城市軌道交通項目地下水環(huán)境影響評價

1、城市軌道交通項目地下水環(huán)境影響評價5.2.1 水文地質(zhì)條件1、含水層及地下水類型AA市地處亞熱帶氣候區(qū)，雨水充沛，淺層地下水較豐富且埋深淺。區(qū)內(nèi)含水層為第四紀(jì)人工填土（石）層、沖積、洪積砂礫石層孔隙水含水層；基巖主要為燕山晚期粗?；◢弾r，為非可溶巖，主要為風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙水含水層。區(qū)內(nèi)僅以大沙河流域為小型水文地質(zhì)單元，無大型水文地質(zhì)單元。地下水以第四系孔隙潛水和基巖裂隙水為主。（1） 第四系孔隙潛水區(qū)內(nèi)沿大沙河流域分布有沖積、洪積層,多為細(xì)砂、中粗砂、礫石層，一般層厚 510m ，由于河流源頭較短，砂卵石混少量粘土，該層滲透系數(shù) K= 520 m/ d ,埋深小于 5m。主要為孔隙潛水類型。

2、（2） 基巖裂隙水含水層區(qū)內(nèi)基巖為硬質(zhì)巖層，僅為風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙賦水，為裂隙水，一般風(fēng)化層厚 515m ，少數(shù)地段達(dá) 30m ，由于其上覆殘積礫質(zhì)、砂質(zhì)粘性土為弱透水層， 但二者滲透性相近，因此基巖裂隙水一般不具承壓性。其滲透系數(shù)一般為K= 0.53m/d。2、地下水補(bǔ)、逕、排條件（1） 地下水的補(bǔ)給來源AA市地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水，補(bǔ)給量受大氣降雨量及入滲系數(shù)的影響。地表水的補(bǔ)給是地下水的另一重要補(bǔ)給來源，這種補(bǔ)給主要發(fā)生在豐水季節(jié)，地表河流水位高于其兩側(cè)平原地帶的潛水位，通過砂礫層孔隙向潛水面?zhèn)攘鳌＃?） 地下水的徑流AA市地下水徑流方向受地形地貌控制，由低山或丘陵區(qū)向河谷盆地、

3、山前平原和海灣流動，最終流入大海。地下水流向大致是由北東方向流向南西方向。地表水與地下水具有水力聯(lián)系，且可相互轉(zhuǎn)化。豐水期大氣降雨及河流入滲，地表水轉(zhuǎn)為地下水，補(bǔ)充枯水季節(jié)地下水；枯水季節(jié)基巖地區(qū)的地下水通過切割的溝谷流出，流入平原地區(qū)的河流，轉(zhuǎn)為地表水。（3） 地下水的排泄地下水分散排入河流、海水等地表水體，枯水季節(jié)河水流量由地下水泄流供給，海灣地帶，地下水以地下潛流方式向大海泄流排匯。蒸發(fā)排泄是另一種排泄方式，包括潛水土面蒸發(fā)和植物葉面蒸發(fā)，土面蒸發(fā)只有在潛水面埋深較淺，毛細(xì)水帶距地表較近，空氣相對濕度較低時，這種蒸發(fā)形式在濱海區(qū)強(qiáng)度較大。植被發(fā)育地段，植物根系發(fā)達(dá)，有利葉面蒸發(fā)。（4）

4、水源保護(hù)區(qū)與地下水的補(bǔ)徑排關(guān)系本次規(guī)劃主要涉及AA市鐵崗水庫-石巖水庫飲用水水源保護(hù)區(qū)。鐵崗水庫- 石巖水庫底層基巖為花崗巖，且區(qū)內(nèi)局部構(gòu)造不發(fā)育，地下水含水層為塊狀巖類裂隙水含水層組，泉流量一般 1-3L/s,富水、透水性中等。水庫水與周邊地下水體水力聯(lián)系有限。水庫主要以大氣降雨及地表溪溝水補(bǔ)給為主?？菟冢?dāng)水庫水位下降至低于地下水水位，少量地下水可能進(jìn)入水庫，補(bǔ)給水庫水。豐水期， 水庫水位較高水庫水可滲入地下對地下水形成少量補(bǔ)給。AA水庫下伏基巖巖性以花崗巖、石英砂巖夾頁巖、灰?guī)r薄層為主。透水富水性較弱，水庫與含水層水力聯(lián)系較弱。雁田水庫下伏富水透水性貧乏的第四系粘土、砂質(zhì)粘土、砂礫石層

