环境岩土工程与环境工程地质_图文.docx

第一章引言西安地铁，是小国陕西省西安市的城市轨道交通系统1994年，西安市人民政府在《西 安城市总体规划（1995—201（）年）》中，首次正式提出兴建4条城市轨道交通线路，长 度73.17公里这项规划于1999年获得国务院的批复2004年2月,在重新编制的《西 安市城市快速轨道交通线网规划》中，市政府将轨道交通线网的远期规划，增加到6条线 路，总长251.8公里木文主要对1、2号线路所引起的环境岩土问题进行分析城南区用地结构中突出的特点是教育科研用地比重较人，为12.12%,该区是西安市高 等教育科研的聚集区，为全市居住、文教中心城南区土地使用是以居住、办公为主,辅以商 贸、金融等配套设施，省测绘局所在小区、长安大学所在小区、以小寨什字为中心的小区分 别为典型的行政办公、教育科研、商贸密集区城北区聚集大最的文物古迹，包括汉长安城遗址（占地约36平方千米）、腐人明宫遗址 等大面积遗址保护区；其他用地以居住、工业为主,两者所占比重分别为14.12%, 14.13%, 配以少量的教育科研、公共服务设施该区域村锁比重较大，开发潜力较大，也是西安主要的 对外交通Z地，其中以铁路为主，西安火车站即位于城北区，即将开工建设的火车北客站也在 该区域。

城东区以T业用地为主，占该区总面积的17.16%,西安市总体规划中的三个主要T业 区——以黄河厂、西光厂、陕西汽车制造厂为主的大型工业区，以西安电机厂为主的一个小 工业区，以陕西重型机械厂为主的大型工业区等，均集中于该区域城西区以工业用地为主，占该区总面积的20.47%,该区域制药厂集中，化工、机械工业 较发达，教育科研川地山3.7%,现状村镇用地比例较高，可开发潜力较大形成“ I•字型”的1,2号线贯穿城内和城外东南西北区,地铁沿线的十地利用类型受 区段的影响,和各区的土地利用类型完全相似西安地铁规划线路图如图1—1第二章工程概况2.1地铁概述西安地铁服务范围覆盖全市61个主要客流集散点中的52个，线路直接连接或延伸方 向辐射中心城镇和组团，轨道交通客运量占居民出行总量的25%西安是闻名世界的古都，如何确保地铁工程建设不破坏文物古遗是此次地铁建设的关键 Z —此次轨道1、2、3号线主要涉及的文物古迹为明城墙和钟楼，护城河的深度为12—15 米，城墙基础只有3-5米，而地铁线路埋深在20米以下，并且穿越位置避开了城墙的变形頌感区；通过钟楼时则进一步采用了绕避方式同时，采用先进的施工方法及严密科学的 施工保护与监测拈施，确保施工中对文物主体不产生影响；通过减震降噪道床等设计保证运 营期间文物的安全。

另一方面，专家认为，城市快速轨道交通的建成可以减少地面道路修建 规模，减轻老城区交通压力，改善人居环境，为传统民居和历史文化街区内的文物保护留出 了足够空间，有利于历史文化名城环境风貌和古城格局的保护，符合文物保护原则规划的西女地铁一•号线呈东西向展布，横穿城区，西起西郊三桥禎，沿枣园路、人庆 路、莲湖路、西五路、东五路、长乐路至东王纺织城，线路全长20.87km,其中地下线路 长14.28km,地面线0.75km,高架线路5.84km,设车站15座地铁线路慕本沿西安东 西交通主干道行进，沿线地势东高西低，平均坡降约2%“白西而东依次通过渭河支流V皂 河冲洪积平原、黄土梁洼、渭河支流泸河冲积平原三个次级地貌单元规划的西安地恢二号线路全长26.4千米，建成后设车站21座二号线近期建设的是 铁路北客站一韦曲段，其中地下线20. 9公里，全线共设23座午站，其中5座车站分别 与后期建设的具它轨道交通线换远期规划二号线从西安铁路北客站向东北方向延伸至草滩 陈家堡，长度约为6.13千米地铁三号线一期工程西起鱼化寨，经富裕路、科技路、小寨路、西影路、东二环、北二 环东延伸段、东三环转向北，沿规划香北路、欧亚大道、港务西路至国际港务区。

线路长 36.3公里，其中鱼化塞至广运潭人道段线路采用地下线，广运潭人道至国际港务区段线路 采用高架线，地下线长24.4公里，高架线长11.9公里2.2区域地质构造背景西安地处渭河盆地中部的西安断陷区的东南部位，由于拉张作用形成的第四纪西安断陷 盆地中部断裂发育，近E\V向、N E向-N E E向和NW向3组断裂把盆地分割成若干次级地 块,西安地裂即发生在该区内研究区西起三桥，东至滴桥，南起1111江池，北至呼沱寨一丿施 家寨一带地理位置为东经10849'00"〜10949'00",北纬34T2'00"〜3419'30"面积 约288平方km,主要位于西安市区地形东南部高，西部和北部低区内按地貌可分为 东南部黃土嫄，中部黄土梁与河流阶地，西部河流低阶地等3个地形阶梯，由东南向北西 部逐渐降低黄土嫄嫄面平缓，自然冲沟校发育，黄土梁洼相间，地形波状起伏，河流阶地 地势开阔平坦，水系发冇，沟区纵横其小临潼一长安断裂在区内较为活跃，是盆地内部控制西安断裂东部边缘的1条生长 断裂在临潼一长安断层的上盘发育了 11条次一级反倾向的活动断层，统称为西安正断层 组它们相互平行、等距排列在现代地裂活动Z前,隐伏于1〜7m人工填土和耕作层之下。

