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摘要：随着城市交通拥堵现象的日益严重，城市轨道交通已经成为缓解城市交通拥堵的一种最为有效的解决途径。在城市轨道交通工程进行施工的过程当中，地下水如何进行处理是整个城市轨道交通工程建设中尤为重要的内容。对此，本文主要对城市轨道交通工程地下水的处理措施、降水可能所引发的环境方面的问题以及相应的对策等方面进行分析阐述。
关键词：城市轨道交通；降水；环境；问题；对策
1.前言
近些年来，随着城镇化进程速度的加快，城市当中的人口越来越密集。城市人口数量的增加势必会给城市交通带来巨大的压力。城市轨道交通以具有方便、快捷、准时，大部分在地下运行等优点被人们所亲睐。因此，为了最大程度的缓解城市交通压力，国内现有30余个城市已修建、在修建或准备修建城市轨道交通，将城市轨道交通作为一种最为有效的途径来缓解城市交通拥堵。但是，城市轨道交通施工中的地下水采取何种方式进行处理，将直接或间接影响着城市轨道交通工程的安全、质量及周边环境。因此，我们对城市轨道交通工程地下水的处理措施，可能所引发的环境问题以及针对问题所采用的解决对策等进行分析研究是具有重大意义的。
2.地下水处理
2.1施工降水的必要性
大多数城市轨道交通工程建设面对地质条件复杂，地下水位高、周边管线繁多、紧邻建（构）筑物、交通疏解难度大的现状，根据地质、水文及周边环境条件，一般采用明挖法、盖挖法、矿山法、盾构法等施工方法。矿山法一般不采取降水，但有时也辅助采用降水，盾构法一般不需要采取降水施工措施，而车站大多数采用了明挖法或盖挖法施工，由于工程一般处在城市闹市区，就对基坑本身和周边环境的安全性提出了较高的要求，基坑的安全性直接关系到工程安全质量、工程建设的工期及社会影响。基坑施工中，为避免产生流砂、管涌、坑底防止坑壁土体的坍塌，保证施工安全和减少基坑开挖对周边环境的影响，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层及坑底存在承压含水层时，需要选择合适的方法进行基坑的降排水。降排水的作用主要有：
①防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，便于施工；
②增加坑底的稳定性，防止坑底的土层颗粒流水，防止流砂产生；
③有效减少被开挖土体的含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业；
④有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性；
⑤减少承压水水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。
从以上分析可以看出，降水是较为经济、直接的必不可少的设计施工措施之一。
2.2降水的主要类型
城市轨道交通工程明挖法（或盖挖）车站或区间基坑设计施工时，根据工程环境条件，地下水处理按地下水有无承压性及其与坑底的关系分为潜水疏干降水和承压水降水。
潜水疏干降水有以下几种类型：
（1）敞开型疏干降水（无隔水帷幕的疏干降水）
当工程周边环境条件简单，譬如无重要建构筑物，且降水引起的沉降小，可采取无隔水帷幕的围护结构，直接进行地下水降水施工。降水后，对放坡开挖而言，可提高边坡的稳定性；对有支护开挖，可以增加被动区土抗力，减少坑外主动土侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度保证，减少支护结构变形，同时可减少工程造价。
（2）封闭型疏干降水（隔水帷幕隔断含水层疏干降水）
