论文部分内容阅读
【摘 要】随着城市化进程的加快，地铁成为了大城市公共交通发展的一项重要工程。然而随着隧道的挖掘，施工过程会对沿线建筑造成一定影响。文章结合地铁施工时以及运行后的对既有建筑的危害研究，分析影响因素，总结实际案例，提出防范建议，希望为地铁工程及周边建筑工程的发展提供参考。
【关键词】地铁；已建建筑物；影响；防范
一、前言
我国从1965年开始修建地铁，在近些年成为了公共交通发展最快的建设领域。我国的城市人口越来越密集，地铁建设突飞猛进，各大城市都在着手建造地铁，是缓解人们出行压力，加快城乡结合的一项重要工程。而地铁在解决一系的“城市综合症”的同时，其建造与运行的过程中也会引发相关的一系列问题。
对于既有的建筑物来讲，在城市中进行地铁隧道施工，无论其埋深大小，均将扰动地下岩土体，使其失去原有的平衡状态，而向新的平衡状态转化，在这个过程中地下岩土体及地表面势必发生或大或小的位移及变形。由于地表沉降而导致的变形会对周边及邻近建筑物造成较大的危害，轻则裂开，重则倒塌。对于很多路面塌陷与楼房倾斜的现象在深圳、北京、上海等地都先后出现过。
我国目前尚没有一个完整的地铁开挖引发的建筑损害评价标准，地铁施工引起的地面沉降允许值往往由专家们根据经验规定。而且对于地铁建设过程中对于周边大量、繁杂的建筑物的保护措施，效果都不能做到最好，这样就使如何保护地铁沿线建筑物的安全成为了一项建筑领域的难题。加上地铁在运行的过程中，对周边人们生活的影响也是显而易见的，噪音与振动不仅仅对人们的生活带来了麻烦，还对于一些特殊建筑与精密仪器带来了影响。
二、地铁建设与运行过程中对沿线建筑物造成的影响
1.地铁施工过程中对建筑物安全性的影响
我国城市地铁沿线建筑物受到地铁的影响主要是要了解地铁施工前建筑物的工作状态，同时要研究地铁施工过程中地面沉降控制标准和对建筑物的影响。将影响量化与精确，进而准确的判断建筑物受地体施工而造成的危险程度，以便及时对建筑物进行治理和加固必须注意的是，在受地铁影响的建筑物中，对“周边”的认识的界定是个重点，也就是所谓的评估范围。根据建筑行业多年对地铁施工的影响范围以及建筑物受到的破坏的研究，原则上将隧道中线左右各 30 m 范围内的建筑物定位容易受地铁施工影响的建筑物；对于地铁车站，车站中线左右各 50 m范围内的建筑物定位会受到地铁施工影响的建筑物。对于每一幢建筑物。然而每个地方的土质，建筑物结构与建筑质量不同，还要根据建筑物与地铁结构的位置关系、建筑物基础、抗震性等等各个方面，进行综合的判断，确定该建筑是否属于安全评估范畴。
地铁施工对建筑物安全性的影响包括4部分：一是地基基础，需要对上部结构承载力进行验算及评估；二是结构引起变形、裂缝；三是建筑物沉降；四是建筑物水平位移值。
地铁施工地表沉降的原因主要有以下两点。一是施工降水的影响。因降水导致地层有效应力增加而带来的地层沉降在地铁施工的过程中最为常见。如果地铁结构邻近有风险很大的建筑物，并且降水可能会对建筑物产生较大的影响时，应进行专项降水方案的设计。二是暗挖施工过程的影响，这是地下作业与建筑物影响的常见情况，原因是不了解地上建筑当时的建筑情况与地基情况。
2.地铁运行时的振动对沿线建筑物的影响
地铁随着城市人口的密集一定会成为如公交车一样连接与横穿人口密集区域的公共交通，并且随着城市的发展，变得更加密集。地铁的线路增多，地面沿线势必会横穿住宅、医院、学校、古迹等不同用途与建筑类型的地表建筑，而地铁运行最主要的影响就是振动影响。振动对建筑结构的安全和人们日常生活的影响都是显而易见的，尤其是在地铁线路较多的大城市。如北京地铁驶过建筑地下时，不仅是地下室，较低楼层室内振感明显，并且伴有声响，严重的会发生家具的移位。根据新闻报道，2007年11月北京2号线西直门站轨道旁的壁画广告牌被振落致使列车停运10多分钟。不仅国内有此影响，在国外人口不如中国密集的地区，地铁的震动对人们的生活影响也较为明显，捷克一古教堂也地铁长期振动产生裂缝。然而地铁振动引起的人们办公、睡眠、读书等正常的工作和生活的不适，在长期的振动过程中，会造成很大的影响。振动会使人心烦意乱，睡眠质量下降，严重时更会影响生理和心理健康，当然不同的人对振动的感受是不同的。对于长期处于振动环境中的人容易产生神经上的疾病，对身体造成损伤。
