地铁沿线壅水预测及地基安全风险分析研究

摘要

地铁工程是疏解城市地面交通压力的重要手段，但地铁工程侵入含水层可能产生地下水壅高风险，在我国城市化加速发展背景下，明晰该风险并进一步核算其对浅基础地基承载力的影响至关重要.本研究通过数值模拟手段构建耦合线状地铁工程构筑物的三维数值模型，模拟济南地铁4号线典型区段沿线在短期、长期内的地下水壅高值，分析丰枯水期壅高值的差异并核算水位壅高对沿线浅基础地基承载力的影响.研究结果表明：1）模拟期1、3、10 a后地铁沿线地下水壅高数值范围分别为12.942～24.839、5.117～17.890、2.291～7.869 cm，模拟期10 a后地下水壅高值降低至较低水平，证实工程构筑物对区域地下水流场的长期影响趋于微弱；2）在壅高影响更为明显的短期1 a情景中，汛期济南地铁4号线研究区段沿线地下水壅高值范围为16.949～28.190 cm，相比非汛期平均高出4.485 cm;3）壅水现象沿线分布并可划分为2个明显的主要壅高带，受壅高影响的地基承载力降低率为0.186%～0.589%，总体上地下水壅高对地基安全影响相对不明显.研究在形成线状地铁工程沿线地下水壅高影响的创新认识基础上，将为济南地铁4号线规划建设过程中解决地质环境风险提供理论支撑.

关键词

地铁工程 / 数值模拟 / 地下水壅高 / 地基承载力

基金资助

济南轨道交通集团横向科研资助项目（HX2020-B02）; 山东省交通运输厅科技计划资助项目（2021B06）; 国家重点研发计划资助项目（2020YFC1806601）