应力应变形态, 使土体的孔隙比和渗透系数都发生变化, 严重威胁工程质量和施工工程的稳定性。

地铁隧道通常承受地层压力、围岩水压力这2个静态作用力, 支护结构及围岩接触点的排水条件是影响隧道衬砌所承受的作用力的主要因素[3]。在不排水状态下, 水压力及围岩地层压力是隧道衬砌承载的主要作用力, 使隧道围岩发生衬砌变形, 而需要承受附加荷载的原因就是接触点产生的水压力。在完全排水状态下, 衬砌承受的分作用力仅为地层围岩的压力。

接触点的水压力不存在。支护结构向地层围岩转移是在这种条件之下荷载的来源, 主要是为了防止水体渗漏, 影响到地铁施工工程。

3.1.2 地下水渗漏对于地铁与周围土体的影响

在地铁工程建设时, 不同程度的地下水渗透导致的流土、流沙、基底隆起等问题是由于施工管理及施工工艺受到了限制。土体坍塌及地面沉陷的原因是大量的沙土被降水形成的水流带走了, 另外连续墙接缝处的砂土受到动水压力的影响流失后, 使围护结构的外侧土层产生变形。地铁修建时的地质环境各种各样, 所以在经过含水层时, 很可能会因为人为因素破坏了原有地下水渗透条件, 使隧道流入地下水, 泥浆的浓度降低, 从而使地铁施工的质量受到了影响。

3.2 地下水对于基础工程的施工影响

边坡的稳定性与地下水息息相关, 另外由于地下水位以下是地铁基坑工程的主要施工环境, 所以地下水也会影响到基坑工程。在施工时, 一定要对地下水的问题加以重视, 了解地下水的运动情况, 否则会使地下水流进基坑, 影响基坑的开挖条件, 降低开挖质量。另外, 更严重的会使基坑周围地面变形, 产生沉降, 而影响周围建筑, 使周围建筑出现倾斜, 开裂, 变形等问题。同时要注意含水层的隔水层厚度随着基坑开挖而减小, 发生基坑突涌后, 基坑的支付费用和施工难度都大大增加了, 岩土的强度会由于地下水而降低, 使围堰的软弱夹层泥化。[4]另外, 地铁工程的混凝土结构和钢结构会被地下水中含有的硫酸、二氧化碳等有害的化学物质侵蚀, 缩短建筑的使用年限。

4 地铁工程的防治措施

主动防水与被动防水是依据地下水的防治技术而划分的2种类型。前者是以引流和降水为手段, 降低和转移地铁施工区域的地下水, 保证地下水和施工工程都不被破坏;后者是以布置和围护结构为手段进行被动防治。

4.1 被动防治措施

材料防水及结构防水是被动防治技术的2种手段, 是否承受荷载是这2种防治技术最大的不同, 防水结构和防水材料都有防水作用, 但是防水结构承受围岩荷载, 防水材料不承担围岩荷载。

4.1.1 结构防水

在地铁工程中, 围护结构为混凝土及钢筋混凝土, 并且把他们的防水性能作为永久性的防水线。旋喷桩堵水是在地铁车站施工时, 使用性最高的结构防水的施工技术, 这个技术的操作流程为, 完成基坑的支护桩坡施工后, 在支护桩不连续的部位插补一定的旋喷桩, 这么做的目的就是为了封堵地下水。但是它适用于渗透系数较小的含水层。

另外还有连续墙堵水的方式, 实行堵水效果利用的是施工前建构的钢筋混凝土地下连续墙结构的混凝土抗渗性及整体性。还有一种实行堵水效果的手段就是不断地搅拌混合土层和水泥, 使土层的防水能力及承载能力得到提高。

同时, 混凝土衬砌也是地铁工程利用浅埋暗挖来防水的防水建筑。这种复合衬砌是要进行隧道以及车站的内外2层衬砌的, 完成隧道开挖后, 需要形成前期的支护, 这是通过喷射混凝土来配合网构钢架、超前小导管注浆、挂钢筋网这种手段完成的。[5]盖挖法的车站修建形成防水隔离层的前提是需要以连续墙或钻孔桩围护结构为手段, 然后对初期的围岩支护稳定性反复的检测确定才可以。然后通过浇筑防水混凝土形成二次衬砌。

4.1.2 防水材料

结构防水这种防水方式是完全不能够满足地铁工程的防水建筑的防水要求的, 所以为了增强地铁工程的防水效果, 需要形成防水隔离线, 形成防水隔离线的措施就是需要附加的防水层。柔性外包装的防水层是浅埋暗挖施工中对材料防水的首选, 他是初期的支护结构表面, 并包裹在二次衬砌的外表面的防水材料。在材料防水中, 形成防水隔离层的方式可以用EVA、ECB等高分子树脂板。同时, 要引起重视的是由防水防腐层与管片外注浆构成的管片外防水是盾构隧道中的材料防水的渠道。

4.2 主动防治措施

降水、引流、区域水流转移是主动防治的3种措施。

1) 降水指的是拦截在基坑深挖及隧道开凿中产生的基地及侧面渗水, 通过增强边坡及侧壁的稳定性对基层土壤及侧壁土壤的流失进行预防。另外, 在施工中, 要对隧道内的空气压力及侧桩、隧道初期支护压力进行减轻, 改变基坑与填土相应的砂土, 否则会破坏基地。

井点降水及集水明排是降低地下水的2种方法。井点降水的方法是通过增加压力, 排出地下水, 使地下水的水位降低。集水明排是通过泵抽水的方式疏干地下水。在降水的时候, 联系实际, 做好环境保护, 强化回灌措施。

