摘要：本文在充分分析和借鉴前人研究经验的基础上，采用区内场地稳定性、工程地质条件、水文地质条件、地质环境条件及其他影响因素对莱芜市城市规划区内的地下工程建设适宜性进行了评价，进而划分了城市建设适宜区、较适宜区及较不适宜区。

关键词：城市建设；评价因子；适宜性评价；莱芜市

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

城市的未来发展规划要求节约土地，增加土地的利用率，今后工程建设将会严格控制低层及多层建筑，而以小高层和高层建筑为主，并充分利用地下空间，规划修建轻轨、人防等大型地下工程[1]。

本次对地上工程建设适宜性评价主要从岩土体工程地质条件角度考虑，地下工程建设适宜性评价侧重于断裂构造及地面塌陷及已有建筑物的影响[2]。

1.评价方法

工程建设适宜性影响因素较多，且影响程度不同。各因素之间存有一定的联系，因而边界条件不确定，适宜性等级也没有完全的标准。本次工程建设适宜性评价体系将指标体系中选取的因子分为敏感因子、重要因子及一般因子，评价过程中只选取前两类因子进行评价[3]。据莱芜城区地质环境特点，按分级、分序、抓主、淡次的原则，采用穷举-剔除法，选取重要影响因子作为工程建设适宜性评价的评价因子，二级评价因子在考虑调查区不同地质环境区的前提下对一级因子进行细化，建立逻辑层次合理的评价体系[4]（见表1和图1）。不同工程建设适宜性评价因子指标构成和量化方法（见表2），其中不同的工程建设项目在二级评价因子的选择上应有所不同，根據主导因素原则，选取相应的主导因子指标组合[5]。岩溶塌陷及采空区属于莱芜市工程建设的敏感因子，对地下工程建设具有“一票否决”，为工程建设的制约区。

2.工程建设适宜性条件分析

2.1场地稳定性

影响场地稳定性的因素主要为构造活动性，其次是场地土类型和建筑地段类别等。

（1）构造活动性。区内未有大规模地震的记载[6]，对工程建设适宜性影响小。

（2）场地土类型。区内场地土类型：坚硬土、中硬场地土和中软场地土三种类型[7]。

（3）建筑地段类别。区内抗震有利地段主要分布于区内的南部灰岩、东部侵入岩类出露区及汶河北侧碎屑岩类隐伏区；抗震不利地段主要分布于弧形断裂破碎带周边及调查区内煤矿铁矿开采范围内；抗震危险地段主要分布于区内的岩溶塌陷易发区及煤矿铁矿开采区中已形成的采空区范围内；其余地段为地震一般地段。

2.2工程地质条件

工程地质条件主要考虑地基土压缩性、承载力、软土厚度及埋深、黄土湿限、砂土液化等[8]。

（1）地基土压缩性

盆地平原内在汶河两侧及莱城区东部孝义一带15m深度切面处为中高压缩性，在羊里一带15m深度切面处属中压缩性。区内南部及东部大面积区域内岩石出露，属低压缩性。其余地段15m深度切面处为中低压缩性。

（2）地基土承载力

汶河沿岸附近及莱城区东部孝义一带15m深度地基承载力一般为180kpa～200kpa，南部寒武—奥陶灰岩出露区[9]内15m深度地基承载力特征值一般为500kpa～800kpa，东部侵入岩及城区中西部地基承载力特征值一般为1000kpa～ 1200kpa，其余地段15m深度切面处地基承载力特征值一般为300kpa～400kpa。

（3）软土

区内软土主要分布在汶河沿岸，其特殊的物理力学性质对基坑开挖和支护存在较大的影响，从而影响工程建设适宜性。

（4）液化砂土

区内未发现饱和液化砂土层的存在。

2.3水文地质条件

区内地下水类型主要为第四系孔隙水、岩溶裂隙水和基岩裂隙水[10]，基岩裂隙水对工程建设影响较小，故本次主要分析孔隙水和岩溶水对工程的影响。工程建设适宜性的水文因素主要表现在基坑开挖工程中的涌水及地下水对建筑材料腐蚀性。

（1）地下水富水性

河流冲积-洪积层孔隙水含水层以牟汶河、赢汶河河岸最发育，单井涌水量一般1000m3/d～5000m3/d，羊里一带单井涌水量达3000m3/d～5000m3/d。残坡积、坡洪积层孔隙水富水性差，单井涌水量小于1000m3/d。

