西安城市地下空间分析.doc

本科毕业设计论文题目：西安城市地下空间开发利用研究不良地质条件的影响院、 系： 建工系 学科专业： 土木工程 学 生： 学 号： 指导教师： 2008年 6月6 西安工业大学学士学位论文 西安城市地下空间开发利用研究不良地质条件的影响摘 要在城市化快速发展过程中，城市规模不断扩大并向高度密集化发展。然而，城市的快速集聚发展导致城市拥挤、环境恶化等一系列城市问题出现。在经济、科学技术水平大大提高的前提下，人们通过开发利用地下空间缓解这一矛盾，寻求合理的城市空间利用模式，以营造舒适的城市环境，使城市得以持续发展。国外地下空间发展较快，特别是国外地下空间的开发利用从大型建筑物向地下的自然延伸发展到复杂的地下综合体（地下街）再到地下城（与地下快速轨道交通系统相结合的地下街系统），地下建筑在旧城的改造再开发中发挥了重要作用。国外在发展城市交通中重点是建设地铁，在北美、西欧及日本出现了相当数量的大型地下公共建筑：有公共图书馆和大学图书馆、会议中心、展览中心以及体育馆、音乐厅、大型实验室等地下文化体育教育设施。地下建筑的内部空间环境质量，防灾措施以及运营管理都达到了较高的水平；国内地下空间发展较晚，70年代，我国修建了大量地下人防工程，其中相当一部分目前已得到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库，上海建成黄浦江上游引水隧道一期工程，日引用量达230万t，社会效益十分显著，对此应该加快对城市地下空间的建设。西安在地下空间开发过程中遇到了大量地质问题，在很大程度上限制了其发展。西安在城市建设中遇到的一些问题，比如城市建筑面积相对不足、城市交通拥挤等一系列问题，我们可以通过开发西安城市地下空间来解决，可以通过修建地铁来缓解日益严重的交通拥挤问题，可以将一些娱乐设施和防灾设施建在地下等，地下空间具有天然的优越性，建筑物设在地下更加安全可靠，防灾性能更好，可节约土地，但是西安特殊的地理环境和地质条件影响着地下空间的发展，因此应了解西安特殊的地质条件，选择合适的施工方法，可借鉴国内外先进的经验和理论，对此问题加以研究，以促进西安市城市地下空间地开发利用。西安的不良地质影响着城市地下工程的发展，西安地处黄土高原，主要的不良地质对西安城市地下空间的影响包括：地下水对西安地下空间的影响，地面沉降对地下空间的影响，滑坡对地下空间的影响和地裂缝对地下空间的影响。西安是国内受地裂灾害最严重的城市之一，西安地裂缝目前己发现13条，均分布在黄土梁洼地貌范围内，面积约150平方千米，西安地裂缝致灾机制的本质是由于地裂缝的活动，作为人类工程物附存基础的地质体发生局部破裂，产生断错，由于地裂缝的作用,经常造成通过地裂缝地区的排水管道被破坏，同时地裂缝对西安正在修建的地铁项目也产生了很大的影响，特别是威胁着地铁的防水性能，根据西安地裂缝变化特点,可以提出西安地铁区间隧道通过地裂缝带的结构、防水、道床及线路设计的初步方案和地裂缝处理施工方法。对此提出了两种方法。 西安地区发生滑坡次数较多，滑坡对西安地铁具有一定的影响，为了避免修建地铁时开挖对滑坡体产生的扰动，线路多以隧道形式通过滑坡。目前，相当数量的滑坡隧道(指修建于滑坡中的隧道)存在着不同程度的病害，如隧道整体移动。目前很多隧道工程中正是由于上述原因，导致了已经修筑完成的隧道发生变形以及衬砌开裂等。地面沉降是西安主要地质灾害之一，西安地面沉降是在特殊地质环境条件下发生的。它与构造运动形成的地裂缝和承压水开采漏斗范围基本一致。地裂缝有规律的分布限制了地面沉降的水平发展，而地裂缝两侧不均匀地面沉降又加剧了地裂缝的活动强度，造成了严重的危害。地面沉降主要是由抽汲地下水引起的。但较高的沉降速率与地裂缝活动有着直接关系。地下水对西安地下工程的影响，西安地下水位埋深一般在7.3-16.6m之间。按照设计,地铁大部分埋置在地下水位以下。由于市内不宜大量抽排地下水,必须采用全封闭的防水方式,隧道防渗漏的难度较大，西安地铁所穿过的地层属第四纪松散地层，地下水位埋深较高，地层自稳能力很差。为了防止隧道开挖过程中坍塌和控制地表的过量下沉，保护地下管线的正常使用，确保施工安全，地铁建设在施工过程中采取了大管棚护顶、小导管注浆、降水、等多种辅助施工技术。西安地质条件较为复杂，对地下设施产生了一定的影响，但可以采取一定的措施降低不良地质对地下空间的影响。关键词：地下空间；地质灾害;滑坡AbstractIn the process of rapid urbanization ,city have been expanding and will be highly intensive .However, the city rapid development lead to a series of city problem such as city crowed, environment degradation. In the promise of the economic and technological development, people alleviate the contradiction through making use of the