2) 引流是指把地下水从地势高的地方引流到地势低的地方, 这就需要利用排水管和排水沟以及水泵。

3) 区域性水流转移是指尽量在枯水期进行地铁工程的建设, 进而有效地减小施工压力, 确保充分发挥地铁工程的防水性。

5 结语

在地铁工程建筑中, 地下水的防治工程占有重要地位, 而地铁工程又对我国的交通压力缓解有重要作用, 所以进行地下水防治势在必行, 我们必须要高度重视地下水的防治工作, 加强施工队伍的扩建, 利用先进的技术和管理体系做好地下水的防治工作, 保证地铁工程建设的质量。

摘要：周期较长以及工程量比较大是地铁工程比较明显的属性, 地铁工程进行施工时的环境多种多样, 但多数情况下是线路在地下水位之下。在建设地铁工程时, 隧道的稳定性, 隧道底, 隧道管涌隆起稳定都与地下水有重要的关系。地下水会增加施工难度, 尤其是在复杂的地质环境, 以及地下管线密集的地方, 地下水会使地面产生沉降, 从而会威胁施工周围的其他建筑。所以在地铁工程施工时, 要加强勘察施工地点, 要积极防御地下水, 管理好地下水资源, 保护周围的建筑, 使地铁工程有序的安全进行。

关键词：地下水,地铁工程,影响因素分析

参考文献

【1】王玉喜.砂卵石地层地铁车站降水施工技术[J].国防交通工程与技术, 2014 (3) :91-92.

【2】孙晓锋.南京长江漫滩区地铁车站基坑降水方案研究[J].市政技术, 2013 (2) :63-65.

【3】吴言军, 陈爱新.地铁房山线的地质、环境风险及防范措施分析[J].地下空间与工程学报, 2014 (3) :721-726+738.

【4】唐文鹏, 黄强兵.西安地铁四号线沿线地裂缝活动趋势预测及危险性评价[J].现代隧道技术, 2013 (2) :20-25.

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇8

【关键词】地下水；岩土工程；影响；勘察要点

1.引言

本文中的地下水是指存在于地表以下松散堆积物和基岩空隙中的潜水或承压水，也指施工工程中由于管道渗漏、破损带来的水。由于岩土具有崩解性、胀缩性、软化性和透水性等明显的水理性质[1]，因此对基坑工程、基础工程和边坡工程等常见的岩土工程进行设计和施工时必须考虑地下水的存在对其的不利影响。

2.地下水对基坑工程的影响

地下水对基坑工程的影响主要体现在对基坑侧壁和基坑底上。对基坑侧壁的支护结构进行土压力分析，可知地下水位上升时，对于按水土分算的砂土类的基坑外向主动土压力[2]并与无地下水的状态进行计算比较如下：

对于按水土合算的粘土类

由上述分析可知，单考虑静水压力的影响，地下水的存在使得主动土压力增加，从而增加了支护结构的荷载，影响到其倾覆和整体稳定性，使得嵌固深度比无水时要长。如果有水从坑外向坑内渗流时，则坑外向下渗透力使得主动土压力增加，而坑内向上渗透力使得被动土压力减少，对基坑稳定更加不利。另一方面，对坑底而言，承压水的存在将会引起坑底突涌和流砂。第三，软化基坑周围的土质，降低坑壁、坑底岩土体的强度，产生侧壁变形和、底鼓等。所以基坑施工时，应及时采取以下措施防止出现基坑事故：（1）明沟排水，在基坑内设置排、截水沟和集水井，用抽水设备将地下水排走；（2）井点降水，利用井孔在基坑周围同时抽水，把地下水降低到基坑底面以下的降水方法；（3）隔渗，包括侧向隔渗和封底隔渗即侧向隔渗有截水墙、截水帷幕和冻结法。

3.地下水对基础工程的影响

地下水对基础工程的影响主要集中在对地基土的承载力和沉降及对基础腐蚀的影响上。当地下水位上升时，土中水的增加使得非饱和土的粘聚力减少，达到饱和时，土的抗剪强度降低由下式可知，土的承载力也将下降。

同时，土中水将使岩土矿物软化，土的结构也遭到破坏，土的承载力降低，从而导致地基土容易出现剪切破坏。另一方面，当地下水渗入到基础内部时，将会腐蚀混凝土与钢筋，使基础本身的强度下降，地下水甚至进入建筑物内部，引起受潮等问题。

地下水的突然下降将会产生附加沉降，如图2所示当地下水位降深为h1，仅考虑地下水的降低影响时，a点附加应力增加值为0，b点增加值为：

c 点增加值为：

绘成附加应力曲线图后可知，可用应力面积法计算基底中心的沉降值，当地下水水位急剧下降时，产生的沉降值不容忽视。

在基础工程中，采取以下措施可有效减少地下水对基础工程的影响：（1）选择不受地下水影响的地段作为地下工程的位置；（2）控制地表水的补给；（3）基底设置垫层；（4）采取超前探水、放水、修防水墙和防水等措施。

4.地下水对边坡工程的影响

边坡工程主要含两类问题，一是边坡本身的稳定问题，如果失稳，即发生滑坡；而是对经计算或勘察后易发生滑坡失稳的地段采取的边坡支护问题。无论哪一类，地下水都将是重要的影响因素。地下水是滑坡的显要触发因素；由于边坡中存在大量的张开裂隙，当地下水位上升时，裂隙中将充满水，则充水的张开裂隙将承受裂隙水静水压力的作用，如发生渗流，还将受到动水压力的作用，如图3所示F1为静水压力，F2为静水压力，显然F1和F2都对边坡的稳定起不利作用。同时地下水对边坡岩体还产生软化或泥化作用，使岩土体的抗剪强度大为降低。