5、松散巖類孔隙含水層組和富水透水性貧乏的白堊系凝灰質(zhì)礫巖、砂頁巖紅層裂隙水含水巖組。水庫與含水層水力聯(lián)系較弱，水庫主要依靠大氣降雨和地表溪溝水補(bǔ)給。3、巖土層的富水性、滲透性地下水主要賦存于第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)礫砂層中，為孔隙潛水，礫砂層滲透性強(qiáng)，各站址及站址周邊均有分布、富水性好。其上人工填土（石）滲透性和富水性也相對較好。上述土層構(gòu)成站址場地主要含水層?；鶐r裂隙水賦存于地層裂隙較發(fā)育地段，由于區(qū)域的基巖強(qiáng)、中等風(fēng)化巖埋藏深度大，上覆殘積礫（砂） 質(zhì)粘土層厚度大，基巖裂隙水對車站的開挖、施工影響小。4、地下水水位動態(tài)變化特征由于第四系沖洪積礫砂層層埋藏淺，與大氣降水和地表水補(bǔ)給關(guān)系密切，基巖

6、裂隙水由于受補(bǔ)給條件所限，一般較滯后，但其水位變幅與第四系孔隙水動態(tài)變化相當(dāng)。AA地區(qū)降水多年平均降雨量 1879.8mm，且多集中在 68 月份，地下水與降雨關(guān)系密切。根據(jù)AA市地下水資料表可以看出，地下水水位與降雨關(guān)系同步，1、11、12 月份枯水期地下水位最低，6、7、8 月份為豐水期，地下水位最高。地下水位標(biāo)高在 1.83.6m 之間，水位變幅 1.8m。表 5.6-1AA市月降雨量（mm）與地下水位變化觀測表月份123456789101112降雨量254055125235325330340245953020地下水水位標(biāo)高1.781.902.162.702.903.323.413.52

7、3.172.521.801.75AA市月降水量與地下水水水位關(guān)系圖5、地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀A(yù)A市地下水水質(zhì)具有如下特點：（1） 地下水質(zhì)量大多數(shù)屬于、類水，適用于各種用途。少部分水屬、類水?？傮w而言，地下水質(zhì)量良好。（2） 地下水的 PH 值分布有較明顯的規(guī)律，西部地區(qū)偏酸性，一般小于6.8，東部地區(qū)偏堿性，一般大于 7.1，其大致分界線為布吉平湖蓮塘一線。造成這種 pH 值截然分區(qū)的原因是與地下水賦存的基巖有關(guān)系的，西部地區(qū)為大范圍的酸性花崗巖，東部地區(qū)為大范圍的灰?guī)r、大理巖、砂巖、火山凝灰?guī)r。（3） AA市西部一帶 Fe 含量均較高，一般大于 0.25mg/l，最高者達(dá) 18mg/L，而東部

8、地區(qū)含量卻較低，這與西部地下水的酸度較高有關(guān)。（4） AA市地下水中的有毒元素 pb、Zn、Cu、As 等均不超標(biāo)，反映污染現(xiàn)狀的 NH4+、NO2-、NO3-等絕大部分樣品也不超標(biāo)。6、工程沿線地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地層主要巖性為第四系（Q）人工堆積、海積、沖積、沖洪積、殘積層礫石類土、砂類土、粉土、黏性土；早第三系（E）主要巖性為紫紅色礫巖、粉砂巖，礫石；侏羅系（J）石英砂巖、長石石英砂巖、粉砂質(zhì)泥質(zhì)巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖、凝灰?guī)r；三疊系（T）灰白色、淺灰色砂礫巖、含礫石英砂巖夾灰黑色炭質(zhì)頁巖，長石石英砂巖、粉砂巖，紫紅色粉砂質(zhì)泥巖；石炭系（C）厚層狀灰?guī)r、大理巖、石英砂巖；泥盆系（D）泥質(zhì)粉砂巖、長石

