文章编号:1009-6825(2004) 08-0130-02
城市地下工程施工对环境的影响
李名淦
摘 要:介绍了城市地下工程的施工方法, 就城市地下工程施工对环境的影响问题, 从地表的移动、变形, 对地下水及周
边建筑物的影响等方面进行了分析, 指出地下空间有效地缓解了城市的用地紧张, 应对其进行合理有效的利用。
关键词:地下工程, 环境影响, 施工技术
中图分类号:T U 94+1文献标识码:A
法、盖挖法、盾构法、沉管法、冷冻法等施工技术, 这些技术的研究
与应用有的已达到国际先进水平。引言随着城市人口密度的不断增加, 我国许多大城市都面临或即
将面临人口膨胀、交通拥挤、城市地面用地紧张等一系列问题, 合
理开发利用地下空间是一条非常有效的解决途径。
城市地下工程在城市空地、道路或建筑物底部地层内开挖修
筑, 其施工复杂、困难, 且对城市地面环境及周围建筑物产生很大
影响。选用经济合理的地下工程施工方法, 并分析其对周围城市
环境的影响, 对不利影响采取有效的控制措施, 是城市地下空间
开发利用中需要研究的重要问题。2 城市地下工程施工的环境影响环境是指围绕着人群的空间, 及其该空间中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。城市地下工程施工同样存在与其周围环境的相互影响。城市地下工程的环境主要指周围的岩土体、临近的建筑物、地下水、附近的居民生活等。地下工程施工引起的环境影响主要包括:施工对周围岩土体的扰动, 引起岩土体变形, 可能影响地表建筑和已有的管线设施; 施工
引起地下水水位、水质的变化; 还有施工产生的振动、噪声等对周
边环境的影响等。1 城市地下工程施工技术城市地下工程施工是在地下岩土体内部进行, 因此, 其施工
与地面建筑物的施工有很大的不同, 地下工程的施工主要有以下
特性:隐蔽性大; 作业的循环性强; 作业空间有限; 作业的综合性
高; 施工是动态的, 施工过程的力学状态是变化的, 围岩的物理力
学性质也是变化的; 作业环境恶劣; 作业的危险性大。
城市地下工程成败的关键是施工问题, 施工方法的选择应根
据工程性质、规模、土岩层条件、环境条件、施工设备、工期要求等
要素, 经技术、经济比较后确定。应选用安全适用、技术上可行、
经济上合理的施工方法。我国地下工程先后采用了明挖法、暗挖
力, 而要通过加载来测试, 方法是:如果执行元件是油缸, 需将油
缸伸出或缩回端头, 使系统升压后再测试, 如果执行元件是马达,
需将马达施以制动, 然后通过换向阀给马达供油, 系统升压后再
测试, 如果测得系统的压力不足, 就要考虑是泵或是执行元件或
阀类引起的。对此, 已有不少成熟的检测方法, 这里介绍一种如
何配合使用流量仪表诊断某条管路上是否有泄漏的方法, 其做法
是将流量仪表串入管路中, 流量仪表的进口接管路的出口, 流量
仪表的出口接油箱, 给系统加载, 测定系统在规定转速和压力时
的流量值, 根据测量结果进行判断, 如果该流量正常, 则说明被测
试的管路没有泄漏。反之, 则有泄漏。一段测完再往下找, 直到
找出故障为止。用此方法可以找出液压泵、阀、马达、油缸和回转
接头是否有泄漏。2. 1 地下工程施工引起的地表移动与变形地下工程施工是在岩土体内部进行, 无论其埋深大小, 施工不可避免地对岩土体产生扰动, 使其失去原有的平衡状态, 而向新的平衡状态转化, 地下工程在开挖过程由于地层物质被挖出, 自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力将发生调整, 宏观表现为岩土体移动与变形, 把因开挖形成应力调整涉及有明显位移的地层范围称为施工影响范围, 对于埋深较浅的地下工程, 这一范围波及到地表, 引起地表沉降和变形, 形成施工沉降槽。施2. 5 对换法:用对换法进行故障诊断, 是将本机上不易解体, 但容易整体拆卸的部分(如小型油泵、马达等) 装到同型号机械上去进行操纵检查, 这种方法主要用于进口机械上的比较精密不宜解体的元件或组件的检查。以上综述了用简单初级、仪器检查及对换法进行故障诊断。但在实际中, 筑路机械出现的故障是复杂多变的, 故障诊断虽然比较困难, 但并不是不可为的, 经过努力完全可以实现。诊断应该从两方面努力, 一是维修人员必须具备机、电、液等多方面的专业知识, 配备一定数量的检测设备, 不断在实践中总结经验教训, 提高故障检测诊断水平。二是要建立严格的机械使用管理制度, 提高操纵人员的使用和保养水平, 减少液压系统的故障, 从而保证设备的完好率。
