城市建设引发地质环境问题及防治
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作者:周国梁
摘要：随着大量人口不断进入城市，城市规模日益扩大，城市建设引发了地质灾害、地下水污染等一系列的地质环境问题，本文结合近年来城市建设引发的各类地质环境变化、破坏等现象，对城市建设引发地质环境问题进行总结，简述作者对该类问题的一些见解。
关键词：城市建设;地质灾害;地质环境
1.引言
随着社会经济的飞速发展，大量人口涌人城市发展，城市规模不断扩大，据国家统计局第六次人口普查结果，截至2010年，我国城镇户口人数占50.27%（其中城市30.29%，镇19.98%），仅49.73%为农村户口，可以看出超过一半人口生活在城市之中，城市建设日益增速，人类工程活动对地质环境的破坏日益严重，引发的地质灾害等问题也威胁大量人民财产安全。
地理学上的城市，是指地处交通方便环境的且覆盖有一定面积的人群和房屋的密集结合体;地质环境的角度来看，城市是人造环境和自然环境相叠加构成的;人类工程活动正给地质环境带来不可逆转、突发的各类影响。
2.常见地质环境问题
城市建设带来的地质环境改变、威胁人类生命财产安全的问题主要有地面沉降、地面塌陷、基坑坍塌等地质灾害类问题，地表水、地下水污染、固体废弃物等环境类问题。
2.1地面沉降
我国沿海多个城市均发生过量抽取地下水导致地面沉降，其中上海市地面沉降自有记载以来累计沉降量已超过2m，其中沉降速录最大达llOmm/a;广州市地面沉降主要集中于番禺、南沙及广花盆地等，其中南沙部分地段沉降量达200mm/a-300mm/a，对居民生命财产产生了危害。
地面沉降主要与地下水位下降，软土层压缩等有密切关系，城市地面沉降除软土等工程地质原因，主要属抽水沉降，过量抽汲地下水引起水位下降，在欠固结或半固结土层分布区，土层固结压密而造成的大面积地面下沉。
地面沉降会对地表或地下构筑物造成危害;在沿海地区还能引起海水入侵、港湾设施失效等不良后果。
2.2地面塌陷
地面塌陷主要分岩溶地面塌陷和非岩溶性塌陷，岩溶塌陷为可溶岩中存在的岩溶洞隙而产生的，非岩溶塌陷主要由采、挖空区等产生。地面塌陷也是广州发育最强、分布最广、危害最大的重要灾种之一。据不完全统计，广州发生地面塌陷达449起，超过956个塌陷坑，塌陷影响面积68480m2，主要集中在花都区、白云区、荔湾区、增城市和從化市，估算直接经济损失超2.1亿元。
城市建设引发地面塌陷主要为抽排地下水及地下挖空等原因，以地铁施工为代表的地下空间开发、基础工程施工等全面展开，诱发的地面塌陷越来越多，如近几年在荔湾区大坦沙岛和白云区金沙洲一带，由于抽排地下水和基础工程施工，出现塌陷超过30起，塌陷规模较大。
2.3基坑坍塌
随着城市扩张，人民生活水平日益提高，车辆保有量剧增，地上空间不足，大规模的地下空间开发成为趋势，深（超深）基坑开挖施工成为必然。施工过程中由于对地层、地下水的勘查研究不足，支护结构、开挖方式的不合理等，产生了基坑边坡失稳坍塌等，严重威胁周边居民、建构筑物，甚至部分地段，危害地铁、铁路等运行。
2.4崩塌、滑坡
崩塌、滑坡主要发生在地形起伏较大的山区一带，城市建设用地少，在开挖坡脚扩充建设用地时，易引发山体滑坡、崩塌等边坡类地质灾害;另外在城市大规模的土方工程作业时弃土场由于堆土高度大，排水不畅等极易产生崩塌、滑坡，一旦发生地质灾害危害人口数量大，经济损失大。
2.5水土污染
随着城镇化进程的不断推进，人口聚集程度越来越高，废水排放规模越来越大、越集中，城市污水处理能力严重不足，大量未处理的污水排进江河污染地表水体，水体下渗污染土壤，地下水与地表水的水力联系，地下水也不断受到污染，水土污染基本为不可逆，危害长久。
2.6洪涝灾害
城镇化的推进，导致大量地面被沥青、混凝土、石板等不透水及透水性能差的人工地面覆盖，雨水下渗困难，全国各地雨季不断上演“看海”的场景，城市洪涝严重威胁人类的生命及产生安全。
2.7固体废弃污染