除此之外，地铁对一些工程项目与科研设施也会造成影响，一些精密仪器设备的数据会因为地底的振动引起读数不准。尤其是国家的科研单位往往聚集在北京、上海这样的中心城市，不仅物理实验室精密仪器会受到影响，对城市地质勘测与监控也会造成影响，我国科研人员对地铁对科研仪器的影响已经引起重视，并展开了大量的实验与研究，力求对减小振动取得实际有效的措施，或是建造能够有效减振的特殊建筑，以避开环境振动的影响。
三、对于地铁施工与运行对建筑物影响的对策
1.对地表建筑物加固
一是开挖掌子面进行全断面封闭。二是隧道内超前深孔帷幕注浆。三是在隧道开挖时，严格按照施工方案进行台阶法开挖，及时进行支护并向初期支护背后注浆回填及径向注浆。四是进行地面注浆加固。
2.做好安全监测
普遍采用基于信息处理方式上的安全监测系统，目前最先进的就是云计算监测系统，采用互联网运算的方式，通过互联网提供动态的、易扩展的虚拟化的资源，对施工现场对周边建筑的安全性，进行有效的监测。整个城市的地铁施工要依靠以社会为基础的云服务中心系统将在线安全监测系统与云计算有机结合，搭建起强大的技术支撑平台，将各单一项目监测系统汇总整合，形成地方性或行业性的整体安全监测中心，以方便各级分管单位统一进行监控管理。同时做好报表及告警拓扑、预告警管理、工作报表、数据查询、推送服务、系统管理等工作，保证监测工作的实时性与有效性。 3.地铁运行过程中采用的隔振技术
对于地铁运行带来的振动，现代建筑一般采用对防地震灾害的原理，建筑物可以在地下室顶板上的位置加隔振层与隔振设备。一般作为隔振设备的有钢螺旋圆柱弹簧、钢碟形弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧等等。
钢螺旋圆柱弹簧稳定性高、承载力高、耐久性好，以及对于振动应力计算误差小，组成的隔振体系自振频率较低，一般在2～3Hz，隔振效果较好。但金属材料的内摩擦小造成阻尼很小，需要另加阻尼较大的材料配合组成隔振体系。钢碟形弹簧一般一般应用于冲击设备或者干扰力较大的设备隔振。橡胶弹簧具有很好的弹性与延展性，对于建筑物的不用种类的压力，可以有效的实现多向隔，但耐久性较差。空气弹簧是利用气囊技术，利用气囊的刚度随荷载变化而变化的特点，有效的调整刚度和阻尼值，而且体积小，建筑物的改造中可以见到。
4.做好宏观管理
对于地铁建设项目是国家的重点建设项目，是一个城市公共交通赖以生存百年的大计，因此，从规划到设计，再到可行性分析以致对民众的安抚，都要做到政府把关，有效管理。不允许有较大程度的影响人们正常生活与出行的情况出现，更不允许有寻租与腐败行为。同时，地铁的建设是整个城市都在改变的动作，对于生态与环境的影响也很大，如何保证不毁坏环境，能够及时回复生态与绿地，不破坏水源，也是政府要在宏观层面上考虑的问题。对于工程涉及到的拆迁工作，如何进行说服，如何兼顾民意，需要做大量的工作。
对于地铁工程，如何对沿线的建筑进行加固，还处于技术与策略的研究阶段，而在这个阶段最有效的措施就是做好规划与监测，在不影响人们生活的前提下，对城市进行有长远眼光的规划，力求科学合理，不对人民的人身财产安全构成威胁。
参考文献：
[1] 唐湖北，黄伟，周凌宇. 长沙地铁盾构隧道软土区间施工监测与安全分析[J]. 中外建筑，2013（ 2） ： 101 -102.
[2] 梁希福，徐静涛，常彦荣，等. 地铁施工中的监测技术与安全风险管理[J]. 北京测绘，2009（ 1） ： 53 - 56.