Faults diagnosis of hydraulic system in road machines
LIANG We-i jing
(Shanx i T echnology Communication School , T aigu 030800, China)
Abstract:Combined w ith practice in this paper breakdown features of dr ive system in hydraulic machinery are introduced as well as pr actical faults diag nosis method and removal measures in order to ensure failur e -free operation o f machinery.
Key words:ro ad machine, hy draulic system, faults diagnosis
收稿日期:2004-02-25
作者简介:李名淦(1979-) , 男, 北京交通大学在读硕士研究生, 北京 100044
工沉降槽可能严重影响地面沉降和塌陷, 从而导致道路路面破
损、地下已有管道破坏以及建筑物、构筑物的损坏, 这些问题严重
影响人民生命财产安全及工程的建设, 并造成严重的经济损失和
社会影响, 因此, 城市中进行地下工程施工时, 要与保护城市中有
历史意义和经济、社会意义的设施协调起来, 根据地表保护的要
求, 采取有效措施来减小变形, 以使地表房屋、道路、管线等不致
造成损害, 生态环境不致恶化。
影响地表移动和变形的因素很多, 地表移动和变形的大小不
仅与地下工程的埋深、断面尺寸和施工方法、支护方式有关, 而且
受地层条件的影响。由于人们环保意识的不断增强, 对于城市市
区内地下工程施工引起的地表移动与变形及其对周围环境影响
预计显得更加必要。人们对于地表移动和变形预计采用了很多
方法, 主要有现场实测、理论分析和模型试验方法等。平变形损害等形式。2. 3 地下工程施工对地下水的影响地下水是指在地面下的岩土体中, 水位以下存在的水。地下水作为岩土体赋存环境因素之一, 影响着岩土体的变形和破坏, 影响着地下工程的稳定性和周围建筑设施的安全。地下水的存在方式主要有两种, 一种为吸着水或称约束水; 另一种为重力水或称自由水。地下水是一种重要的地质应力, 它与岩土体之间的相互作用, 一方面改变着岩土体的物理、化学及力学性质, 另一方面也改变着地下水自身的物理、力学性质及化学组份。地下工程施工常需要采用水泵将施工区的地下水位降低, 以疏干工作面, 改变着施工区周围的地下水的分布。同时岩土体的变形对地下水也产生影响。岩土体是地下水渗流的介质, 岩土体的空隙结构限定地下水的活动场所和运行途径, 控制着地
下水的补给、径流和排泄条件。岩土体处于一定的地质环境中,
存在着地应力、地下水及温度等。岩土体中地应力的改变(因地
下工程施工作用) 引起岩土体结构的变化, 从而影响岩土体的渗
流特性(改变了岩土体的渗透性、渗流边界条件以及渗透压力) 。
岩土体中温度场的改变也引起地下水流速和渗透压力的改变。
地下水与岩土体同处于地质环境中, 在时间和空间域内发生
相互的改造作用, 使地质环境经受着不断地调整状态, 当这种调
节处于极限状态时, 地质灾害将会发生。2. 2 地下工程施工对临近建筑物和管线的影响随着城市建设的发展, 城市地下工程的修建日益增多, 在市区修筑地下工程, 尤其是在地面建筑设施密集、地下管线复杂的城市中心地区, 施工开挖引起的地面沉降将有可能危及周围地面建筑设施、道路和地下管线的安全, 以及对地表植被产生不利影响, 有时还会直接影响到城市建设规划。面对越来越多的市政地下工程建设的发展趋势, 如何在开挖过程中防止坍塌并有效控制开挖引起的地面沉陷, 以保护工程沿线建筑物和地下管线的安