underground. We can seek a reasonable using pattern of city to comfort our city environment and let our city sustained development.The underground space has been developed well in the foreign country. Especially the development of the underground has changed from the underground passage to the underground city-the system of the underground passage connected with the system of the transport .The hypogeal has made a deference on the chance of the old city. The key of the transport is subway in the foreign country. There are many big hypogeal in Japan, northern American and western Europe. There are library, conference center, exhibition center, stadium and concert hall. The underground space has developed very late in China. In the 70s,it made a lot of civil air defend shelter most of which has been changed into underground street, underground market, underground factory and basement. The Huangpu jiang upriver watercourse (phase I) has been built in shanghai. The usage has added into 23,000,000 ton every day. The profit of the society is significant. So The process of underground development should be accelerated.We met a lot of geological problem to limit our process of development while we develop the xian underground. It meets a lot of problem to build the xian city. A series of problem happen, such as insufficient of the area of the building and heavy traffic. We can develop the underground to solve the problem. Through building the subway, we can relive the heavy traffic. We may let the amusement facility and disaster prevention build in the underground. Underground space has a lot of benefit. Building in the underground can be more safe, a notable characterization of the disaster prevention and saving the land. But, it is an influence on the development of the xian underground that an especial geographic environment. So we should know about the xian geographic environment and choose an appropriate way. We should learn about the advanced theory and experience at home and abroad. We study the problem to prompt the development.It is an influence on the development that the bad geographic. Xian are located on the Loess plateau. The bad geographic environment contains the