9、石英砂巖、粉砂巖；震旦系（Z）花崗片麻巖、變粒巖、石英巖、片巖、混合巖；燕山期侵入巖（53） 花崗巖；加里東期混合花崗巖（M3）。5.2.2 施工期地下水環(huán)境影響評價1、抽排水對地下水環(huán)境的影響（1）抽排地下水引發(fā)地面沉降分析根據(jù)已建成的 1 號線（羅寶線）、2 號線（蛇口線）、3 號線（龍崗線）、4 號線（龍華線）、5 號線（環(huán)中線）施工經(jīng)驗，AA市軌道交通工程的地下車站工程常用的施工方法有明挖法、蓋挖法和暗挖法；地下隧道區(qū)間采取盾構(gòu)法和明挖法施工。明挖法和蓋挖法以及盾構(gòu)法施工中盾構(gòu)始發(fā)井的施工，需進(jìn)行基坑施工前降水，這種人為的抽取地下水，將對市域的地下水環(huán)境產(chǎn)生一定影響，主要引發(fā)的環(huán)境水文

10、地質(zhì)問題是地面沉降。區(qū)內(nèi)可能引發(fā)地面沉降的原因有三個。一是區(qū)內(nèi)第四系沖洪積層分布區(qū)，分布有大量孔隙比大的粉、細(xì)砂和軟粘土、淤泥等。其含水量高，固結(jié)程度低，本身就具有自然壓縮而發(fā)生沉降的傾向。二是，基坑施工前的疏干排水會使局部范圍內(nèi)的地下水位降低，在車站、隧道附近一定范圍內(nèi)形成地下水降落漏斗，空隙水壓力降低，地層體的有效應(yīng)力增加，松散層體積相對受到壓縮，可能導(dǎo)致地面出現(xiàn)沉降，三是區(qū)內(nèi)有隱伏巖溶分布地段，地下車站在采取明挖法施工降水時， 抽排地下水導(dǎo)致區(qū)域地下水位下降，地下水水力坡度增大，流速加快，動水壓力增加，對上覆松散土體產(chǎn)生潛蝕作用。由于淺層孔隙水與巖溶水之間存在水力聯(lián)系，水位的下降使得孔隙

11、水不斷補(bǔ)給巖溶水，對蓋層土體的潛蝕作用逐步加強(qiáng)，沿滲流方向形成一些細(xì)小空洞；同時，地下水流還將溶洞中的充填物搬運走，使溶洞被掏空成為暢通的水流通道。土層中的細(xì)小洞隙在水流不斷的沖刷作用下逐步擴(kuò)大，隨著洞腔的擴(kuò)大，上覆土體在自重、動水壓力等的作用下，最終產(chǎn)生塌陷。根據(jù)線路穿越沉降漏斗的范圍，結(jié)合線路的敷設(shè)方式，本評價認(rèn)為以地下線敷設(shè)的規(guī)劃線路沿線施工期抽排地下水可能誘發(fā)地面沉降災(zāi)害。2、地下線施工對地下水資源的影響AA市以地表水為主要供水水源，不涉及地下水集中供水水源，地下水資源性功能不突出；且區(qū)內(nèi)淺層地下水含水層主要接受大氣降水、農(nóng)田灌溉水入滲補(bǔ)給以及河流側(cè)向補(bǔ)給，區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布，天然狀態(tài)下地表

12、水與地下水相互補(bǔ)給、排泄。也就是說區(qū)內(nèi)淺層地下水和地表水是處在一個循環(huán)的過程，施工期疏干排水抽出的淺層地下水被排泄到地表，然后又通過地表入滲、河流側(cè)向補(bǔ)給、大氣降水補(bǔ)給淺層地下水的形式重新進(jìn)入到地下水中去，從而使淺層地下水處于一個周而復(fù)始的循環(huán)狀態(tài)中。因此，地下線施工過程中短期抽排地下水對區(qū)內(nèi)地下水資源量影響很小，對地下水資源無影響。3、地下線施工對地下水水質(zhì)的影響（1） 施工廢水對地下水質(zhì)的影響本工程施工期對地下水水質(zhì)的影響主要是由于施工階段的各種廢水滲入地下水后污染地下水，影響地下水水質(zhì)，有以下幾個方面： 在施工前需要進(jìn)行施工降水的基坑場地，抽取出來的地下水如果處置不當(dāng)將會攜帶地表的一些污