5.岩土工程水文地质条件评价

5.1地下水力学作用评价

地下水的力学作用是可以进行定量计算的，通过参数的测定和力学模型的简陋，可以使用数值法或者是解析法进行合理的评价。担忧由于地下水的作用较为复杂多变，即使在水质和赋存条件不变的基础下，地下水对结构基础和岩土体的影响也是一个变化的过程，在最初时的影响并不明显，但是一旦发现问题，则处理起来较为困难，因此西药要防范于未然，进行必要的水文地质评价。

（1）降水和周围环境评价。降水和基坑挖掘必须要对周围的建筑物安全进行考虑，尤其是在细颗粒的软弱土层中，必须要进行认真的评价分析。降水对周围环境的影响要按照抽水试验资料对含水地层的富水性和渗透性进行评价，对因为工程施工降水，在地下水位下降影响的范围中，是否会发生影响周围建筑物的稳定性、地面边坡失稳或者是沉降、土体沉降等问题进行评价。

（2）地下水渗流作用评价。为了防止地下水对基坑产生破坏影响，要对区域的水文资料进行调查，对有关的水文地质参数进行监测，对于基坑的岩土工程地质条件进行分析，做出综合的评价分析。从土质条件角度出发，如岩土层的不均匀系数Cu>10时，会发生潜蚀的现象，所以在工程的勘察中，要对基坑范围内的隔水层重度、岩性、厚度和承压含水层的承压水头高度、顶板埋深以及含水层的岩性、类型等进行调查，要按照基坑挖掘的深度，对是否会出现突涌现象进行判断，同时对突涌的形式和危害进行预测。

（3）抗浮评价。地下水对基础的浮力作用是较为显著的一种力学影响。通常在节理发育的岩石地层或者是透水性较好的图层中，浮力可以适应阿基米德原来进行计算，但是对渗透系数较低的粘性土而言，因为渗透的过程较为复杂，基础受到的浮力较水柱的高度较低。当地下水为潜水类型时，丙炔没有长期的水位观测资料，只根据勘察期间所测得的水位对抗浮设防水位进行确定是不足够的，需要和场地的含水层顶板标高、排泄条件、地下水补给、地貌、地形等因素进行结合，做出综合评价。

5.2地下水化学、物理作用评价

如建筑地基的基础需要埋藏在地下水位以下，需要按照地下水质对资料和地基基础所在的地下水环境进行分析，对地下水对混凝土的腐蚀性进行评价。如建筑场地选择使用膨胀土、残积土、强风化石、软质岩石等岩土体作为地基的基本持力层，需要按照地下水的动态变化和埋藏深度资料对地下水活动对岩土体会产生的胀缩、崩解、软化等不良影响进行评价。

地下水的影响在岩土工程中是较为重要的因素，对地下水进行准确合理的勘察，可以使资料的可靠程度提高，更好的对岩土体的潜在能力进行利用。所以为了使岩土工程的施工质量得到提高，在施工前要对地下水对岩土的影响和与岩土工程有关的水文地质问题进行评价，减少或者是防止地下水对岩土工程的影响。

6.结语

岩土工程质量常受到地下水的影响，因此在当前的岩土工程设计与施工中加入了地下水的勘探察。参照严格的地下水勘察要求能够就地下水对土体的影响制定方案，降低地下水的危害，进而增加工程的稳固性。

参考文献：

[1]滕玉奎.地下水对岩土工程的影响及勘察现场需要注意事项[J].中华民居，2012（12）.

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇9

工程变更对工程造价管理影响的探讨

通过工程变更的定价方法,探讨了工程变更对工程造价管理的影响,提出了工程变更根据不同原因参照合同清单中的.相似细目单价或补充新的合理单价的方法,以合理有效地控制工程造价.

作 者：闫帅 作者单位：中交二公局第四工程有限公司,洛阳,471013刊 名：交通科技英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(3)分类号：U4关键词：工程变更 造价管理 控制

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇10

关键词：地下水污染；环境；影响；难点及对策

中图分类号： P641.13 文献标识码： A 文章编号： 1674-0432（2013）-22-03-1

水是生命之源，我国虽然水资源较为丰富，但人均占有量却很少，仅为世界人均占有量的四分之一。而且，我国水污染较为严重。我国已有将近四分之一的河流、河段因为污染而不能灌溉农田，已同旱灾、洪灾一起并称为水的三大灾害。地下水污染不但会影响到人们的身体健康，而且给工农业生产带来很大的影响。

1 地下水污染途径

在城市中，由于生活中产生的垃圾被填埋在城市附近，随着日晒雨淋及地表径流的冲洗，许多有害物质慢慢渗入到地下，使得地下蓄水层被污染。长期以来，城市中的生活污水没有经过任何有效地处理而被直接排放，并且渗入到地下，成为地下水污染的又一个重要原因。

在郊区和农村地区，由于工业废水没有经过处理，而直接灌溉到农田，使得地下水被污染。而且，在农业生产的过程中，动物粪便的不合理处置，化肥、农药、地膜等农用物资的过量使用，在降雨和灌溉的过程中，污染物随着地表径流渗入到附近水域，导致水体污染。

