徐瑞御　魏镜玲　肖庆峰

摘 要：成都地铁8号线一期线路呈西南～东北走向，南起谢家桥站，向东北方向串联十里店、万年场、玉双路、牛市口、东湖、倪家桥、肖家河等居住集中片区，建成后将有效改善城市交通状况。同时，地铁建设也会对城市地下水环境造成相应影响，例如，使地下水位壅高;由于疏排水引起地面不均匀沉降;地下水运动造成车站涌水等。本文通过计算得出：地铁8号线一期修建引起的各车站地下水位壅高值为0.010～0.546 m;车站基坑降水引起的地面沉降值为0.21～9.84 mm;車站的最大涌水量为614.09～10 898.72 m3/d。

关键词：成都地铁8号线一期;地下水壅高;地面沉降;最大涌水量

中图分类号：TU46，U453.6+1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）07-0122-04

Abstract：The first phase of Chengdu Metro Line 8 runs from the southwest to the northeast， starting from Xiejiaqiao station in the south， connecting the northeast residential areas of Shilidian， Wannianchang， Yushuang Road， Niushikou， Donghu， Nijiaqiao and Xiaojiahe， When completed， the urban traffic condition will be effectively improved. In the meantime， the subway construction will have a corresponding impact on the urban groundwater environment， such as making the groundwater level rise; uneven ground settlement caused by drainage as a result water inflowing into the station， etc. In this paper ， it was obtained by calculated that the backwater level of each station caused by the first phase construction of Metro Line 8 was 0.010～0.546 m， the ground settlement caused by the foundation pit dewatering was 0.21～9.84 mm， and the maximum water inflow of the station was 614.09～10 898.72 m3/d.

Keywords： the first phase of Chengdu Metro Line 8;groundwater backwater;land subsidence;maximum water inflow

随着城市规模的日益扩大，各大城市的交通压力陡然增加。成都地铁建设对改善和加强城市人防工程系统、提高城市交通通行能力、实现城市健康持续发展、推动和促进成都经济发展具有非常重要的意义。成都地铁远景规划线路总长约2 450 km，远期规划线路总长约1 765 km。目前，成都地铁共开通6条线路，线路总长196.477 km。随着地铁建设力度不断加大，在地铁建设过程中产生的环境地质问题备受重视。徐则民[1]、徐岩[2]、孙钧[3-5]、毛邦燕[6]、赵瑞[7]等人都对地铁建设中地下水的影响问题进行了研究。徐则民[1]、徐岩[2]、孙钧[3-5]从宏观上对这一问题进行了定性分析与评价，没有进行定量化研究。毛邦燕[6]、赵瑞[7]未考虑地铁建设中涌水量的计算。对地铁建设过程中地下水与工程建设的相互影响进行分析，可为相关研究提供帮助，并对相应工程建设提供参考，具有十分重要的理论和实践意义。

成都市区水量丰富，8号线一期沿线有多条河流沟渠。本文对成都地铁8号线一期工程进行了量化分析，得出此工程对城市地下水的壅高值、车站基坑降水引起的地面沉降值以及车站最大涌水量。

1 工程概况

成都地铁8号线一期工程范围为谢家桥站—十里店站，呈西南～东北走向，线路主要途经川大路、珠江路、益新大道、高朋大道、芳草西二街、倪家桥路、棕南西街、东湖公园草坪、琉璃东街、静居寺西街、汇源南路、汇源北路、双桂路、成华大道。线路全长为28.6km，均为地下线，共设车站25座，其中换乘站14座。车站主体结构底板埋深为10.63～27.10 m，隧道区间底板埋深为12.86～34.40 m。场地范围地势较平坦，地貌单元为岷江水系冲积平原I—Ⅲ级阶地，高程为490.69～512.78 m，相对高差为22.09 m。

8号线一期所经过区域广泛分布地表第四系堆积层。地层结构由上到下分别为第四系全新统人工填土层（Q4ml），第四系上新统冲积层（Q4al+pl）黏土、粉质黏土、黏质粉土、细砂、中砂、卵石，下伏基岩为白垩系上统灌口组（K2g）紫红色泥岩。根据成都市区域地下水的赋存条件及水文地质资料可知，其主要有三种类型的地下水：一是赋存于黏性土层之上填土层中的上层滞水;二是基岩裂隙水;三是第四系砂、卵石层的孔隙潜水。成都地区水位年变化幅度为1～3 m，本区段地下水埋深4.0～17.40 m。

8号线一期分别穿越江安河、顺风河、肖家河、肖家河支河、汤家堰河、栏杆堰、火烧堰、石牛堰、锦江、东风渠、沙河、方家桥沟和湃河下涧槽等河渠，属川西平原岷江水系，具有丰富的地表径流。这些河渠是区域内河水、地表水、地下水相互之间联系和转换的主要途径和渠道。沿线河流，尤其是流经市区的段落，河床洪水位、流量、深度以及淤积厚度等均已受到人类活动的影响及控制[8]，对8号线一期工程建设的影响有限。

2 地铁车站引起的地下水位壅高

根据《地铁设计规范》（GB 50157—2013），地铁车站及人行通道通常都具有较高的防水等级[9]，对相应区域地下水的流动会产生阻碍作用，地下水流场将发生一定的变化，造成车站过水断面一侧地下水位壅高。对于8号线一期各车站引起的地下水位壅高值，本文采用解析法进行计算。由达西定律得到地铁修建前后通过车站过水断面的流量分别为：