[3] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论【M].合肥：安徽教育出版社，2004.
[4] 印灯平. 地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析[J].铁道勘察，2006，32（ 2） ： 8 -9.
【关键词】地铁；已建建筑物；影响；防范
一、前言
我国从1965年开始修建地铁，在近些年成为了公共交通发展最快的建设领域。我国的城市人口越来越密集，地铁建设突飞猛进，各大城市都在着手建造地铁，是缓解人们出行压力，加快城乡结合的一项重要工程。而地铁在解决一系的“城市综合症”的同时，其建造与运行的过程中也会引发相关的一系列问题。
对于既有的建筑物来讲，在城市中进行地铁隧道施工，无论其埋深大小，均将扰动地下岩土体，使其失去原有的平衡状态，而向新的平衡状态转化，在这个过程中地下岩土体及地表面势必发生或大或小的位移及变形。由于地表沉降而导致的变形会对周边及邻近建筑物造成较大的危害，轻则裂开，重则倒塌。对于很多路面塌陷与楼房倾斜的现象在深圳、北京、上海等地都先后出现过。
我国目前尚没有一个完整的地铁开挖引发的建筑损害评价标准，地铁施工引起的地面沉降允许值往往由专家们根据经验规定。而且对于地铁建设过程中对于周边大量、繁杂的建筑物的保护措施，效果都不能做到最好，这样就使如何保护地铁沿线建筑物的安全成为了一项建筑领域的难题。加上地铁在运行的过程中，对周边人们生活的影响也是显而易见的，噪音与振动不仅仅对人们的生活带来了麻烦，还对于一些特殊建筑与精密仪器带来了影响。
二、地铁建设与运行过程中对沿线建筑物造成的影响
1.地铁施工过程中对建筑物安全性的影响
我国城市地铁沿线建筑物受到地铁的影响主要是要了解地铁施工前建筑物的工作状态，同时要研究地铁施工过程中地面沉降控制标准和对建筑物的影响。将影响量化与精确，进而准确的判断建筑物受地体施工而造成的危险程度，以便及时对建筑物进行治理和加固必须注意的是，在受地铁影响的建筑物中，对“周边”的认识的界定是个重点，也就是所谓的评估范围。根据建筑行业多年对地铁施工的影响范围以及建筑物受到的破坏的研究，原则上将隧道中线左右各 30 m 范围内的建筑物定位容易受地铁施工影响的建筑物；对于地铁车站，车站中线左右各 50 m范围内的建筑物定位会受到地铁施工影响的建筑物。对于每一幢建筑物。然而每个地方的土质，建筑物结构与建筑质量不同，还要根据建筑物与地铁结构的位置关系、建筑物基础、抗震性等等各个方面，进行综合的判断，确定该建筑是否属于安全评估范畴。
地铁施工对建筑物安全性的影响包括4部分：一是地基基础，需要对上部结构承载力进行验算及评估；二是结构引起变形、裂缝；三是建筑物沉降；四是建筑物水平位移值。
地铁施工地表沉降的原因主要有以下两点。一是施工降水的影响。因降水导致地层有效应力增加而带来的地层沉降在地铁施工的过程中最为常见。如果地铁结构邻近有风险很大的建筑物，并且降水可能会对建筑物产生较大的影响时，应进行专项降水方案的设计。二是暗挖施工过程的影响，这是地下作业与建筑物影响的常见情况，原因是不了解地上建筑当时的建筑情况与地基情况。
2.地铁运行时的振动对沿线建筑物的影响
地铁随着城市人口的密集一定会成为如公交车一样连接与横穿人口密集区域的公共交通，并且随着城市的发展，变得更加密集。地铁的线路增多，地面沿线势必会横穿住宅、医院、学校、古迹等不同用途与建筑类型的地表建筑，而地铁运行最主要的影响就是振动影响。振动对建筑结构的安全和人们日常生活的影响都是显而易见的，尤其是在地铁线路较多的大城市。如北京地铁驶过建筑地下时，不仅是地下室，较低楼层室内振感明显，并且伴有声响，严重的会发生家具的移位。根据新闻报道，2007年11月北京2号线西直门站轨道旁的壁画广告牌被振落致使列车停运10多分钟。不仅国内有此影响，在国外人口不如中国密集的地区，地铁的震动对人们的生活影响也较为明显，捷克一古教堂也地铁长期振动产生裂缝。然而地铁振动引起的人们办公、睡眠、读书等正常的工作和生活的不适，在长期的振动过程中，会造成很大的影响。振动会使人心烦意乱，睡眠质量下降，严重时更会影响生理和心理健康，当然不同的人对振动的感受是不同的。对于长期处于振动环境中的人容易产生神经上的疾病，对身体造成损伤。