2 地下水污染对人体的危害

污染后的地下水，会使得农村大量饮用水达不到安全指标。目前，我国约有3亿人的饮用水不安全，其中1.9亿属于水质问题。地下水被污染后，易引发各种疾病，如肿瘤、神经系统和皮肤方面的怪病。而且由于城镇居民生活中产生的大量垃圾和污水，其中包含大量的洗涤剂、微生物、氮磷等，使得饮用水浑浊而不能饮用。并且在微生物的作用下，含氮有机物转变为硝酸盐和亚硝酸盐，使得饮用水中硝酸盐和亚硝酸盐含量超标，饮用起来不仅苦涩，而且长期饮用被污染的地下水易引发消化道疾病，出现腹泻、呕吐等不良反应。婴儿易引发高铁血红蛋白症，此病会导致婴儿窒息而亡。如果地下水被重金属污染，如汞、铅、镉、酚等，会导致水俣病、骨痛病等疾病；有些污染物还会致癌、致畸、致突变。

3 地下水污染对农业生产的危害

地下水污染对农业生产的危害是显而易见的。由于地下水被污染后，会使得pH值变高。如果长期用此水灌溉农田，会使土壤结构改变，易板结，从而无法耕作。而且，如果灌溉水中的硝酸盐和亚硝酸盐含量过高，就会使农作物的抗病力减弱，质量、等级也会随之降低。并且，农作物的质量、安全问题也会影响农产品出口。20世纪90年代以来，由于药物残留，重金属含量等不符合外方要求，出口的农副产品多次遭遇拒绝、退货、赔偿或终止合同等事件。近几年，发达国家对我国出口的农副产品的质量、卫生、安全等要求越来越严格，技术壁垒也越来越高，带来的经济损失则无法估量。

4 地下水污染对工业生产的危害

由于地下污水和地表物质发生某种化学反应，使得水的硬度变大。在东北，工业生产用水中地下水的比例较大，如果地下水被污染，将会给工业生产带来严重的损失。作为工业生产的冷却水，如果硬度较高，会使热交换器结水垢，不仅会阻碍水流流动，还会使热交换效率减低，导热性降低，影响工业生产的顺利进行，甚至被迫停产。而且机器表面结一毫米的水垢，燃料消耗就要增加4%左右。水垢还会腐蚀机器，使得机器被损坏，不仅浪费钢材，还会影响生产效益。另外，高硬度地下水还会对化工、医疗、发电等诸多行业造成危害。由于水的硬度过高，使用之前必须要经过软化处理，从而使成本大大的增加了。

5 地下水污染的防治对策

地下水是人类非常珍贵的资源。但我国地下水污染严重，至今也没有得到有效地处理。一是有些污染在短期内很难发觉；二是我国到目前为止还没有有效的治理措施。针对上述地下水带来的危害，要采取多种手段防止恶化。

5.1 要贯彻执行“预防为主，防治结合”的方针

引进国外先进技术，改良生产工艺，加强工业废水的过滤，把地下水的污染降到最低程度。根据“谁污染谁治理”的原则，严格要求工业废水按国家要求排放，并且根据污染情况，依法给予相应处罚。

5.2 加强城市污水处理厂和排污系统等基础设施的建设

污水经处理合格后才可用于农业生产用水，可以用来灌溉农田和作为工业用水使用。从而应该防止对地下蓄水层的污染，污水处理是环境治理的一项重要措施。

5.3 提倡节约用水

如今，工农业用水占地下水的使用比例较大，如何提高水的使用效率将是今后探讨的重大课题。要提倡“一水多用”，用浅层地下水来浇灌农田和作为工业生产使用；将大气降水引流到地下蓄水层。

5.4 加强地下水的水质监管工作

严防污水渗入到地下，科学、合理地使用农药、化肥等农用物资，认真做好地下水的检测和评估，从而保证地下水不再受到污染。

综上所述，地下水污染给生态环境和我们的生活都会带来很严重的危害。保护地下水，防治水污染已到了刻不容缓的地步。我们必须从保护环境出发，贯彻“预防为主，防治结合”的方针，提前做好这方面的预防工作，拿出切实可行的对策，使地下水环境得到根本的改善。

作者简介：蔡艳君，女，中专，松原市宁江区新城乡农业站农艺师，研究方向：农业技术推广。

网络出版时间：2013-12-17 16：37：00

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇11

晋祠泉的断流影响当地工农业生产,也使晋祠旅游景观大为逊色。有关部门对此高度重视,通过制定泉域保护条例、关闭工矿企业等一系列措施,近年来晋祠泉域水位有一定程度的回升。2014年,山西省水利厅组织编制了《晋祠泉复流工程实施方案》,方案提出借鉴相关工程经验,开展中心区域的近源补水方案试点——晋祠泉补水工程,利用引黄水补充地下水,促进晋祠泉尽快复流。

1 工程概况

晋祠泉补水工程分为引水工程和蓄水工程两个部分,引水工程利用引黄工程联接段清徐原水直供工程(在建)设置的晋源分水口,铺设压力管线至蓄水工程进水口。蓄水工程位于太原市晋源区明仙沟内,距难老泉直线距离约1.5 km,设置1.05万m3的调蓄池,在调蓄池下游布置补水井。工程引水线路全长7.77 km,计划年补水量为321.2万m3。

晋祠泉补水工程的主要任务是向晋祠泉提供应急补水,促进泉域复流。本文以工程运行期对泉域地下水的影响为重点,进行环境影响评价及对策措施分析。

2 地下水影响评价

2.1 补水水质标准的确定

我国的地下水人工补给工作还处于起步阶段,仅污水回用方面制定了GB/T 19772—2005《城市污水再生利用地下水回灌水质标准》,目前尚未发布有关利用地表水补给地下水的水质标准。根据水污染防治法第三十九条,“人工回灌补给地下水,不得恶化地下水质”,因此,需确定合理的补水水质标准,以保证工程运行后晋祠泉域的水质安全。

