【硕士】成都地铁1、2号线工程主要水文地质问题分析【2008】

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内容简介

　　学科专业：环境地质　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：成都理工大学　　学位年度： 2008年　　“成都地铁工程"是成都市实施西部大开发战略，提升成都市形象的重点工程，对缓解成都市城市交通紧张状况，推动和促进成都市经济建设的发展具有非常重要的意义。成都市地处岷江中上游，受益于都江堰水利工程，地表水来源和地下水来源十分丰富。市内主要分布第四系松散堆积砂砾卵石层孔隙潜水，渗透性强，含水层厚度从110米至几米不等。在水量如此丰富的成都市区修建地铁工程，水文地质问题是工程建设中的主要控制性地质问题。　　成都市区地下水总体为北西朝南东方向流动。地铁l号线为南北方向主干线，2号线为东西方向主干线。地铁建成后，地下车站和区间隧道实际上就形成一个“十”字形地下阻水建筑物，这种建筑物是否会改变成都市原有的地下水流场，并造成相关的水文地质问题，是本文研究的主要问题。由于成都市地下水水质原本较好，地铁工程在严格按照相关规定施工的情况下对地下水水质的影响较小，所以，本文着重从运营期的干扰流场以及施工期的车站施工降水两个方面进行系统的分析。　　本文依托“成都地铁2号线一期工程环境影响评价”科研项目，同时结合已经开始施工的1号线工程，系统计算了工程施工降水影响范围和涌水量值，并进行了成都市地下水流场的模拟预测。具体研究内容及主要成果如下：　　1．根据成都市区及区域地质环境、水文地质环境概况，将成都市分为三个水文地质分区，分别为：西部强富水区、中部中等富水区和东部贫水区。　　2．在运营期，分析地铁走向与地下水径流的关系，计算修建地铁后地下水过水断面的减小幅度。28座地下车站在修建前的天然状态下，地下水过水断面总计达97110．7m2，建成后则减小至53853．7m2，减小幅度平均为44．5％。30段区间隧道修建前的地下水过水断面积总计约448480．8m2，建成后减小至321809．8m2，减小幅度平均为28．2％。　　通过对地铁修建前后地下水流场的模拟预测可以看出：①成都市区地下水径流方向没有发生根本性改变，地铁建成后对区域流场产生的影响较小。②地下水流经地铁线路时，地下水水位产生一定程度的壅高，在西部强富水区尤其明显。通过模拟预测两种情况下地铁工程建成后车站所造成的地下水水位壅高，在只考虑2号线时最大值为0．248m，出现在牛王庙车站；同时考虑1号线和2号线时地下水水位壅高的最大值为0．298m，出现在东门大桥站。　　3．在施工期，根据水文地质分区分别计算各地下车站基坑降水的影响范围：　　西部强富水区各地下车站的工程施工降水影响范围均在620m以内；中部中等富水区除火车南站～南三环～行政广场路段由于疏干长度过大，影响范围为1711m以外，其他各地下车站、路段的工程施工降水影响范围均在460m以内。　　由于车站距离河流的远近有所差别，分别计算不同情况下基坑的涌水量值。　　地铁1号线远离河道的车站基坑涌水量均在14000 m3／d以下。地铁2号线西部强富水区的各地下车站基坑涌水量几乎都超过l0000 m3／d；中部中等富水区车站基坑涌水量都在5000 m3／d以下。河道附近的4个车站中，白果林站由于降深很大且与离河道十分接近，基坑的涌水量最大，涌水量最小的是东门大桥站。　　4．针对傍河地区地铁车站明挖降水施工方法，模拟河水与地下水之间的补给情况，为防止河水倒灌入地下，污染地下水质，提出优化设计方案。本文以中医学院车站为例，建立地下水渗流模型。为使降深达标，得到4个抽水井的抽水量。抽水后，区内地下水位整体下降，基坑附近水位线形成一个地下漏斗，此时摸底河和西郊河水位高于地下水位，河流补给地下水，2条河流由排泄区变为补给区。在中医学院车站与摸底河之间加入2个Q=2000m3／d的注水井，在中医学院车站与西郊河之间加入1个Q=1000m3／d的注水井后，河流和车站基坑抽水井之间形成一个地下水的分水岭，河水不会倒灌进入地下水。与此同时要保证车站底部水位达标，加大基坑的涌水量。　　

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