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1、城市地铁项目建设对古建筑的影响论文.freel。城市地铁运输系统以其占地少、运量大、速度快、准时、方便、舒适等优点而受到人们的青睐,同时,地铁运行产生的振动也越来越被人们所重视,.freel,底宽16~18m顶宽12~14m。据含光门遗址考古资料,明城墙基础深度距现地表约为3~5m。城外为护城河,护城河宽20~22m,深12~15m。西安明城墙是现今保存最完整的中国古代城垣建筑,也是世界上现存规模最大、最完整的古代军事城堡设施5。西安地铁二号线以左、右线距北城门洞外侧和南城门洞内侧水平距离9m处绕行下穿,隧道埋深18m(南门)和24.5m(北门)。明城墙内部为夯土,外部为砖砌,基础为
2、夯筑,内、外层之间为不同材料、不同时期的构筑物,整体结构较松散。1.2钟楼西安钟楼始建于明洪武十七年(1384年),是一座重檐四角攒尖木结构的建筑,基座为方形,边长35.5m,高8.6m,用青砖白灰砌筑而成,四面正中有高、宽各6m的券洞以连通四街。钟楼分2层,地面至顶高36m,原置唐景云钟。西安地铁二号线在钟楼处采取左、右线分开绕行以隧道方式通过,左、右线距钟楼基座17m,隧道埋深17m。1.3地质状况西安地铁二号线经过古建筑段原地貌为黄土梁洼区,地层为第四系上更新统风积及第四系中更新统风积、冲积层。地下水位埋深8m左右,地下水位附近有薄层软塑层,黄土湿陷性、饱和软黄土是本区的主要工
3、程地质问题。隧道围岩分类为Ⅰ类。2西安地铁二号线对古建筑的影响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
4、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
5、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
6、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
7、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形成一弱透水层,阻碍地下水的径流,导致地下水流场发生变化。由于西安地铁二号线线位走向与地下水流方向斜交,在该工程线路的东侧地下水位略有抬升,西侧地下水位稍有下降,但从3个极端降水频率(95%、75%、50%)年预测的数据看,西安地铁二号线工程建设对明城墙、钟楼下方地下水的影响