项目所在区域执行《地下水质量标准》Ⅲ类标准,主要用于工业生产和农业灌溉,并作为部分村庄的生活水源,因此,为满足地下水使用功能,补水水质标准应以GB/T 14848—1993《地下水质量标准》Ⅲ类标准为基准;同时考虑到农村供水短期内难以全部由集中式供水替代,为保证农村饮水安全,确定补水水质标准以GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》为准进行达标控制(地下水质量标准Ⅲ类以人体健康基准值为依据,与生活饮用水卫生标准要求基本一致)。

2.2 补水对地下水水质的影响

晋祠泉补水工程水源为清徐原水直供工程,清徐工程水源为经晋阳湖调蓄后的引黄水。引黄供水水质较好,但经晋阳湖调蓄后水质将有一定程度的恶化。目前,太原市政府正在对晋阳湖进行环境综合整治,经引黄水调蓄后水质有望实现达标。

综合考虑以上情况,以晋阳湖现状水质作为最不利状况,同时考虑其达标后水质(地表水环境质量标准Ⅳ类),分别与《地下水质量标准》Ⅲ类标准及《生活饮用水卫生标准》进行对比分析,主要指标对比结果见表1。

由表1中数据可知,晋阳湖现状水质较差,未能达到水功能区目标、同时,即使水质达标,《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准仍与《地下水质量标准》Ⅲ类标准及《生活饮用水卫生标准》存在差距,难以满足泉域地下水功能水质目标要求。如工程原水不进行处理直接补至地下,将对晋祠泉域地下水水质造成不利影响,因此,需设置净水设备,对原水进行处理后再进行补水作业。

2.3 补水对地下水水位的影响

根据工程方案,为使渗径较短以保证补水效果,在调蓄池下游右侧设置8眼渗漏井,井径300mm,井深40 m,井间距25 m,穿越O2f泥灰岩隔水层,补水量为8 800 m3/d。

根据地下水动力学相关理论,补水可视为抽水的逆过程,抽水时为收敛的径向流,补水时地下水流为发散的径向流。补水时,补水井井管中水位最高,水位向井周围逐渐降低,成倒锥体状,如图1所示。

根据上述理论,建立数学模型对补水效果进行分析。应用轴对称流基本微分方程,补水井数学模型为:

通过采用积分变换法或Boltzmann法求解,则距补水井r处的水位上升值为:

简化可得:

其中:

在实际计算中,可取井函数W(u)的前两项进行计算,则公式可以近似表示为:

式中Δh——为距补水井r处的水位抬升值,m;

Q——为补水量,m3/h;

r——为距补水井的距离,m;

T——为导水系数,m2/h;

s—为储水系数;

t—为补水时间,h。

将各项数据带入公式,可得泉口水位抬升Δh与补水持续时间t之间的关系曲线。补水开始后,难老泉泉口水位上升幅度与补水持续时间之间呈正相关。补水100 h后水位抬升约0.58 m,补水400 h抬升约0.72 m,此后水位抬升速度趋于稳定。见图2。

因此,晋祠泉补水工程对难老泉水位的抬升作用较为明显,有利于促进晋祠泉的早日复流。

3 地下水保护措施

3.1 补水水质保障措施

为保障补水水质,工程增设净水设施,出水水质以GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》进行控制。净水设施设置于蓄水池与补水井之间,为节省占地以减少对周边景观的影响,采用半地下结构的一体化净水设备,基于安全考虑选择二氧化氯消毒剂进行消毒,工艺流程见图3。工程运行期需加强对净水设施的保养和维护,以保证出水水质的安全稳定。

3.2 地下水监控措施

为保障补水水质安全,运行期在净水设备出水口设置1处监测点,对补水水质进行监测。参照GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》的相关分类管理要求,晋祠泉补水工程的监测项目及频率参照SL308—2004《村镇供水单位资质标准》中Ⅱ类供水单位的监测项目及频率进行监测,详见表2。

注:全分析时感官性指标、细菌学指标和消毒控制指标为必检项目,其他项目根据水质情况按需确定。

4 结语

由于人工补给地下水问题的复杂性,国内目前仍处于工程经验的积累阶段。如何结合水文学和水动力学等理论,对补水过程中地下径流产生、径流路径、径流排泄等过程进行理论描述;如何利用环境化学、微生物学等理论了解补水过程中对地下水水质的影响,以及制定人工补充地下水的相关水质标准及操作规程,是今后研究探索的重点,因此,工程运行后应加强与泉域管理部门的沟通,结合已有监测站网,对泉域地下水水位及水质的变化情况实施定期监测,以掌握工程运行的实际效果及对泉域地下水环境的具体影响,为相关研究提供数据参考。

摘要：泉域补水可能对地下水水质及水位带来一定影响,须采取相应的保护措施。结合晋祠泉补水工程,通过确定补水水质标准,评价补给工程对泉域地下水水质及水位的影响,提出泉域地下水保护和监控措施。为今后同类泉域补水工程的开发和保护提供良好的借鉴。

关键词：晋祠泉,地下水,补水工程,环境影响

参考文献

[1]赵伟丽.晋祠泉域地下水动态研究及保护措施[J].山西水利,2014(6):18-19.

[2]柳文华.中水回灌的水质标准比较分析[J].北京水务,2007(4):24-26.