除此之外，地铁对一些工程项目与科研设施也会造成影响，一些精密仪器设备的数据会因为地底的振动引起读数不准。尤其是国家的科研单位往往聚集在北京、上海这样的中心城市，不仅物理实验室精密仪器会受到影响，对城市地质勘测与监控也会造成影响，我国科研人员对地铁对科研仪器的影响已经引起重视，并展开了大量的实验与研究，力求对减小振动取得实际有效的措施，或是建造能够有效减振的特殊建筑，以避开环境振动的影响。
三、对于地铁施工与运行对建筑物影响的对策
1.对地表建筑物加固
一是开挖掌子面进行全断面封闭。二是隧道内超前深孔帷幕注浆。三是在隧道开挖时，严格按照施工方案进行台阶法开挖，及时进行支护并向初期支护背后注浆回填及径向注浆。四是进行地面注浆加固。
2.做好安全监测
普遍采用基于信息处理方式上的安全监测系统，目前最先进的就是云计算监测系统，采用互联网运算的方式，通过互联网提供动态的、易扩展的虚拟化的资源，对施工现场对周边建筑的安全性，进行有效的监测。整个城市的地铁施工要依靠以社会为基础的云服务中心系统将在线安全监测系统与云计算有机结合，搭建起强大的技术支撑平台，将各单一项目监测系统汇总整合，形成地方性或行业性的整体安全监测中心，以方便各级分管单位统一进行监控管理。同时做好报表及告警拓扑、预告警管理、工作报表、数据查询、推送服务、系统管理等工作，保证监测工作的实时性与有效性。 3.地铁运行过程中采用的隔振技术
对于地铁运行带来的振动，现代建筑一般采用对防地震灾害的原理，建筑物可以在地下室顶板上的位置加隔振层与隔振设备。一般作为隔振设备的有钢螺旋圆柱弹簧、钢碟形弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧等等。
钢螺旋圆柱弹簧稳定性高、承载力高、耐久性好，以及对于振动应力计算误差小，组成的隔振体系自振频率较低，一般在2～3Hz，隔振效果较好。但金属材料的内摩擦小造成阻尼很小，需要另加阻尼较大的材料配合组成隔振体系。钢碟形弹簧一般一般应用于冲击设备或者干扰力较大的设备隔振。橡胶弹簧具有很好的弹性与延展性，对于建筑物的不用种类的压力，可以有效的实现多向隔，但耐久性较差。空气弹簧是利用气囊技术，利用气囊的刚度随荷载变化而变化的特点，有效的调整刚度和阻尼值，而且体积小，建筑物的改造中可以见到。
4.做好宏观管理
对于地铁建设项目是国家的重点建设项目，是一个城市公共交通赖以生存百年的大计，因此，从规划到设计，再到可行性分析以致对民众的安抚，都要做到政府把关，有效管理。不允许有较大程度的影响人们正常生活与出行的情况出现，更不允许有寻租与腐败行为。同时，地铁的建设是整个城市都在改变的动作，对于生态与环境的影响也很大，如何保证不毁坏环境，能够及时回复生态与绿地，不破坏水源，也是政府要在宏观层面上考虑的问题。对于工程涉及到的拆迁工作，如何进行说服，如何兼顾民意，需要做大量的工作。
对于地铁工程，如何对沿线的建筑进行加固，还处于技术与策略的研究阶段，而在这个阶段最有效的措施就是做好规划与监测，在不影响人们生活的前提下，对城市进行有长远眼光的规划，力求科学合理，不对人民的人身财产安全构成威胁。
参考文献：
[1] 唐湖北，黄伟，周凌宇. 长沙地铁盾构隧道软土区间施工监测与安全分析[J]. 中外建筑，2013（ 2） ： 101 -102.
[2] 梁希福，徐静涛，常彦荣，等. 地铁施工中的监测技术与安全风险管理[J]. 北京测绘，2009（ 1） ： 53 - 56.
[3] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论【M].合肥：安徽教育出版社，2004.
[4] 印灯平. 地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析[J].铁道勘察，2006，32（ 2） ： 8 -9.