influence of the underwater, the influence of the land subsidence, the influence of the landslide and the influence of the crack.Xian is one of the most effected cities by the crack. There are 13 cracks just now. They are distributed in the loess plateau. The area of the land is about 150m2, the nature of the xian crack leading to the disaster is an action of the crack. As the geology of the foundation, it happens to split. Because of the action of the crack, there are always leading to the breakage of the water pipe. The crack has an influence on the subway, especially intimidate the resistance of the water. As for the change of the crack, we can put forward the preliminary scheme of the subway which go through the crack and the method to deal with the crack. There are many accidents of the coast which have influence on the xian subway. For avoiding the disturbance of the coast, we should take some measure to cut down the influence on the subway. Now there are many tunnels that happen to the disaster. For example the tunnel moves in the some direction. Now there are many lines of the tunnel splitting and distortion because of the above reason. Land subsidence is one of the xian geographic environment. It happens in the special geographic environment. The land subsistence is caused by pumping the groundwater. The arrangement of the crack limits the development of the land subsidence. But the irregular land subsistence work up the action of the crack. It leads to the danger. The thesis contains the influence of the groundwater. The groundwater level is between 7.3m and 16.6m. According to the program, the subway lies under the groundwater. Because it is not suitable to pump the groundwater largely, it should take the completely closed way to avoid the water into the tunnel. The way of the waterproof of the tunnel is very difficulty.The strata which tunnel gets through is the fourth strata. The groundwater level is deep. The self-stable of the strata is very bad. The process of construction takes many construction skills such as precipitation, for protection of the ground pipe and controlling the land subsided quickly. The geotechnical environment is complicated. It has a influence