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇12

电厂粉煤灰场氟离子对地下水影响的试验

摘要：在总结前人研究的基础上得知,在自然淋溶条件下,氟离子经常超过生活饮用水卫生标准甚至经常超过污水综合排放标准,是粉煤灰中的`主要污染因子.通过室内淋溶试验模拟大气降水对粉煤灰的淋溶过程,以氟离子为模拟因子分析淋溶液对土壤和浅层地下水水质的影响,模拟试验结果表明:不同土层对氟离子都有不同程度的吸附能力;位于不同地层的干灰场对地下水影响不同,并且在干灰场底部增加黏土作为防渗层,可有效缓解其对地下水的污染.作 者：白继红 张永波 BAI Ji-hong ZHANG Yong-bo 作者单位：太原理工大学水利科学与工程学院,山西太原,030024期 刊：地球科学与环境学报 ISTIC Journal：JOURNAL OF EARCH SCIENCES AND ENVIRONMENT年，卷(期)：,30(4)分类号：X523关键词：粉煤灰 氟离子 地下水 污染

地下水对工程施工影响分析及探讨 篇13

摘要：地下水污染问题在中国乃至全世界都是亟待解决的问题，特别是地下水微量有机污染问题已经成为问题的焦点。本文讨论了近年来国外地下水污染治理及修复的方法。关键词：地下水污染；治理；修复

当前欧、美、日等发达国家的环境保护中所面临的最紧迫的形势是环境中有毒有害化学物质污染。1997年美国EPA筛选出65类129种优先控制的污染物，其中有机化合物114种，占总数的88%。全球八大环境问题之一就是持久性有机污染，预计十年内有望取得一定程度的进展。国际环境法以空前的速度发展，2001年国际社会谈判通过了重大全球环境公约，其中包括《难降解有机污染物公约》（POPS Convention）（2001）。美国现行生活水质标准[4]52项，其中有机物27项，占总数的50%多。欧共体生活水质标准有机物6项。丹麦环保局有一项特别针对危险化学物质的咨询方案和一个有约束力的国际协议，逐渐淘汰了12种持久性有机污染物，并且制定了其它长久残留有机污染物的标准。地下水污染问题在各国工业不断发展的同时，人工合成的有机物越来越多，大致可分为两类：一类是天然有机物；另一类是人工合成有机物。现在已知的有机物种类约700万种之多，其中人工合成的有机物种类达十万种以上，且以每年2000种的速度递增。美国早就认识到水是国家最重要的资源，1972年就实施清洁水法。80年代美国已经将地下水的有毒化学污染问题列为三种重要的环境污染问题中的一种，这是因为：a地下水一旦被污染，将保持污染达数百年或者更久，而且将污染物清除是十分艰难的事情；b农业有一半的灌溉用水是地下水；c地下水是继海洋之后的另一个最大的水的贮藏库。

一、地下水污染治理技术

欧美国家自20世纪70年代以来，在地下水点源污染治理方面取得了很大的进展，且逐渐发展形成较为系统的地下水污染治理技术。地下水污染治理技术归纳起来主要有：物理处理法、水动力控制法、抽出处理法、原位处理法。1 物理处理法

物理法是用物理的手段对受污染地下水进行治理的一种方法，概括起来又可分为：

①屏蔽法。该法是在地下建立各种物理屏障，将受污染水体圈闭起来，以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆，在受污染水体周围形成一道帷幕，从而将受污染水体圈闭起来。其他的物理屏障法还有泥浆阻水墙、振动桩阻水墙、板桩阻水墙、块状置换、膜和合成材料帷幕圈闭法等，原理都与灰浆帷幕法相似。总的来说，物理屏蔽法只有在处理小范围的剧毒、难降解污染物时才可考虑作为一种永久性的封闭方法，多数情况下，它只是在地下水污染治理的初期，被用作一种临时性的控制方法。

②被动收集法。该法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道，在沟内布置收集系统，将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来，或将所有受污染地下水收集起来以便处理的一种方法。被动收集法一般在处理轻质污染物(如油类等)时比较有效，它在美国治理地下水油污染时得到过广泛的应用。2 水动力控制法

水动力控制法是利用井群系统，通过抽水或向含水层注水，人为地改变地下水的水力梯度，从而将受污染水体与清洁水体分隔开来。根据井群系统布置方式的不同，水力控制法又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井，通过注水井向含水层注入清水，使得在该注水井处形成一地下分水岭，从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体；同时，在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。而下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水，在下游形成一分水岭以阻止污染羽流向下游扩散，同时在上游布置一排抽水井，抽出清洁水并送到下游注入。同样，水动力控制法一般也用作一种临时性的控制方法，在地下水污染治理的初期用于防止污染物的扩散蔓延。3 抽出处理法

抽出处理法是当前应用很普遍的一种方法，可根据污染物类型和处理费用来选用，大致可分为三类：①物理法。包括：吸附法、重力分离法、过滤法、反渗透法、气吹法和焚烧法等。②化学法。包括：混凝沉淀法、氧化还原法、离子交换法和中和法等。③生物法。包括：活性污泥法、生物膜法、厌氧消化法和土壤处置法等。受污染地下水抽出后的处理方法与地表水的处理相同，需要指出的是，在受污染地下水的抽出处理中，井群系统的建立是关键，井群系统要能控制整个受污染水体的流动。处理后地下水的去向有两个，一是直接使用，另一 个则是用于回灌。用于回 灌多一些的原因是回灌一方面可稀释受污染水体，冲洗含水层；另一方面还可加速地下水的循环流动，从而缩短地下水的修复时间。其运行如图1所示。4 原位处理法

原位处理法是地下水污染治理技术研究的热点，不但处理费用相对节省，而且还可减少地表处理设施，最大程度地减少污染物的暴露，减少对环境的扰动，是一种很有前景的地下水污染治理技术。原位处理技术又包括物理化学处理法及生物处理法。4.1物理化学处理法 ①加药法。通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂，如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液，添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。