全, 已成为城市地下工程必须解决的一项重要课题。
下面简要分析地下工程施工引起的地表移动与变形对临近
建筑物和管线的影响。2. 4 地下工程施工引起的其他环境影响地下工程施工除了上述的环境影响外, 还有施工中施工机械的振动、噪声, 施工产生的粉尘等对附近居民生活的不利影响。
工程施工中也要对这些环境影响进行预计, 并采取各种有效措施
把这些影响降到最小程度。2. 2. 1 地表移动与变形对建筑物的影响。地下工程开挖施工中伴随着地层应力状态的改变和调整, 因而相应地引起地层及地
表位移和变形。这种位移和变形与土的自重以及附加应力作用
引起的土的固结沉降在沉降速度和空间分布上有着不同的特点。
通常, 工程施工可以在一段较短的时间内引起较大的位移, 而这
种快速变形对于建筑物的危害性可能更大。地下工程施工引起
的地表沉降和变形对建筑物的影响因素很多。除地层特征以外,
建筑物遭受损害的程度与建筑物的基础及结构形式、建筑物所处
的位置以及地表的变形性质和大小有关。3 结语进入21世纪, 开发利用城市地下空间势在必行。开发利用城市地下空间是节约土地资源的有效途径; 在大中城市修建地下铁道是解决交通拥挤的根本出路; 在大城市修建地下停车库是解决/停车难0的重要措施; 修建地下机动车道路是解决大城市交通拥挤的新途径。总之, 21世纪城市地下工程将迎来快速发展时
期, 与此同时, 地下工程施工技术将不断得到发展, 对其施工中的
环境影响的认识也将不断加深。
参考文献:
[1]陶龙光, 巴肇伦. 城市地下工程[M]. 北京:科学出版社, 2002.
[2]崔玖江. 隧道与地下工程施工技术现状及问题对策[J]. 施工
技术, 2001, 30(1) :3-6.
[3]刘维宁, 张 弥, 邝 明. 城市地下工程环境影响的控制理论
及其应用[J].土木工程学报, 1997, 30(5) :66-75. 2. 2. 2 地表移动与变形对管线的影响。地下管线可分为刚性管线和柔性管线。通常, 刚性管道在土体移动不大时可正常使用, 土体移动幅度超过一定限度时则发生断裂破坏。对于柔性管道, 受力后接头可产生近于自由转动的角度, 接头转动的角度及管节中的应力小于允许值时, 管道可正常使用, 否则也将产生断裂或泄漏, 影响使用。地下工程施工所引起的地表移动与变形对管线的损害与建
筑物基本类似, 主要表现为地表倾斜损害、地表曲率损害、地表水
Construction technology of underground works
in urban and its influences on environment
LI Ming -gan
(Resear ch I nstitute of T unneling &Underground wor ks, Beij ing Jiaotong Univer sity , Beij ing 100044, China)
Abstract:T he effective utilization of underground space r eleases the short ag e of ur ban land. In this paper the construction methods of under -gr ound wor ks are introduced. As regards the envir onmental issues induced by under ground wor ks analysis i s carr ied out according to the influ -ences from sur face mov ement and deformation, groundwater, surrounding buildings and other aspects.
