城市建設引發地質環境問題及防治

周國梁

摘要：隨著大量人口不斷進入城市，城市規模日益擴大，城市建設引發了地質災害、地下水污染等一系列的地質環境問題，本文結合近年來城市建設引發的各類地質環境變化、破壞等現象，對城市建設引發地質環境問題進行總結，簡述作者對該類問題的一些見解。

關鍵詞：城市建設;地質災害;地質環境

1.引言

隨著社會經濟的飛速發展，大量人口涌人城市發展，城市規模不斷擴大，據國家統計局第六次人口普查結果，截至2010年，我國城鎮戶口人數占50.27%（其中城市30.29%，鎮19.98%），僅49.73%為農村戶口，可以看出超過一半人口生活在城市之中，城市建設日益增速，人類工程活動對地質環境的破壞日益嚴重，引發的地質災害等問題也威脅大量人民財產安全。

地理學上的城市，是指地處交通方便環境的且覆蓋有一定面積的人群和房屋的密集結合體;地質環境的角度來看，城市是人造環境和自然環境相疊加構成的;人類工程活動正給地質環境帶來不可逆轉、突發的各類影響。

2.常見地質環境問題

城市建設帶來的地質環境改變、威脅人類生命財產安全的問題主要有地面沉降、地面塌陷、基坑坍塌等地質災害類問題，地表水、地下水污染、固體廢棄物等環境類問題。

2.1地面沉降

我國沿海多個城市均發生過量抽取地下水導致地面沉降，其中上海市地面沉降自有記載以來累計沉降量已超過2m，其中沉降速錄最大達llOmm/a;廣州市地面沉降主要集中于番禺、南沙及廣花盆地等，其中南沙部分地段沉降量達200mm/a-300mm/a，對居民生命財產產生了危害。

地面沉降主要與地下水位下降，軟土層壓縮等有密切關系，城市地面沉降除軟土等工程地質原因，主要屬抽水沉降，過量抽汲地下水引起水位下降，在欠固結或半固結土層分布區，土層固結壓密而造成的大面積地面下沉。

地面沉降會對地表或地下構筑物造成危害;在沿海地區還能引起海水入侵、港灣設施失效等不良后果。

2.2地面塌陷

地面塌陷主要分巖溶地面塌陷和非巖溶性塌陷，巖溶塌陷為可溶巖中存在的巖溶洞隙而產生的，非巖溶塌陷主要由采、挖空區等產生。地面塌陷也是廣州發育最強、分布最廣、危害最大的重要災種之一。據不完全統計，廣州發生地面塌陷達449起，超過956個塌陷坑，塌陷影響面積68480m2，主要集中在花都區、白云區、荔灣區、增城市和從化市，估算直接經濟損失超2.1億元。

城市建設引發地面塌陷主要為抽排地下水及地下挖空等原因，以地鐵施工為代表的地下空間開發、基礎工程施工等全面展開，誘發的地面塌陷越來越多，如近幾年在荔灣區大坦沙島和白云區金沙洲一帶，由于抽排地下水和基礎工程施工，出現塌陷超過30起，塌陷規模較大。

2.3基坑坍塌

隨著城市擴張，人民生活水平日益提高，車輛保有量劇增，地上空間不足，大規模的地下空間開發成為趨勢，深（超深）基坑開挖施工成為必然。施工過程中由于對地層、地下水的勘查研究不足，支護結構、開挖方式的不合理等，產生了基坑邊坡失穩坍塌等，嚴重威脅周邊居民、建構筑物，甚至部分地段，危害地鐵、鐵路等運行。

2.4崩塌、滑坡

崩塌、滑坡主要發生在地形起伏較大的山區一帶，城市建設用地少，在開挖坡腳擴充建設用地時，易引發山體滑坡、崩塌等邊坡類地質災害;另外在城市大規模的土方工程作業時棄土場由于堆土高度大，排水不暢等極易產生崩塌、滑坡，一旦發生地質災害危害人口數量大，經濟損失大。

2.5水土污染

隨著城鎮化進程的不斷推進，人口聚集程度越來越高，廢水排放規模越來越大、越集中，城市污水處理能力嚴重不足，大量未處理的污水排進江河污染地表水體，水體下滲污染土壤，地下水與地表水的水力聯系，地下水也不斷受到污染，水土污染基本為不可逆，危害長久。

2.6洪澇災害

城鎮化的推進，導致大量地面被瀝青、混凝土、石板等不透水及透水性能差的人工地面覆蓋，雨水下滲困難，全國各地雨季不斷上演“看海”的場景，城市洪澇嚴重威脅人類的生命及產生安全。