②渗透性处理床。渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层，一般用于填埋渗滤液的无害化处理。具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟，该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层，然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质，受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应，生成无害化产物或沉淀物而被去除。常用的填充介质有：a.灰岩，用以中和酸性地下水或去除重金属；b.活性炭，用以去除非极性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成离子交换树脂，用以去除溶解态重金属等。

③土壤改性法。利用土壤中的粘土层，通过注射井在原位注入表面活性剂及有机改性物质，使土壤中的粘土转变为有机粘土。经改性后形成的有机粘土能有效地吸附地下水中的有机污染物。

图1 抽出处理工艺示意图

④冲洗法。对于有机烃类污染，可用空气冲洗，即将空气注入到受污染区域底部，空气在上升过程中，污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出，再用集气系统将气体进行收集处理；也可采用蒸汽冲洗，蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出，还可以使有机物热解；另外，用酒精冲洗亦可。在理论上，只要整个受污染区域都被冲洗过，则所有的烃类污染物都会被去除。⑤射频放电加热法。通入电流使污染物降解。原位物化法在运用时需要注意的是堵塞问题，尤其是当地下水中存在重金属时，物化反应易生成沉淀，从而堵塞含水层，影响处理过程的进行。4.2生物处理法

原位生物修复的原理实际上是自然生物降解过程的人工强化。它是通过采取人为措施，包括添加氧和营养物等，刺激原位微生物的生长，从而强化污染物的自然生物降解过程。通常原位生物修复的过程为：先通过试验研究，确定原位微生物降解污染物的能力，然后确定能最大程度促进微生物生长的氧需要量和营养配比，最后再将研究结果应用于实际。现在所使用的各种原位生物修复技术都是围绕各种强化措施来进行的，例如强化供氧技术大致有以下几种：

①生物气冲技术。该技术与原位物化法中的气冲技术相似，都是将空气注入受污染区域底部，所不同的是生物气冲的供气量要小一些，只要能达到刺激微生物生长的供气量即可。②溶汽水供氧技术。这是由维吉尼亚多种工艺研究所的研究人员开发的技术，它能制成一种由2/3气和1/3水组成的溶汽水，汽泡直径可小到55 μm。把这种汽水混合物注入受污染区域，可大大提高氧的传递效率。③过氧化氢供氧技术。该技术是把过氧化氢作为氧源注入受污染地下水中，过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。过氧化氢常常要与催化剂一起注入，催化剂用以控制过氧化氢的分解速度，使之与微生物的耗氧速度相一致。强化营养物供应的技术包括有渗透墙技术等。该技术是在污染区域内垂直于地下水流方向建一道渗透墙，先将渗透墙内的水抽出，添加营养物后再回灌入渗透墙。这时，添加了营养物的渗透墙就成了一个营养物扩散源，在渗透墙下游就会形成一个生物活跃区，从而强化了生物降解过程。另外，强化措施还可以从微生物的角度入手。可以先在地表设施中对微生物进行选择性培养，然后再通过注射井注入到受污染区域，或直接引进商品化菌种，都可以起到强化生物降解过程的作用。

美国采用生物处理系统治理地下水污染。美国三谷市拉彭特谷县水管局会同巴尔德温帕克可运行单位管理委员会，正在进行一项试验工程，它将使用生物处理系统来去除圣加布里埃尔地下水中的高氯酸盐和另一种常见的污染物氮以及今年初刚发现的名为亚硝基二甲胺氮（NDMA）的混合物。三谷市水管局总工程师理查德.W.汉森称，治理地下水中的高氯酸盐是一个全国性的问题。无疑，南加州在探索处理技术方面走在了全国前列。该系统构思独特，效果显著。他指出，生物降解法和离子交换法这两种人们一致看好的处理高氯酸盐的方法各有利弊。生物降解法在处理过程中使用微生物来消除高氯酸盐；离子交换法则是先吸附住高氯酸盐后再将其去除掉。离子交换法的不足之处是最终必须将废水中的聚集的高氯酸盐清除掉后才能排放，而生物降解法则不存在这一问题，但必须先弄清处理时化学物质的相互

作用是否会把新的污染物引入水中。这种新型处理系统由杀菌和过滤等流程组成。

二、地下水污染修复

生物修复描述了在地下水和土壤中进行的微生物自然降解过程，该过程是在厌氧（缺氧）条件下进行的。既需要电子给予者（如氧），也需要电子接收者（如氢）。多数情况下由于这些基本要素的需要（氧或氢），土壤很快会变得贫乏。氧或氢会以最快的速度阻止自然微生物污染的扩散并达到降解目的。通过固有细菌和自然土壤过程（固有衰减）使土壤和地下水污染物衰减的很大优势是避免了昂贵的泵吸系统、相关工作、维修和加工处理成本。缺点是固有衰减的速度很慢，除有限环境中所有条件都适宜外，固有衰减不是一个很好地去除污染物的“方法”。

