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关闭窗口 2.1施工期
西安地铁项目建设在施工期间对古建筑的影响,主要来自于隧道及地下车站施工引起的地层水环境扰动和由此引起的基础不均匀沉降[6-8]。
在隧道及地下车站施工前,通过地层任一水平截面,上覆地层荷载所形成的总应力与地下水压力、固体骨架的有效应力相平衡。在工程施工建设后,人工降水及水向其中的排泄都能使工程范围内的地下水位降低,致使地下水的压力减小。为了维持其平衡,这部分力将转移到多孔介质骨架上,即增大了有效应力,从而压缩多孔介质,土层将出现固结沉降。由于人工降水引起的地面沉降量在空间上分布不均匀,从而导致天然地基上的建筑物产生不均匀沉降。
西安地铁隧道不论以何种方式穿过古建筑基础均要改变古建筑基础的原始受力状态,其中尤以浅埋暗挖法对地层的影响最大。以经济有效的方法顺利通过古建筑是工程施工中面临的主要问题。
依据古代造筑的习惯和现有护城河的深度进行分析,西安地铁二号线工程穿越时不会伤及古建筑主体。从平纵位置分析,该工程已经避开了古建筑基础应力扩散范围。
西安地铁二号线经过钟楼和明城墙段线位处于潜水含水层系统中,由于该段黄土层深厚,黄土的渗透性差,且采用盾构法施工,不需工程降水,因此,地铁区间隧道施工对地下水位影响较小,同时采用盾尾同步注浆、衬砌回填压浆及地面跟踪注浆等综合措施后,可以有效控制地面不产生沉降或仅有毫米级微小沉降。
西安地铁二号线在钟楼站和南门站采用浅埋暗挖法进行施工。这种施工方法采用锚喷结构作为洞室的施工支护,然后再施作二次衬砌,不需要施工降水,仅有少量渗入的地下水需要排出。地下车站施工对地下水位的影响很小,对建筑物的间接影响也很小。考虑到钟楼站距钟楼70m、南门站距明城墙南门30m,距离较近,应采取相应的措施加强对古建筑的保护。
2.2营运期
西安地铁二号线工程营运期对古建筑的影响主要来自列车运行时产生的振动和隧道作为弱透水层对地下水流场扰动引起的建筑物不均匀沉降。
2.2.1振动影响
振动在土壤介质中的传播规律非常复杂,与振源本身的情况、地质条件等诸多因素有关。由于西安目前尚无地铁,没有轨道交通振动的实测数据,因此难于对西安地铁二号线沿线涉及古建筑的振动速度进行准确的预测和判断。
鉴于西安地铁二号线与北京地铁一号线工程情况十分相似,地质条件比较接近,可将北京地铁一号线作为类比调查对象。北京地铁一号线的振动速度测量结果见表1。通过类比判定,西安地铁二号线沿线古建筑在营运期受地铁产生的振动速度不会超过0.4mm·s-1(垂向最大值),小于1.8mm·s-1的标准限值。
鉴于目前明城墙、钟楼沿线现有道路交通对其振动的影响,西安地铁二号线营运后,由于公路交通造成的振动和地铁造成的振动将共同对明城墙、钟楼产生影响,考虑地面交通和地下轨道交通的累积振动效应,分析该工程建成后对古建筑的振动影响,结果见表2。
由表2可见,即使考虑最不利因素的影响,明城墙、钟楼的叠加垂向最大振动速度也不超过建筑物振动速度允许的限值。
2.2.2对地下水流场的影响
该隧道工程在潜水含水层中
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