由表1可知，永丰站附近的地下水水位壅高為0.546 m，值最大;神仙树西站、永丰北站、倪家桥站、川大站、东湖公园站、成都理工站的地下水水位壅高都大于0.100 m，值较大;其余大部分车站水位壅高在0.010～0.100 m。地下水水位壅高可能会使地铁车站附近基础埋深较浅的建筑物产生不均匀沉降。

3 车站基坑降水引起的地面沉降

成都地铁8号线一期车站结构主要位于砂卵石层，地下水位较高，埋深较浅，地铁车站施工过程中需要进行降排水，由此会产生相应的地面沉降。主要原因为：第一，疏干排水过程中将一些小颗粒沙土带走引起土层结构破坏而产生沉降;第二，工程降水使地下水位下降，土层孔隙中的静水压力减小，给地基土施加了附加应力，从而使土层压缩固结引起地面沉降。根据土力学原理[10]以及《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）[11]的规定，砂卵石土层一般具有良好的透水性，变形可在短时间内完成，不需考虑滞后效应，因此可用一维固结公式计算沉降量，同时采用砂土的弹性模量进行计算。由降水引起的地表沉降值用式（4）计算：

用（4）式计算得到的车站基坑降水引起的地面沉降值如表2所示。

由表2可以看出，车站基坑降排水引起的地面沉降值在0.21～9.84 mm，沉降量较小。其原因为：地铁沿线主要含水层为第四系砂卵砾石层，局部填充有黏性土颗粒，砾石之间还填充了不同粒径的沙，在排水过程中不易被冲走;另外，砾石在土层中具有一定的承压能力，也使得含水层不易被压缩。

4 车站涌水量

成都地铁8号线一期的地下车站均采用明挖法施工，根据各站的水文地质条件及工程地质条件，表层杂填土及黏性土中地下水形式为上层滞水，水量很小。局部区域下伏基岩泥岩透水性差，被视作隔水底板。车站区域分布的卵石、砂土层被看作一个共同的含水层，它们之间的水力联系好，无隔水层，含水层中地下水形式主要为孔隙潜水。因此，沿线车站基坑开挖的涌水量主要是基坑在卵石及砂土中的涌水量。

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）[12]的规定，群井按大井简化时，采用潜水完整井公式（5）计算基坑涌水量，计算结果如表3所示。

当井水位降深小于10 m时，取[Sw]=10 m;[r0]为基坑等效半径，可按[r0=Aπ]计算;[A]为基坑面积;[L]为车站的长度。

根据表3可知，永丰站涌水量最大，为10 898.72 m3/d。由于十里店站埋深较小，开挖深度范围内分布的地下水主要为上层滞水及少量的裂隙水，水量普遍不大，对工程影响很小，因此没有统计计算在表里。

5 结论

地铁建成后，车站地下结构和人行通道对地下水的阻碍作用导致地下水位壅高，对基础浅埋的建筑物会产生安全隐患。施工期间，车站邻近建筑物的稳定性因基坑疏排水引起的地面沉降会受到一定的影响;同时，基坑开挖会产生涌水。成都地铁8号线一期沿线地处重要交通位置，场地区域地下水主要为卵石层孔隙水，卵石层富水性好，透水能力强，地下水对车站的施工有一定影响。通过分析得到：①由于地铁结构导致地下水水位壅高，永丰站附近的地下水位壅高值最大，为0.546 m，神仙树西站、永丰北站、倪家桥站、川大站、东湖公园站、成都理工站的地下水位壅高值较大，均大于0.100 m;②车站基坑疏排水引起的地面沉降值较小，为0.21～9.84 mm，对邻近建筑物的稳定性基本不产生影响;③8号线一期沿线车站基坑开挖的涌水量主要是基坑在卵石及砂土中的涌水量，永丰站涌水量最大，为10 898.72 m3/d。

参考文献：

[1]徐则民，张倬元，刘汉超，等.成都地铁环境工程地质评价[J].中国地质灾害与防治学报，2002（2）：63.

[2]徐岩，赵文.地铁建设中的环境岩土工程问题分析[J].工程勘察，2007（7）：11.

[3]孙钧.城市地下工程活动的环境岩土工程问题（上）[J].地下工程与隧道，1999（3）：2.

[4]孙钧，方从启.城市地下工程活动的环境岩土工程问题（中）[J].地下工程与隧道，1999（4）：7.

[5]孙钧.城市地下工程活动的环境岩土工程问题（下）[J].地下工程与隧道，2000（1）：2.

[6]毛邦燕，许模，唐万春，等.地铁建设中地下水与环境岩土体相互作用研究[J].人民长江，2009（16）：49.

[7]赵瑞，许模，张，等.成都地铁7号线地下水壅高引起的环境地质问题定量化研究[J].城市轨道交通研究，2016（9）：80-86.

[8]中国建筑西南勘察设计研究院有限公司.成都轨道交通8号线一期工程岩土工程勘察报告[R].成都：中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，2016.

[9]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国质量监督检验检疫总局.地铁设计规范：GB50157—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[10]张克恭，刘松玉.土力学[M].3版.北京：中国建筑工业出版社，2010.

[11]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国质量监督检验检疫总局.建筑地基基础设计规范：GB 50007—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[12]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程：JGJ 120—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.