加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品，其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物（ORC）和氢释放化合物（HRC），它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。Regenesis公司的另一目标是处理带有溶解金属的地下水污染物，包括：从填土地渗透滤液；阴沟污泥的土地应用；从尾矿和其它废矿淋滤液；从工业废水渗漏和从工业金属加工厂渗漏（如金属加工车间，电镀车间等）。在含水层中溶解金属受到一系列地球化学因素的影响，包括pH、Eh、络合作用、吸附作用和离子交换。通过沉淀、氧化、吸附和络合作用处理和控制这些因素的能力可直接影响地下水中溶解金属的物理状态、流动性和存在形式。Regenesis公司于2003年研制出一种慢释放、无毒的金属修复化合物（MRC），这种化合物通过原位固定作用从地下水中分解出溶解金属，为溶解氢提供了一种发酵性基质来保证氯化物的生物降解作用。对金属污染物修复的主要设计方案在复合金属和溶解羽处理方面很适宜，能快速、有效地从地下水中分解出金属物质且费用很低。向受污染土壤注入MRC化合物后，MRC化合物在还原条件下从地下水中分解出溶解金属。它的活性成分是一种有益健康、环保安全的有机硫化合物。当MRC化合物变为氢氧化物时，在微生物生物降解作用下将缓慢释放有机硫化合物，与金属离子接触时单向与其发生反应产生一种金属—有机硫混合物（络合物）。随后这种金属—有机硫混合物稳固的吸附于土壤并保持稳定状态，有效地实现了地下水净化。络合物生物降解的有机部分脱离硫和金属残留物，独特地渗入土壤基质从而形成硫化物固体。有机部分与其它金属硫化矿物一样主要取决于标准土壤地化学作用，所以固定金属在低氧还原条件下将保持稳定，在氧化条件下可以保持稳定。MRC化合物可有效地沉淀溶解砷、铬、铜、镉、汞、铅和其它溶解金属。在地下水中，通常氧是喜氧微生物的主要限速因素。没有充足的氧仍可继续进行污染物降解作用，但厌氧降解速度很慢且由于局部降解生成物或残留物可形成堆积物质。

Regenesis公司早在1995年就对氧释放化合物（ORC）作过介绍，它是过氧化镁的主要组成部分，在地下水中依靠水化作用可缓慢释放氧分子。通过向过氧化镁组织中添入磷酸盐，ORC化合物能提供一个稳定、可靠的溶解氧释放。无需起泡、鼓泡或其它不可控制的氧消耗，ORC化合物可提供一种线性的长达6到9个月的氧释放。氧释放结束后加速降解作用仍可持续相当长的时间。在此期间喜氧微生物很活跃，加速了汽油和柴油机燃料（BTEX和MTBE）、添加剂、煤油，喷射燃料、凝析油、燃料油、润滑剂、船用油、PAHs、杀虫剂和工业溶剂（乙

醇和酮）的固有衰减并沉淀一些非金属（如砷）。ORC化合物在水井应用中具有良好的护壁作用，或者在地下水应用中可把它用作注入泥浆。更好的应用方法是使用手提式泵直接泵入和直接注入探测。

Regenesis公司研制的氢释放化合物（HRC）是一种特殊配制的能在地下水中缓慢释放氢的环保安全多乳酸脂。可把这种粘性液体直接注入受污染地下水和饱和土壤。这种化合物与水接触后可缓慢释放乳酸。由微生物产生溶解氢使乳酸发酵，在一个被称为还原脱氯的自然过程中通过能够降解氯化物的土壤细菌，把发酵乳酸当作一种高能量（食物）源。能用HRC化合物降解一系列氯化物，包括：脱脂剂（PCE，TCE，TCA及它们的压裂产物）、四氯化铁、三氯甲烷、亚甲氯化物、杀虫剂、高氯化物、硝酸盐、硝芳香爆炸物与染料和氟氯烷碳，并能沉淀特殊金属和放射性核素。在还原脱氯中氯化物是在厌氧条件下被生物降解。在氯化污染物分子中用氢（H）代替氯（cl）实现氯化物脱氯。在一般含水层中（能量贫乏）进行的还原脱氯速度很慢，对大多数修复目的来说是不适宜的。HRC化合物通过多种数量级来增加脱氯的速度，在逐渐脱氯过程中快速去除污染物并最终形成无毒化合物，如乙烯和乙烷。在HRC化合物的影响下这种加速的降解过程可持续18个月，或者HRC化合物的另一种配制产品（延长释放HRC－X）可持续3到5年。也可用HRC－X化合物降解同类污染物（HRC降解），但HRC－X化合物处理残留非水相液体（DNAPLs）时费用非常昂贵。残留DNAPLs可引起一个残留、有害的地下水污染源，并增加了额外的去除污染物成本。HRC－X是一种经过检验的用于解决这一复杂问题的溶液。HRC化合物也被廉价地应用到野外工作中，HRC化合物进入地面后促进了污染物的生物降解并可持续相当长的时间，这就消除了多次注入的需要。低费用应用化合物、持续延长的释放范围、更多工作和保养费用的消除、局部断裂的最小化和依靠外部电源的消除，所有这些使HRC在处理污染物上具有更大的优势。所以，可控释放提供了另一个优点，即在低渗透体系中可使污染物均匀地受到HRC化合物的影响，例如粉土、粘土和多孔岩石体系。实用性实例研究

钻井者认为Regenesis公司产品的优势在于，通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复，如直接－推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用，最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置，包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备，如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上，在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。

在过滤/滤筒保护套结构中，把ORC保护套下入专用水井中并安装在隔水层位置，使污染物流过氧化区实现降解。通过替换用过的保护套来补充ORC化合物继续生物降解。

在美国华盛顿第四平原服务站，由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质，包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯，通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成，这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢，通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度，因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过

50％的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液，150天后整个BTEX污染羽被降解58％。使用ORC化合物的成本为4万美元，而使用常规的泵抽－处理系统需要约25万美元。

在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂，其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐－火箭推进剂的主要成分，从健康角度来看它能损坏甲状腺功能；六价铬(铬－6)，它是一种人们公认的致癌物；冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷，它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成，地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88％，而六价铬几乎被完全降解。