on the ground space. But we can take some measure to lessen the influence.Key Word: Underground ; Geological disaster; land sliding 目 录中文摘要(1)英文摘要(3)前言(1)1 国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势 (2) 1.1国外地下空间开发利用发展趋势分析 (2) 1.2国内地下空间的开发现状 (3)2 西安的地质条件(6)2.1西安特殊地质环境特点. (6)2.1.1地形地貌特征 (7)2.1.2地层岩性特征 (7)2.1.3水文地质条件 (8)2.2西安地裂缝 (8)2.2.1西安市区地裂缝发展规模(8)2.2.2西安地裂缝构造成因 (11)2.2.3西安地裂缝致灾机制 (12)3 不良地质对西安城市地下工程的影响 (13)3.1地裂缝对西安城市地下工程的影响 (13)3.1.1西安地裂缝对城市地下管道的影响 (13)3.1.2地裂缝处排水管道的处理办法 (14)3.1.3地裂缝对燃气管道的影响 (16)3.1.4地裂缝对西安地铁的影响(17) 3.2滑坡对西安地下工程的影响 (19)3.2.1西安地区滑坡分布(19)3.2.2西安地区滑坡的滑动规律及特点(20)3.2.3滑坡对西安地铁的影响(21)3.3西安地面沉降 (22)3.3.1地面沉降特征及其概况 (22)3.3.2地面沉降的形成机制 (23)3.3.3地面沉降的危害 (23)3.4地下水对西安地铁的影响（24）3.4.1西安地铁施工对地下水的控制方法（24）3.4.2西安地铁的防水措施（25）致谢 (27)参考文献 (28） 前言 17西安城市地下空间开发利用研究不良地质条件的影响前言当今世界,城市化程度的不断提高和新城市的不断增加,是各个国家发展的必然趋势,是人类社会发展的必然结果。然而,随着城市的快速发展,工业进程的加快和人们大规模地进行城市建设,在给人类创造文明和辉煌的同时,也人为引发了一系列地质灾害问题,如地面沉降灾害、地面塌陷灾害、滑坡和崩塌灾害、水和岩(土) 污染灾害和废弃垃圾灾害等等。人类工程活动作为一种强大的营力,不仅正在日益强烈地改变着和破坏着地壳表层地质环境及其演化规律和演化速率,而且还经常触发和诱发大量的人为地质灾害,这不仅严重阻碍了城市建设和发展的进程,而且给人类带来了巨大的经济损失和极大的安全隐患。因此,减轻和防治地质灾害是当前一项非常重要的任务。西安在地下空间开发过程中遇到了大量地质问题，在很大程度上限制了其发展。西安在城市建设中遇到的一些问题，比如城市建筑面积相对不足、城市交通拥挤等一系列问题，我们可以通过开发西安城市地下空间来解决，可以通过修建地铁来缓解日益严重的交通拥挤问题，可以将一些娱乐设施和防灾设施建在地下等，地下空间具有天然的优越性，建筑物设在地下更加安全可靠，防灾性能更好，可节约土地，但是西安特殊的地理环境和地质条件影响着地下空间的发展，因此应了解西安特殊的地质条件，选择合适的施工方法，可借鉴国内外先进的经验和理论，对此问题加以研究，以促进西安市城市地下空间地开发利用。西安在地下空间开发过程中遇到了大量地质问题，在很大程度上限制了其发展。应借鉴国内外先进的经验和理论，对此问题加以研究，以促进西安市城市地下空间地开发利用。 第一章 国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势 西安的不良地质影响着城市地下工程的发展，西安地处黄土高原，主要的不良地质对西安城市地下空间的影响包括：地下水对西安地下空间的影响，地面沉降对地下空间的影响，滑坡对地下空间的影响和地裂缝对地下空间的影响。1 国内外城市地下空间开发利用现状及发展趋势1.1国外地下空间开发利用发展趋势分析从1863年英国伦敦建成世界上第一条地铁开始，国外地下空间的发展已经历了相当长的一段时间，国外地下空间的开发利用从大型建筑物向地下的自然延伸发展到复杂的地下综合体（地下街）再到地下城（与地下快速轨道交通系统相结合的地下街系统），地下建筑在旧城的改造再开发中发挥了重要作用。同时地下市政设施也从地下供、排水管网发展到地下大型供水系统，地下大型能源供应系统，地下大型排水及污水处理系统，地下生活垃圾的清除、处理和回收系统，以及地下综合管线廊道（共同沟）。与旧城改造及历史文化建筑扩建相随，在北美、西欧及日本出现了相当数量的大型地下公共建筑：有公共图书馆和大学图书馆、会议中心、展览中心以及体育馆、音乐厅、大型实验室等地下文化体育教育设施。地下建筑的内部空间环境质量，防灾措施以及运营管理都达到了较高的水平。地下空间利用规划从专项规划入手，逐步形成系统的规划。其中以地铁规划和市政基础设施规划最为突出。一些地下空间利用较早和较为充分的国家，如北欧的芬兰、瑞典、挪威和日本、加拿大等，正从城市中某个区域的综合规划走向整个城市和某些系统的综合规划。各个国家的地下空间开发利用在其发展过程中形成了各自独有的特色。1）综合化。国外地下空间利用发展的主要趋势是综合化，其表现首先是地下综合体的出现。