城市人口密集，固体废弃垃圾产生量巨大，广州市日均产生垃圾2.8万吨，垃圾围城现场已在各大城市上演，固体废弃垃圾在搬运及处理过程中污染空气、土壤及地下水，威胁人类健康及地质环境。
3.地质环境问题防治
城市地质环境问题日益严峻，直接威胁人类生命产生安全，在城市规划、建设及运行阶段应进行论证及防治。
3.1规划阶段
城市规划是每个城市都面对的难题之一，是规范城市发展建设，研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署，是一定时期内城市发展的蓝图，是城市管理的重要组成部分，是城市建设和管理的依据，也是城市规划、建设、运行三个阶段管理的前提。在城市选址、空间布局、功能分区等方面应进行严格的论证。
（1）山前冲积平原地区的城市规划，应充分考虑上游山区的建坝拦储工程，是否会产生地表水不足而产生土地沙化、用水不足等问题，导致城市环境恶化;以及抽取地下水，导致地下水位下降而引发地面沉降、地面塌陷等地质灾害。
（2）大江河人海口附近的城市，应防止港口、闸坝建设导致河道淤积、水位上升，排水不畅污染地下水;不合理的填海造陆而引发的淤积、海岸蚀退，以及发生海岸滑坡等地质灾害。
（3）山区城市规划应避免大规模的整平土地，预防开挖坡脚引发山体滑坡等地质灾害;应以地形地貌而规划，保护地质环境，展示山区城市风貌。
3.2建设阶段
城市建设阶段由于规划条件，地形地貌，地层岩石，工程规模的不同，需进行挖填方工程、地下空间开挖、抽排地下水、开挖山体坡脚等不同的人类工程活动。 （1）地下空间开发。地下工程建设项目的数量和规模不断增大，如高层建筑物基坑、大型管道的深沟槽、越江隧道的暗埋矩形及地铁工程中的车站深基坑等。地下空间的建设，多采用明挖法施工，由于岩土的复杂性，目前人们对基坑与土之间的相互关系和受力机理认识还有欠缺，基坑施工与开挖的同时地质灾害隐患也伴随产生。
对超深基坑工程在设计阶段应充分论证，岩土体类型及工程地质性质、水文地质条件、周边建构筑物距离、基础形式等具体情况进行支护结构设计，以预防基坑维护体系折断、基坑围护体整体失稳、基坑围护踢脚、坑内滑坡导致基坑内撑失稳，基坑壁流土、基坑底突涌、基坑底管涌等基坑结构破坏等灾害、事故;同时应加强周边建构筑结构保护及监测，以免周边建购物遭受破坏。
（2）抽排地下水。深基坑施工降水等大规模城市抽排地下水活动，易造成地下水位下降、波动，导致土层压缩，引发地面沉降，危害城市道路等浅基础建构物;在岩溶地区，水位下降加剧岩溶发育，导致岩溶地面塌陷等灾害，应禁止大规模抽排地下水，维持稳定地下水位，预防沉降、塌陷类地质灾害;同时应推进海绵城市建设，防治洪涝灾害。
（3）堆土填方。主要为城市建设过程中大规模的开挖形成的弃土、弃渣，部分弃土场堆填过高，产生了滑坡地质灾害，在城市建设过程中，结合地形特征，尽量做到土方平衡，避免大规模的土方外运、回填;道路等线性工程也应结合地形地貌，减小标高差异，降低填方規模。
（4）开挖坡脚。山区工程建设坡脚开挖易引发山体滑坡等大规模地质灾害，在工程建设阶段，应充分考虑挖填情况，避免大规模开挖坡脚而引发滑坡地质灾害，依地形特征，不大规模改变原始地形，进行专业的边坡支护工程。
3.3运行阶段
在城市运行阶段，地质环境防治工作主要以监测为主，防治固体废弃物、工业废水排放等污染地下水、土壤;加强地下水位监测，禁止大规模抽取地下水，预防地面沉降、地面塌陷等地质灾害;避免在城市上游江河大规模修建水坝拦储工程等导致城市地表水系减小，引发荒漠化。
4.结语
（1）鉴于城市建设中地质环境问题的复杂性及多样性，现阶段城市建设过程中应组织经验丰富、多学科结合的地质环境类技术队伍，重视国际合作，对地质环境问题从源头解决，并在过程中有效监测预警，防患于未然。（2）加强中小城市、城镇建设，减少超级城市、建筑群的发展，减小大城市的地质环境负荷。（3）在城市建设过程中应做到敬畏自然，做到人与自然和谐相处，城市与自然和谐共存。
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