Key words:under ground w orks, env ironmental impact, constr uction technology
文章编号:1009-6825(2004) 08-0130-02
城市地下工程施工对环境的影响
李名淦
摘 要:介绍了城市地下工程的施工方法, 就城市地下工程施工对环境的影响问题, 从地表的移动、变形, 对地下水及周
边建筑物的影响等方面进行了分析, 指出地下空间有效地缓解了城市的用地紧张, 应对其进行合理有效的利用。
关键词:地下工程, 环境影响, 施工技术
中图分类号:T U 94+1文献标识码:A
法、盖挖法、盾构法、沉管法、冷冻法等施工技术, 这些技术的研究
与应用有的已达到国际先进水平。引言随着城市人口密度的不断增加, 我国许多大城市都面临或即
将面临人口膨胀、交通拥挤、城市地面用地紧张等一系列问题, 合
理开发利用地下空间是一条非常有效的解决途径。
城市地下工程在城市空地、道路或建筑物底部地层内开挖修
筑, 其施工复杂、困难, 且对城市地面环境及周围建筑物产生很大
影响。选用经济合理的地下工程施工方法, 并分析其对周围城市
环境的影响, 对不利影响采取有效的控制措施, 是城市地下空间
开发利用中需要研究的重要问题。2 城市地下工程施工的环境影响环境是指围绕着人群的空间, 及其该空间中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。城市地下工程施工同样存在与其周围环境的相互影响。城市地下工程的环境主要指周围的岩土体、临近的建筑物、地下水、附近的居民生活等。地下工程施工引起的环境影响主要包括:施工对周围岩土体的扰动, 引起岩土体变形, 可能影响地表建筑和已有的管线设施; 施工
引起地下水水位、水质的变化; 还有施工产生的振动、噪声等对周
边环境的影响等。1 城市地下工程施工技术城市地下工程施工是在地下岩土体内部进行, 因此, 其施工
与地面建筑物的施工有很大的不同, 地下工程的施工主要有以下
特性:隐蔽性大; 作业的循环性强; 作业空间有限; 作业的综合性
高; 施工是动态的, 施工过程的力学状态是变化的, 围岩的物理力
学性质也是变化的; 作业环境恶劣; 作业的危险性大。
城市地下工程成败的关键是施工问题, 施工方法的选择应根
据工程性质、规模、土岩层条件、环境条件、施工设备、工期要求等
要素, 经技术、经济比较后确定。应选用安全适用、技术上可行、
经济上合理的施工方法。我国地下工程先后采用了明挖法、暗挖
力, 而要通过加载来测试, 方法是:如果执行元件是油缸, 需将油
缸伸出或缩回端头, 使系统升压后再测试, 如果执行元件是马达,
需将马达施以制动, 然后通过换向阀给马达供油, 系统升压后再
测试, 如果测得系统的压力不足, 就要考虑是泵或是执行元件或
阀类引起的。对此, 已有不少成熟的检测方法, 这里介绍一种如
何配合使用流量仪表诊断某条管路上是否有泄漏的方法, 其做法
是将流量仪表串入管路中, 流量仪表的进口接管路的出口, 流量
仪表的出口接油箱, 给系统加载, 测定系统在规定转速和压力时
的流量值, 根据测量结果进行判断, 如果该流量正常, 则说明被测
试的管路没有泄漏。反之, 则有泄漏。一段测完再往下找, 直到
找出故障为止。用此方法可以找出液压泵、阀、马达、油缸和回转
接头是否有泄漏。2. 1 地下工程施工引起的地表移动与变形地下工程施工是在岩土体内部进行, 无论其埋深大小, 施工不可避免地对岩土体产生扰动, 使其失去原有的平衡状态, 而向新的平衡状态转化, 地下工程在开挖过程由于地层物质被挖出, 自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力将发生调整, 宏观表现为岩土体移动与变形, 把因开挖形成应力调整涉及有明显位移的地层范围称为施工影响范围, 对于埋深较浅的地下工程, 这一范围波及到地表, 引起地表沉降和变形, 形成施工沉降槽。施2. 5 对换法:用对换法进行故障诊断, 是将本机上不易解体, 但容易整体拆卸的部分(如小型油泵、马达等) 装到同型号机械上去进行操纵检查, 这种方法主要用于进口机械上的比较精密不宜解体的元件或组件的检查。以上综述了用简单初级、仪器检查及对换法进行故障诊断。但在实际中, 筑路机械出现的故障是复杂多变的, 故障诊断虽然比较困难, 但并不是不可为的, 经过努力完全可以实现。诊断应该从两方面努力, 一是维修人员必须具备机、电、液等多方面的专业知识, 配备一定数量的检测设备, 不断在实践中总结经验教训, 提高故障检测诊断水平。二是要建立严格的机械使用管理制度, 提高操纵人员的使用和保养水平, 减少液压系统的故障, 从而保证设备的完好率。