西安正断层具冇生长的特点，并在300m以上的地层内活动强烈这组止断层及地裂缝对西 安市政建设、工业与民用建筑、地下铁道及其他地下工程冇较严重影响2.3地质构造西安市位于渭河断陷盆地中段南部，西安凹陷的东南隅西安凹陷是渭河断陷盆地中的 沉积中心周边为四条深大断裂带所切围，其东边界为长安一临潼断裂，西为哑柏断裂, 南为秦岭山前断裂，北为消河断裂，凹陷内新生代地层厚逾7000m, K中笫四系地层厚达 500〜1000m区内构造形迹主要表现为隐伏断裂构造，按其走向可分为EW向、NE向和 W向三组，现将与西安市地铁一号线较为密切的断裂构造分述如下：1. 渭河南岸断裂：是渭河断裂的南岸分支，在西安市北郊渭河一级阶地前缘呈隐伏状态通 过，距西安城区约5〜6km,属区域深大断裂，走向东西，北倾，是正断层性质，该断裂与 其它方向断裂交汇部位，历史上曾发生过多次地震，最大震级达6.75级（1568年，草滩）， 近期也有小震发生，如1976年发生在草滩的2.9级地震，表明该断裂带第四纪以来仍有活 动2. 长安一临潼断裂：为隐伏断裂，位于西安市东南部，距城区3〜8km,由间隔约2km 的三条平行正断层组成，产状NE40o-50°E/68o-80°N。

该断裂带为西安凹陷与骊山凸起 的分界线，属区域性深大断裂，新生代以來活动强烈，现今仍冇明显活动迹彖，其活动速度 2~2.4mm/a3. 沪i霸河断裂：为隐伏断裂，经等驾坡、动物园呈北西向横穿东部城区,68北倾， 第四纪活动不明显4. 沢渐河断裂：为隐伏断裂，沿沪河、渝河河谷发育，走向近南北，西倾，第四纪以来 活动不明显5. 西安断层组：属长安一临潼断裂的次级派生断裂，走向北东，南倾，切断了晚更新壯 黄土层底部的古土壤层是西安地裂缝发育的基础，对西安地铁工程影响较大2.4 岩土体工程地质特征与水文地质条件西安市区内没有基岩出露，第四纪松散土层分布鮫广，厚度大，与西安市的地铁丄程建设 冇密切关系，从FI前西安市地铁工程的利川來看，只限于地面以下数十米深的浅部西安地区 地下水主要分为潜水、浅层承压水与深层承压水西安地裂缝主要分布在渭河二级、三级阶 地以及黄土嫄区，二级阶地潜水层为晚更新统冲积含水层，总厚度为20〜30m,水位埋深 5~l()m,水量比较丰富;三级阶地潜水层为中更新统风积冲积含水层，总厚度为2()〜50m, 水位埋深10〜20m从西安地区多年潜水位动态特征图上可以发现西安市城内及近郊基本 上属于潜水位稳定区，由此看來，西安地裂缝的出现和活动与西安地区潜水位变化无关。

因此, 区内潜水对地铁工程建设的影响不人第三章地铁建设中涉及的环境岩土工程问题3.1 地铁建设对古建筑物的影响3.1.1主要古建筑物西安是具有13个历史朝代的著名古都，至今保留下來的古建筑分布较广，因此，西安 城市地铁项目建设对古建筑的影响备受关注西安古建筑以明城墙为代表，以钟鼓楼、人小 雁塔为例，木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要的结构方式西安地铁二号线 南北向穿越西安市的主城区，不可避免地穿越国家级文物保护建筑 西安明城墙及钟楼二号线经过古建筑段原地貌为黄土梁洼区，地层为第川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程地质问题隧道围岩分类为I类① 明城墙：西安明城墙建于明洪武三年至十一年(1370〜1378年)，是在唐长安城的皇 城和元代奉元城的基础上扩建而成的明城墙高12m,底宽16〜18m顶宽12〜14m°据含 光门遗址考占资料，明城墙棊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人、 最完整的古代军事城堡设施。

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，基础为夯筑，内、夕卜层 Z间为不同材料、不同时期的构筑物，整体结构较松散② 钟楼：西安钟楼始建于明洪武十七年仃384年），是一座重檐四如攒尖木结构的建 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,地而至顶高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17m3.1.2 西安地铁二号线对古建筑的影响（1）施工期：西安地铁项目建设在施工期间对古建筑的影响，主要來H于隧道及地下 车站施工引起的地层水环境扰动和山此引起的基础不均匀沉降在隧道及地卜•车站施工前，通过地层任一水平截而，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 工降水引起的地而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牛:不均匀沉 降西安地铁隧道不论以何种方式穿过古建筑棊础均要改变古建筑棊础的原始受力状态，其 中尤以浅埋暗挖法对地层的影响最人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T,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，同时采用盾尾同楼和明城墙段线位处于潜水含水层系统小，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 水位影响鮫小，同时采用盾尾同步注浆、衬砌凹填压浆及地而跟踪注浆等综合措就后，可以 冇效控制地面不产生沉降或仅冇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，应采取相应的措丿施加强对古建筑的保 护2）营运期：西安地铁二号线T程营运期。