中南部山区岩溶裂隙水含水层单井涌水量多小于500m3/d，而在沟谷地带、构造带及地下水排泄区水量则大，单井涌水量1000m3/d～5000m3/d。

（2）地下水对建筑材料腐蚀性

地下水化学成分包括气体成分、各种离子、有机化合物和微生物等[11]。区内地下水腐蚀性相对微弱，对混凝土结构、钢结构及混凝土中钢筋腐蚀性轻微。

（3）地下水位埋深

地下水位埋深及其动态变化是影响地下工程建设的重要因素之一[12]。区内松散岩类孔隙水水位埋深一般在1m～ 11m，岩溶水水位埋深变化较大，水位埋深一般在4m～ 150m。

2.4地质环境条件

区内已发生的主要地质灾害类型有岩溶塌陷、采空塌陷、崩塌、滑坡及泥石流等[13]。

2.5其他影响因素

（1）已开发地下空间

目前规划区内已开发建设的地下空间最大利用深度已达20m左右，已建的各種地下工程会对今后地下空间的开发建设造成一定影响。

（2）地表水体

地表水系若处于地下工程之上，无疑会对地下建筑构成一定的威胁，因此地下工程不仅要做好防地下水措施，还必须要做好防地表水措施。

3.城市地下工程建设适宜性评价

城市地下工程建设主要包括城市地下轨道交通、公路隧道、地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道、各种地下商场、人防与市政地下工程等。根据调查，15m埋深范围内其地下空间利用率最高，本次对城市地下工程建设的适宜性评价主要考虑埋深15m以上。

根据地下工程建设的特点，主要选取已开发地下工程、构造活动性、场地土类型、建筑地段类别、地基土压缩性和承载力、特殊类土、地下水富水性、水位埋深、地下水对建筑材料腐蚀性、岩溶发育特征及地质灾害易发性等评价因子，对城市规划区地下空间工程建设适宜性进行评价。适宜性可分为适宜区、较适宜区和较不适宜区三个等级（图2）。

3.1工程建设适宜区

主要分布工作区东南部低山丘陵区，如高庄南部—颜庄南部—钢城区一带及辛庄东部—里辛一带。区内15m埋深处岩土层岩石力学性质较好，工程地质条件好，围岩稳定性好。区内无大型断裂发育，地基土承载力高，压缩性低，大部属抗震有利地段。区内地下水腐蚀性微弱，基本无地表水体影响，地下水位埋深大，一般大于15m。且区内未进行地下工程开发，基本不受人类工程活动等地表建筑影响；区内局部点状分布崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害隐患。综合评价该区地下工程建设开发难度小，无须特殊工艺，成本较低，安全性好，是地下空间工程建设适宜区。

3.2工程建设较适宜区

主要分布于莱城区中北部的大范围区域内，区内15m埋深处岩石属软岩，易干裂，围岩稳定性相对较差。区内含水层主要以孔隙水为主，富水性弱，基本无地表水体影响，水位埋深一般在5m～15m，地下水以微腐蚀性为主，无崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害分布。

在莱城区及钢城区城区内受人类工程活动的地表建筑及已开发的地下空间（已建高层建筑、防空设施和需保护建筑等）的影响较大[14]，综合评价将城区内划为较不适宜区。

本区域内进行地下工程建设时要充分调查清楚工作区内的水文地质条件和工程地质条件，必要时采取支护和堵水、截排水或回灌等工程手段进行处理。

3.3工程建设较不适宜区

主要分布在区内的煤矿铁矿矿山开采规划范围内、岩溶塌陷易发区范围及弧形断裂影响区内。矿山企业开采区内易发生地面塌陷，岩溶塌陷区内隐伏岩溶较发育，对地下空间工程影响较大；弧形断裂影响带内岩石破碎，工程地质条件复杂，地基稳定性差。

该区域内在地下工程建设中，需要辅助专项的技术手段进行处理和围护，施工技术复杂，施工成本高；开发过程中需要注意突水、防止降排水引起的塌陷等问题[15]；在断裂两侧须查清断裂的性质、规模、产状和构造岩特性，查清断裂构造与地下工程的空间位置，研究断裂带的岩性和水文地质特征，预测地下工程在断裂带中开挖将遇到的工程问题等[16]。综合评价该区为地下空间建设较不适宜区。

4.结论

本文将区内场地稳定性、工程地质条件、水文地质条件、地质环境条件及其他影响因素等因子赋予权重，实现了各个影响因素和场地适宜性好坏程度之间的综合评价。在此基础上对城市地下工程建设适宜性进行了分级，划分了适宜区、较适宜区及较不适宜区三个等级。

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