欧洲、北美和日本等一些大城市，在新城区的建设和旧城区的再开发过程中，都建设了不同规模的地下综合体，成为具有大城市现代化象征的建筑类型之一。其次是综合化表现在地下步行道系统和地下快速轨道系统、地下高速道路系统的结合，以及地下综合体和地下交通换乘枢纽的结合。第三，综合化表现在地上、地下空间功能既有区分，更有协调发展的相互结合模式。2）分层化与深层化。随着一些发达国家地下空间利用、先进城市的地下浅层部分已基本利用完毕，以及深层开挖技术和装备的逐步完善，为了综合利用地下空间资源，地下空间开发逐步向深层发展。如美国明尼苏达大学艺术与矿物工程系系馆的地下建筑物多达7层，加拿大温哥华修建的地下车库多达14层，总面积72324平方米。以日本学者为主正在研究30米以下的深层地下空间利用的规划。深层地下空间资源的开发利用已成为未来城市现代化建设的主要课题。在地下空间深层化的同时，各空间层面分化趋势越来越强。这种分层面的地下空间，以及人为其服务的功能区为中心，人、车分流，市政管线、污水和垃圾的处理分置于不同的层次，各种地下交通也分层设置，以减少相互干扰，保证了地下空间利用的充分性和完整性。3）城市交通和城际交通的地下化。城市交通和“高密度、高城市化地区”城市间交通的地下化，将成为未来地下空间开发利用的重点。交通拥挤是21世纪不变的城市问题，城市道路建设赶不上机动车数量的发展也是21世纪城市发展的规律。发展高速轨道交通也就成为主要的选择。21世纪人类对环境、美化和舒适的要求越来越严格。人们的环 西安工业大学学士学位论文 境意识和对城市的环境要求将越来越加强和提高，以前修建的高架路，如美国波士顿1950年建成的中央干道将转入地下。地下高速轨道交通将成为大城市和高密度、高城市化地区城市间交通的最佳选择。据统计，城市规模越大、人口越多，采用地铁建设方式的比重越高。在轨道交通的建设方式上，人口200万以上的城市采用地铁条数占77.5%，运营长度占90.5%；人口在100万200万的城市，采用地铁线路条数占69.3%，运营长度占64.0%。即使采用轻轨，在市区也以地下为主，在郊区则居地面。而郊区铁路，进入市区也转入地下，如蒙特利尔。作为新一代城市间地铁项目，瑞士正在研究开发一种在部分真空的地下隧道中运行的磁悬浮列车（飞机机身），其设计运行速度400公里/小时，运量200800名旅客，可作为高密度城市化地区城市间的快速交通工具。4）先进技术手段的不断成熟和运用。随着地下空间开发利用程度不断扩展，长大隧道开挖以及遇到不良地层机会的增多，要求隧道开挖速度及开挖安全越来越高，在硬岩层采用TBM开挖，软岩中采用各种盾构等先进挖掘技术的使用越来越广泛。微型隧道是人进不去的隧道，直径一般在2530厘米，最大可达2米。在隧道表面入口处采用遥控进行开挖和支护。这种方法快速、准确、经济、安全。所以适宜在高层建筑下，历史文化名胜古迹下，高速公路和铁路下，河道下安设管道。目前世界采用微型隧道技术已修建了5000公里管道。由于地下管线不断增多，这种工程的应用将越来越广。另外，由于地下空间开挖中定位和地质地理信息、勘察现代化的需要，GPS（卫星全球定位）、RS（遥感）和GIS（地理信息系统）技术在地下空间开发中的应用将会得到越来越大的推广。5）市政公用隧道（共同沟）得到更广泛的应用和发展。随着城市和生活现代化程度的提高，各种管线种类和密度、长度将快速增加，共同沟的发展将成为必然。1.2国内地下空间的开发现状我国地下空间的开发和利用始于60年代。1965年北京建设地下铁道。一期工程自北京站至苹果园，24.17km，明挖法施工。二期工程为环线，于老城墙下修建，16.1km，浅埋明挖法施工。复兴门地铁车站及折返线，位于建筑物与地下管线密集的街区，采用了浅埋明挖法施工。60年代上海修建打浦路水底公路隧道。70年代，我国修建了大量地下人防工程，其中相当一部分目前已得到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。80年代上海建成延安东路水底公路隧道，全长2,261m，采用直径11.3m的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。自1984年开工，1989年5月竣工通车，建成了当时世界第三条盾构法施工的长大隧道。同一时期，上海还建成电缆隧道及其它市政公用隧道等20余条，总长达30余km。1985年至1987年，上海建成黄浦江上游引水隧道一期工程，日引用量达230万t，社会效益十分显著。人民广场地下车库的建成，其平面尺寸达176146m，深11m。广州地铁、南京地铁等在此一时期进入设计与施工准备阶段，宁波开始了水底公路隧道的修建工作。90年代以来，我国城市地下的交通与市政设施加快了修建速度。上海地铁1号线，地铁2号线已相继开通。我国地下空间开发利用的网络体系已开始建设，多在地表至30m以内的浅层修筑地下工程。可以预见随着经济的发展，我国地下工程将进入蓬勃发展的时期。随着国民经济的高速发展，我国城市化水平正在快速提高，从1990年的18.96%提高到1997年末的28.9%。城市化水平的提高标志着城市工程建设的飞速发展。但是，我国城市建设基本上沿用“摊大饼”的粗放发展模式，给国民经济带来不应有的损失。