当工程周边环境复杂，譬如工程比邻建筑物，基础形式简单，地层软弱，地下水水位降低地层沉降大，建构筑物对沉降敏感，必须采取有隔水帷幕的围护结构且隔水帷幕全部隔断潜水含水层，并进入隔水层一定深度，基坑开挖前对坑内滞留水进行降水，可提高坑内土的抗剪强度，被动区土抗力，并通过其它综合措施以减少支护结构变形，减少地表沉降。
（3）半封闭型疏干降水（隔水帷幕进入含水层但未安全隔断的疏干降水）
介于以上两种型式之间的地下水处理型式，主要是含水层厚度大，隔水帷幕隔断含水层的代价大的情况。
承压水降水主要有以下几种类型：
（1）隔水帷幕未进入承压水含水层承压水降水
隔水帷幕距离承压水含水层顶板有一定距离，为避免坑底承压水突涌时采用的承压水降水型式。该种处理方式在宁波市轨道交通2号线进行了大量应用。
（2）封闭型隔水帷幕承压水降水
将隔水帷幕伸入减压降水含水层，并进入承压含水层底板以下的半隔水层或弱透水层中，隔水帷幕阻断了基坑内外承压水含水层之间的水力联系，基坑开挖过程中对封闭的承压水进行减压降水，一般情况下，在增加工程造价较少时，设计尽可能采用该种承压水处理方式，隔断水力联系后，坑内减压降水对环境基本不产生影响。
（3）悬挂式（半封闭式）隔水帷幕承压水降水
隔水帷幕部分伸入承压水含水层中，承压水含水层厚度大，采用隔水帷幕全部封闭承压水含水层时工程造价增加多，设计考虑隔水帷幕进入承压水含水层一定深度，隔水帷幕對坑内外承压水渗流具有明显的隔阻效应。
在疏干降水设计方面，对场地空旷地段、且降低地下水位对土层沉降小的地区可优先选用敞开型疏干降水，对城市闹市区，环境条件复杂，优先选用封闭型隔水帷幕承压水降水。
承压水一般具有深度大，连通性强的特点，大多新建轨道交通工程城市在承压水降水方面经验较欠缺。“隔水帷幕未进入承压水含水层的承压水降水"在天津地铁某站实施时造成周边地表沉降严重，与笔者原设计的某站所降含水层类似，设计后来修改为"封闭型隔水帷幕承压水降水"。而笔者在宁波市轨道交通车站基坑承压水处理采用"隔水帷幕未进入承压水含水层的承压水降水"，按照“按需降水”、“抽水量最小化”的原则，现均施工完成，监测结果表明，承压水水头降低对地表的沉降可控，对周边管线、建筑物影响相对较小，取得了成功。而杭州地铁2号线人民广场站通过经济技术比较和现场试验后采用了“悬挂式（半封闭式）隔水帷幕承压水降水”进行设计施工，同样取得了成功。
关键词：城市轨道交通；降水；环境；问题；对策
1.前言
近些年来，随着城镇化进程速度的加快，城市当中的人口越来越密集。城市人口数量的增加势必会给城市交通带来巨大的压力。城市轨道交通以具有方便、快捷、准时，大部分在地下运行等优点被人们所亲睐。因此，为了最大程度的缓解城市交通压力，国内现有30余个城市已修建、在修建或准备修建城市轨道交通，将城市轨道交通作为一种最为有效的途径来缓解城市交通拥堵。但是，城市轨道交通施工中的地下水采取何种方式进行处理，将直接或间接影响着城市轨道交通工程的安全、质量及周边环境。因此，我们对城市轨道交通工程地下水的处理措施，可能所引发的环境问题以及针对问题所采用的解决对策等进行分析研究是具有重大意义的。
2.地下水处理
2.1施工降水的必要性
大多数城市轨道交通工程建设面对地质条件复杂，地下水位高、周边管线繁多、紧邻建（构）筑物、交通疏解难度大的现状，根据地质、水文及周边环境条件，一般采用明挖法、盖挖法、矿山法、盾构法等施工方法。矿山法一般不采取降水，但有时也辅助采用降水，盾构法一般不需要采取降水施工措施，而车站大多数采用了明挖法或盖挖法施工，由于工程一般处在城市闹市区，就对基坑本身和周边环境的安全性提出了较高的要求，基坑的安全性直接关系到工程安全质量、工程建设的工期及社会影响。基坑施工中，为避免产生流砂、管涌、坑底防止坑壁土体的坍塌，保证施工安全和减少基坑开挖对周边环境的影响，当基坑开挖深度内存在饱和软土层和含水层及坑底存在承压含水层时，需要选择合适的方法进行基坑的降排水。降排水的作用主要有：