Faults diagnosis of hydraulic system in road machines
LIANG We-i jing
(Shanx i T echnology Communication School , T aigu 030800, China)
Abstract:Combined w ith practice in this paper breakdown features of dr ive system in hydraulic machinery are introduced as well as pr actical faults diag nosis method and removal measures in order to ensure failur e -free operation o f machinery.
Key words:ro ad machine, hy draulic system, faults diagnosis
收稿日期:2004-02-25
作者简介:李名淦(1979-) , 男, 北京交通大学在读硕士研究生, 北京 100044
工沉降槽可能严重影响地面沉降和塌陷, 从而导致道路路面破
损、地下已有管道破坏以及建筑物、构筑物的损坏, 这些问题严重
影响人民生命财产安全及工程的建设, 并造成严重的经济损失和
社会影响, 因此, 城市中进行地下工程施工时, 要与保护城市中有
历史意义和经济、社会意义的设施协调起来, 根据地表保护的要
求, 采取有效措施来减小变形, 以使地表房屋、道路、管线等不致
造成损害, 生态环境不致恶化。
影响地表移动和变形的因素很多, 地表移动和变形的大小不
仅与地下工程的埋深、断面尺寸和施工方法、支护方式有关, 而且
受地层条件的影响。由于人们环保意识的不断增强, 对于城市市
区内地下工程施工引起的地表移动与变形及其对周围环境影响
预计显得更加必要。人们对于地表移动和变形预计采用了很多
方法, 主要有现场实测、理论分析和模型试验方法等。平变形损害等形式。2. 3 地下工程施工对地下水的影响地下水是指在地面下的岩土体中, 水位以下存在的水。地下水作为岩土体赋存环境因素之一, 影响着岩土体的变形和破坏, 影响着地下工程的稳定性和周围建筑设施的安全。地下水的存在方式主要有两种, 一种为吸着水或称约束水; 另一种为重力水或称自由水。地下水是一种重要的地质应力, 它与岩土体之间的相互作用, 一方面改变着岩土体的物理、化学及力学性质, 另一方面也改变着地下水自身的物理、力学性质及化学组份。地下工程施工常需要采用水泵将施工区的地下水位降低, 以疏干工作面, 改变着施工区周围的地下水的分布。同时岩土体的变形对地下水也产生影响。岩土体是地下水渗流的介质, 岩土体的空隙结构限定地下水的活动场所和运行途径, 控制着地
下水的补给、径流和排泄条件。岩土体处于一定的地质环境中,
存在着地应力、地下水及温度等。岩土体中地应力的改变(因地
下工程施工作用) 引起岩土体结构的变化, 从而影响岩土体的渗
流特性(改变了岩土体的渗透性、渗流边界条件以及渗透压力) 。
岩土体中温度场的改变也引起地下水流速和渗透压力的改变。
地下水与岩土体同处于地质环境中, 在时间和空间域内发生
相互的改造作用, 使地质环境经受着不断地调整状态, 当这种调
节处于极限状态时, 地质灾害将会发生。2. 2 地下工程施工对临近建筑物和管线的影响随着城市建设的发展, 城市地下工程的修建日益增多, 在市区修筑地下工程, 尤其是在地面建筑设施密集、地下管线复杂的城市中心地区, 施工开挖引起的地面沉降将有可能危及周围地面建筑设施、道路和地下管线的安全, 以及对地表植被产生不利影响, 有时还会直接影响到城市建设规划。面对越来越多的市政地下工程建设的发展趋势, 如何在开挖过程中防止坍塌并有效控制开挖引起的地面沉陷, 以保护工程沿线建筑物和地下管线的安