13、染物進(jìn)入地下水中，污染地下水。 傍河深基坑的開挖降水時，抽水可能使河水倒灌進(jìn)入地下水含水層，使地下水受到污染，需對傍河車站的基坑降水方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計； 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如地下連續(xù)墻等）的施工中需要采用泥漿護(hù)壁，灌注水下混凝土，使其形成混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)?；炷痢⑺嗌碀{呈弱堿性，灌注或噴射后迅速固結(jié)，以流塑狀態(tài)與地下水接觸時間極短，不足以對地下水水質(zhì)構(gòu)成影響?？偟膩碚f，隧道和車站等地下工程由于受到施工影響，一些外界污染物可能進(jìn)入地下水中，污染地下水水質(zhì)，但是只要輔以科學(xué)的、合理的、有序的降水措施和管理措施，施工期過程將不會影響地下水水質(zhì)。（2） 海水入侵對地下水質(zhì)的影響海水入侵陸域地下水淡水含水層

14、的基本條件是地下水淡水含水層與海水間水力聯(lián)系通道的存在，在人為或自然因素下海水與地下水淡水的動態(tài)平衡遭到破壞，引起海水向地下淡水入侵，一般在環(huán)海岸帶發(fā)生幾率較高。AA市地下水含水層主要為第四紀(jì)人工填土（石）層、沖積、洪積砂礫石層孔隙水含水層；基巖主要為燕山晚期粗?；◢弾r，為非可溶巖，主要為風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙水含水層。第四紀(jì)沖積、洪積砂礫石層孔隙水含水層透水性強(qiáng)，為海水入侵提供了良好的水文地質(zhì)條件?；◢弾r大面積分布地帶由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，風(fēng)化作用較強(qiáng)，根據(jù)已有的地勘及水文地質(zhì)資料，花崗巖風(fēng)化深度最大可達(dá) 40 余米，基巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙也為海岸帶海水與地下淡水的連通提供了條件。本次規(guī)劃線路所在區(qū)

15、域主要以第四系松散類孔隙水含水層為主，以上線路地下工程施工抽排地下水造成地下水位下降，打破海水與地下淡水含水層的動態(tài)平衡后引起海水入侵的可能性較大，因此在項目建設(shè)階段應(yīng)進(jìn)一步詳細(xì)勘查線路的水文地質(zhì)條件，確定合理的地下水抽排水量，制定有針對性的堵水或回灌措施， 避免引起海水入侵的地質(zhì)災(zāi)害。5.2.3 運營期地下水環(huán)境影響評價1、地下工程干擾地下水流場分析規(guī)劃線路中，海積、沖積、沖洪積平原地貌段，地下水埋深一般在 210m； 坡積、殘積丘陵及臺地段，地下水埋深稍深。若地鐵線路走向與地下水徑流方向相交，將形成對地下水流動的阻礙，造成地下水位壅高，局部改變地下水徑流條件，并在一定程序上改變地下水與河水

16、、海水的補(bǔ)排關(guān)系，但不會出現(xiàn)對地下水徑流的阻斷。在多條線路交匯、換乘的線路區(qū)間，這種對地下水徑流的阻礙作用有所增強(qiáng)。當(dāng)線路跟地下水流向垂直相交時，水位壅高程度最大，因此對線路跟地下水流向垂直相交時水位壅高情況做主要分析，具體如下：在地鐵修建前，地下水通過地鐵沿線過水?dāng)嗝娴牧髁繛椋篞1 = K1 · J1 · A1在地鐵建成后，地下水通過地鐵沿線過水?dāng)嗝娴牧髁繛椋篞2 = K2 · J2 · A2（式 1）（式 2）式中：J1 = h1/dJ2 = h2 /dd含水層邊界到地鐵線路的距離（地鐵修建前長度視為不變） h1、h2地鐵修建前和修建后地下水位K1、