①防止基坑底面与坡面渗水，保证坑底干燥，便于施工；
②增加坑底的稳定性，防止坑底的土层颗粒流水，防止流砂产生；
③有效减少被开挖土体的含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业；
④有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性；
⑤减少承压水水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。
从以上分析可以看出，降水是较为经济、直接的必不可少的设计施工措施之一。
2.2降水的主要类型
城市轨道交通工程明挖法（或盖挖）车站或区间基坑设计施工时，根据工程环境条件，地下水处理按地下水有无承压性及其与坑底的关系分为潜水疏干降水和承压水降水。
潜水疏干降水有以下几种类型：
（1）敞开型疏干降水（无隔水帷幕的疏干降水）
当工程周边环境条件简单，譬如无重要建构筑物，且降水引起的沉降小，可采取无隔水帷幕的围护结构，直接进行地下水降水施工。降水后，对放坡开挖而言，可提高边坡的稳定性；对有支护开挖，可以增加被动区土抗力，减少坑外主动土侧压力，从而提高支护体系的稳定性和强度保证，减少支护结构变形，同时可减少工程造价。
（2）封闭型疏干降水（隔水帷幕隔断含水层疏干降水）
当工程周边环境复杂，譬如工程比邻建筑物，基础形式简单，地层软弱，地下水水位降低地层沉降大，建构筑物对沉降敏感，必须采取有隔水帷幕的围护结构且隔水帷幕全部隔断潜水含水层，并进入隔水层一定深度，基坑开挖前对坑内滞留水进行降水，可提高坑内土的抗剪强度，被动区土抗力，并通过其它综合措施以减少支护结构变形，减少地表沉降。
（3）半封闭型疏干降水（隔水帷幕进入含水层但未安全隔断的疏干降水）
介于以上两种型式之间的地下水处理型式，主要是含水层厚度大，隔水帷幕隔断含水层的代价大的情况。
承压水降水主要有以下几种类型：
（1）隔水帷幕未进入承压水含水层承压水降水
隔水帷幕距离承压水含水层顶板有一定距离，为避免坑底承压水突涌时采用的承压水降水型式。该种处理方式在宁波市轨道交通2号线进行了大量应用。
（2）封闭型隔水帷幕承压水降水
将隔水帷幕伸入减压降水含水层，并进入承压含水层底板以下的半隔水层或弱透水层中，隔水帷幕阻断了基坑内外承压水含水层之间的水力联系，基坑开挖过程中对封闭的承压水进行减压降水，一般情况下，在增加工程造价较少时，设计尽可能采用该种承压水处理方式，隔断水力联系后，坑内减压降水对环境基本不产生影响。
（3）悬挂式（半封闭式）隔水帷幕承压水降水
隔水帷幕部分伸入承压水含水层中，承压水含水层厚度大，采用隔水帷幕全部封闭承压水含水层时工程造价增加多，设计考虑隔水帷幕进入承压水含水层一定深度，隔水帷幕對坑内外承压水渗流具有明显的隔阻效应。
在疏干降水设计方面，对场地空旷地段、且降低地下水位对土层沉降小的地区可优先选用敞开型疏干降水，对城市闹市区，环境条件复杂，优先选用封闭型隔水帷幕承压水降水。
承压水一般具有深度大，连通性强的特点，大多新建轨道交通工程城市在承压水降水方面经验较欠缺。“隔水帷幕未进入承压水含水层的承压水降水"在天津地铁某站实施时造成周边地表沉降严重，与笔者原设计的某站所降含水层类似，设计后来修改为"封闭型隔水帷幕承压水降水"。而笔者在宁波市轨道交通车站基坑承压水处理采用"隔水帷幕未进入承压水含水层的承压水降水"，按照“按需降水”、“抽水量最小化”的原则，现均施工完成，监测结果表明，承压水水头降低对地表的沉降可控，对周边管线、建筑物影响相对较小，取得了成功。而杭州地铁2号线人民广场站通过经济技术比较和现场试验后采用了“悬挂式（半封闭式）隔水帷幕承压水降水”进行设计施工，同样取得了成功。