全, 已成为城市地下工程必须解决的一项重要课题。
下面简要分析地下工程施工引起的地表移动与变形对临近
建筑物和管线的影响。2. 4 地下工程施工引起的其他环境影响地下工程施工除了上述的环境影响外, 还有施工中施工机械的振动、噪声, 施工产生的粉尘等对附近居民生活的不利影响。
工程施工中也要对这些环境影响进行预计, 并采取各种有效措施
把这些影响降到最小程度。2. 2. 1 地表移动与变形对建筑物的影响。地下工程开挖施工中伴随着地层应力状态的改变和调整, 因而相应地引起地层及地
表位移和变形。这种位移和变形与土的自重以及附加应力作用
引起的土的固结沉降在沉降速度和空间分布上有着不同的特点。
通常, 工程施工可以在一段较短的时间内引起较大的位移, 而这
种快速变形对于建筑物的危害性可能更大。地下工程施工引起
的地表沉降和变形对建筑物的影响因素很多。除地层特征以外,
建筑物遭受损害的程度与建筑物的基础及结构形式、建筑物所处
的位置以及地表的变形性质和大小有关。3 结语进入21世纪, 开发利用城市地下空间势在必行。开发利用城市地下空间是节约土地资源的有效途径; 在大中城市修建地下铁道是解决交通拥挤的根本出路; 在大城市修建地下停车库是解决/停车难0的重要措施; 修建地下机动车道路是解决大城市交通拥挤的新途径。总之, 21世纪城市地下工程将迎来快速发展时
期, 与此同时, 地下工程施工技术将不断得到发展, 对其施工中的
环境影响的认识也将不断加深。
参考文献:
[1]陶龙光, 巴肇伦. 城市地下工程[M]. 北京:科学出版社, 2002.
[2]崔玖江. 隧道与地下工程施工技术现状及问题对策[J]. 施工
技术, 2001, 30(1) :3-6.
[3]刘维宁, 张 弥, 邝 明. 城市地下工程环境影响的控制理论
及其应用[J].土木工程学报, 1997, 30(5) :66-75. 2. 2. 2 地表移动与变形对管线的影响。地下管线可分为刚性管线和柔性管线。通常, 刚性管道在土体移动不大时可正常使用, 土体移动幅度超过一定限度时则发生断裂破坏。对于柔性管道, 受力后接头可产生近于自由转动的角度, 接头转动的角度及管节中的应力小于允许值时, 管道可正常使用, 否则也将产生断裂或泄漏, 影响使用。地下工程施工所引起的地表移动与变形对管线的损害与建
筑物基本类似, 主要表现为地表倾斜损害、地表曲率损害、地表水
Construction technology of underground works
in urban and its influences on environment
LI Ming -gan
(Resear ch I nstitute of T unneling &Underground wor ks, Beij ing Jiaotong Univer sity , Beij ing 100044, China)
Abstract:T he effective utilization of underground space r eleases the short ag e of ur ban land. In this paper the construction methods of under -gr ound wor ks are introduced. As regards the envir onmental issues induced by under ground wor ks analysis i s carr ied out according to the influ -ences from sur face mov ement and deformation, groundwater, surrounding buildings and other aspects.
Key words:under ground w orks, env ironmental impact, constr uction technology