17、K2分別為地鐵修建前和建成后過水?dāng)嗝娴臐B透系數(shù)； J1、J2分別為地鐵修建前和建成后過水?dāng)嗝娴乃ζ露龋?A1、A2分別為地鐵修建前和建成后過水?dāng)嗝娴拿娣e。在穩(wěn)定流條件下，有：為簡便計，令 K1=K2，則有：Q1 = Q2（式 3）地下水位壅高量h：J2/ J1=A1/A2=h2 /h1（式 4）h=h2-h1（式 5）地鐵規(guī)劃線路埋深 15-25m，而地鐵穿越區(qū)段第四紀(jì)人工填土（石）層、沖積、洪積砂礫石層孔隙水含水層厚 5-10m，因此地鐵隧道基本位于侵入巖基巖風(fēng)化構(gòu)造裂隙承壓含水層中。由于基巖裂隙水主要儲存于基巖淺層風(fēng)化裂隙帶，因此這里將承壓含水層厚度視為基巖風(fēng)化裂隙帶的厚度，假設(shè)約 50

18、m，地鐵隧道空間高度設(shè)為 10m，則 A1/A2=50L/（ 50-10） L=h2/h1 （ L 為線路長度）, h=1.25h1-h1=0.25h1,根據(jù)水文地質(zhì)資料知區(qū)內(nèi)層壓含水層水頭不超過 3m，則h 小于 0.75m。而據(jù)前所述，年水位變幅一般在 1.8m 間，故地下水壅高量基本處于地下水位年變幅內(nèi)，引起該路段的沼澤化可能性很小。綜上所述，地鐵隧道總體上不會導(dǎo)致大范圍的地下水位壅高現(xiàn)象，需要注意的是設(shè)地下車站的位置，地下構(gòu)筑物的高度比地鐵隧道高出很多，尤其是對地鐵換乘站而言，地鐵換乘站占據(jù)含水層高度空間可能是隧道占據(jù)空間的 23 倍。因此這些換乘站特別是中心區(qū)內(nèi)的換乘站對地下水位的影

19、響相對較大。2、運營期地下線對地下水水質(zhì)的影響地下線建成后進(jìn)入運營階段，由于地下線車站和車站本身的防水性能都較好， 因此外部的污染源不會通過隧道和車站進(jìn)入地下水中去，污染地下水。但是，由 于隧道和車站都是由混凝土建筑而成，而且地下鐵路處于地下水位以下，這樣地 下水就有可能腐蝕混凝土結(jié)構(gòu)，從而污染地下水。根據(jù)已實施線路的研究設(shè)計資料，區(qū)域內(nèi)部分地段地下水環(huán)境作用類別為化學(xué)腐蝕環(huán)境或氯鹽環(huán)境時，地下水中的 Cl-、SO42-及 pH 值對混凝土結(jié)構(gòu)具侵蝕性，侵蝕等級分別為 L1、H1、H1。因此，處于一般環(huán)境和腐蝕性環(huán)境作用下的地下工程，應(yīng)結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（GB/T 50476-200

20、8）和鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（TB10005-2010 J1167-2011）進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計。綜上，部分地段地下水對混凝土結(jié)構(gòu)雖具有腐蝕性，但當(dāng)采取抗腐蝕措施后， 工程運營期對地下水水質(zhì)將不產(chǎn)生影響。5.2.4 地下水環(huán)境保護(hù)措施1、防治抽排地下水引發(fā)地面沉降的保護(hù)措施（1） 施工期車站基坑開挖時，選擇合理的工法及降水方案，應(yīng)盡量采用坑內(nèi)降水，避免坑外降水，并保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行人工降水的方案設(shè)計，以及進(jìn)行降水的水位預(yù)測，通過預(yù)測進(jìn)行降水方案的優(yōu)化，從而達(dá)到最佳的降水效果，把由于降水引起的地面沉降問題降低到最低。（2） 增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度和支撐體系中的穩(wěn)定性，適當(dāng)加深圍護(hù)墻或同護(hù)樁的入土深度；對坑內(nèi)外土地進(jìn)行注漿或深層攪拌加固，提高土的抗剪強(qiáng)度，增加土體抗力；縮短基坑暴露時間，及時澆注素混凝土墊層。（3） 工程建設(shè)期間應(yīng)關(guān)注評價區(qū)地面沉降發(fā)育狀況，加強(qiáng)監(jiān)測，特別是加強(qiáng)地下車站所在區(qū)域的地面沉降監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)地面不均勻沉降或沉降量超過控制標(biāo)準(zhǔn)，