2.7固體廢棄污染

城市人口密集，固體廢棄垃圾產生量巨大，廣州市日均產生垃圾2.8萬噸，垃圾圍城現場已在各大城市上演，固體廢棄垃圾在搬運及處理過程中污染空氣、土壤及地下水，威脅人類健康及地質環境。

3.地質環境問題防治

城市地質環境問題日益嚴峻，直接威脅人類生命產生安全，在城市規劃、建設及運行階段應進行論證及防治。

3.1規劃階段

城市規劃是每個城市都面對的難題之一，是規范城市發展建設，研究城市的未來發展、城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署，是一定時期內城市發展的藍圖，是城市管理的重要組成部分，是城市建設和管理的依據，也是城市規劃、建設、運行三個階段管理的前提。在城市選址、空間布局、功能分區等方面應進行嚴格的論證。

（1）山前沖積平原地區的城市規劃，應充分考慮上游山區的建壩攔儲工程，是否會產生地表水不足而產生土地沙化、用水不足等問題，導致城市環境惡化;以及抽取地下水，導致地下水位下降而引發地面沉降、地面塌陷等地質災害。

（2）大江河人海口附近的城市，應防止港口、閘壩建設導致河道淤積、水位上升，排水不暢污染地下水;不合理的填海造陸而引發的淤積、海岸蝕退，以及發生海岸滑坡等地質災害。

（3）山區城市規劃應避免大規模的整平土地，預防開挖坡腳引發山體滑坡等地質災害;應以地形地貌而規劃，保護地質環境，展示山區城市風貌。

3.2建設階段

城市建設階段由于規劃條件，地形地貌，地層巖石，工程規模的不同，需進行挖填方工程、地下空間開挖、抽排地下水、開挖山體坡腳等不同的人類工程活動。

（1）地下空間開發。地下工程建設項目的數量和規模不斷增大，如高層建筑物基坑、大型管道的深溝槽、越江隧道的暗埋矩形及地鐵工程中的車站深基坑等。地下空間的建設，多采用明挖法施工，由于巖土的復雜性，目前人們對基坑與土之間的相互關系和受力機理認識還有欠缺，基坑施工與開挖的同時地質災害隱患也伴隨產生。

對超深基坑工程在設計階段應充分論證，巖土體類型及工程地質性質、水文地質條件、周邊建構筑物距離、基礎形式等具體情況進行支護結構設計，以預防基坑維護體系折斷、基坑圍護體整體失穩、基坑圍護踢腳、坑內滑坡導致基坑內撐失穩，基坑壁流土、基坑底突涌、基坑底管涌等基坑結構破壞等災害、事故;同時應加強周邊建構筑結構保護及監測，以免周邊建購物遭受破壞。

（2）抽排地下水。深基坑施工降水等大規模城市抽排地下水活動，易造成地下水位下降、波動，導致土層壓縮，引發地面沉降，危害城市道路等淺基礎建構物;在巖溶地區，水位下降加劇巖溶發育，導致巖溶地面塌陷等災害，應禁止大規模抽排地下水，維持穩定地下水位，預防沉降、塌陷類地質災害;同時應推進海綿城市建設，防治洪澇災害。

（3）堆土填方。主要為城市建設過程中大規模的開挖形成的棄土、棄渣，部分棄土場堆填過高，產生了滑坡地質災害，在城市建設過程中，結合地形特征，盡量做到土方平衡，避免大規模的土方外運、回填;道路等線性工程也應結合地形地貌，減小標高差異，降低填方規模。

（4）開挖坡腳。山區工程建設坡腳開挖易引發山體滑坡等大規模地質災害，在工程建設階段，應充分考慮挖填情況，避免大規模開挖坡腳而引發滑坡地質災害，依地形特征，不大規模改變原始地形，進行專業的邊坡支護工程。

3.3運行階段

在城市運行階段，地質環境防治工作主要以監測為主，防治固體廢棄物、工業廢水排放等污染地下水、土壤;加強地下水位監測，禁止大規模抽取地下水，預防地面沉降、地面塌陷等地質災害;避免在城市上游江河大規模修建水壩攔儲工程等導致城市地表水系減小，引發荒漠化。

4.結語

（1）鑒于城市建設中地質環境問題的復雜性及多樣性，現階段城市建設過程中應組織經驗豐富、多學科結合的地質環境類技術隊伍，重視國際合作，對地質環境問題從源頭解決，并在過程中有效監測預警，防患于未然。（2）加強中小城市、城鎮建設，減少超級城市、建筑群的發展，減小大城市的地質環境負荷。（3）在城市建設過程中應做到敬畏自然，做到人與自然和諧相處，城市與自然和諧共存。

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