主要是： (1)城市范围无限制地外延扩展，耕地损失严重。据卫星遥感资料判断和测算，19861996年间，全国31个特大城市城区实际占地规模扩大50.2%，有的城市占地成倍增长。另据预测，至2010年，我国城市总数将从1996年的640座增加到1 000座，其结果是占用了大量耕地。到下世纪中叶，我国城市化水平将提高到65%左右，这意味着城市人口将比1990年增加7亿多人，按每个城市人口用地100 m2计，将占用耕地1亿多亩。土地问题是我国可持续发展的关键，城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市发展的突出矛盾，城市 发展非走节约土地的集约化发展模式不可。 (2)城市人口密度大，形成了所谓的“城市综合症”。首先表现在城市交通阻塞，行车速度缓慢。例如北京市干道的平均车速比10年前降低50%以上，且正以年递减2 km/h的速度持续下降。上海、北京每公里道路的汽车拥有量相应为506辆与345辆，为发达国家大城市相应拥有量的1倍及至数倍。其次是由于城市基础设施落后于城市面积的扩展和城市人口的增长，造成城市环境的恶化。当前我国城市环境形势日趋严重，大气污染日趋加剧，全国500多座城市大气质量达到一级标准的不到1%，酸雨面积超过国土面积的40%，重庆等城市尤为严重；城市污水80%未经处理排入江河；城市地下水受到污染；垃圾围城现象普遍；噪声污染普遍超标，建筑空间拥挤，城市绿地减少，生态恶化。 (3)城市总体抗灾抗毁能力偏低。在城市总体规划中，除防洪、防空外，目前尚缺少综合防灾的内容，城市基础设施的防灾措施处于空白。为了克服这方面的弊端，解决城市人口、环境、资源三大危机，医治“城市综合症”，实施城市可持续发展，世界发达国家都在把地下空间作为新的国土资源，开发利用城市地下空间，成为越来越受到重视的城市建设指导方针和发展方向。 城市功能空间能转入和宜转入地下的领域是很广阔的，包括商业、交通、部分市政设施、文化娱乐休闲、部分工业生产、仓储、防灾(避难)和救灾空间等。充分利用地下空间是城市立体化开发的最重要组成部分。它可以达到扩大空间容量、提高开发集约度、消除步车混杂、交通顺畅、商业更加繁荣，地面绿地增加，环境优美开敞，购物与休闲，娱乐相互交融的多功能效果，与向城市上空发展的模式相比，是一种更为合理的发展模式。 向地下要土地、要空间已成为城市建设发展的必然趋势，显示了无比的优越性。我国及国外大城市的地下商业城(街)、地下车库、地下影剧院、地下铁道、地下人防系统，是众所周知的城市地下工程。有的国家已开始实施和计划采用地下污水收集和处理设施、地下垃圾处理厂、地下超导磁直接储存电能、地下供热供冷系统、地下多功能公用隧道(共同沟)以及具有抗灾功能的地下空间系统。它们是未来城市建设的发展方向。跨入新世纪以来，中国的城市化进入一个比较快速的发展时期，并成为推动经济快速发展的主要动力之一。于是开发利用地下空间，把城市交通（地铁和轨道交通、地下快速路、越江和越海湾隧道）尽可能转入地下，把其它一切可以转入地下的设施（如停车库、污水处理厂、商场、餐饮、休闲、娱乐、健身等）尽可能建于地下，就可实现土地的多重利用，提高土地利用效率，实现节地的要求，如南京的玄武湖公园和玄武湖湖下交通隧道、上海人民广场和广场下的购物中心、和停车库。积极合理开发地下空间，其效果是相当明显的，如北京旧城区，有专家估算，其可合理开发的地下面积为41.2平方公里，以地下二层建筑计，可提供0.55亿平方米的建筑面积，比旧城区原有建筑面积还多。土地的多重利用有助于城市减肥，相对减少城市面积，制止城市超限扩展，建成“紧凑型”的城市结构。“紧凑型”城市减少了居民的出行距离和机动交通源，相对降低对机动交通，特别是私人轿车的依赖度，相对增加居民的步行和自行车的出行比例，这一切将导致能耗大户交通能耗的降低，实现城市节能的要求。充分开发利用地下空间，还包括充分利用地下土壤、地下水的天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供热供冷，地源热泵技术就是这样一种利用地下可再生能源的既可供暖又可供冷的新型中央空调系统，它包括地下埋管式地源热泵和抽取地下水然后回灌的水源热泵。直到进入21世纪，特别是近两年，随着我国地下空间开发项目的增多，尤其是上海、北京等大城市的地铁、地下停车场等大大增多，人们从感同身受中逐步认识到地下空间设施的好处及在国民经济发展和人民生活中的重要地位。近两年，城市受资源、能源、环境、交通等条件的制约日益严重，国家经济主管部门和各地方政府部门的领导深切地感到，城市无限制地占用土地资源的情况必须改变，建筑节能、交通节能的水平应当大大提高，环境条件也需要改善。为此，城市发展应当从粗放型向集约型转变。在这一过程中，地下空间的开发利用，对于城市发展落实科学发展观，走循环经济之路，构筑节约型的社会主义和谐社会，确保社会经济协调健康发展具有举足轻重的地位。有关企业、国内外投资机构、各商业银行也认识到综合开发利用城市地下空间将是一个必然的趋势，并且有广阔的盈利空间，投资积极性空前高涨，我国地下空间开发事业迈出了前所未有的步伐。 第二章 西安的地质条件 2 西安的地质条件2.1西安特殊地质环境特点西安市位于渭河盆地中部，该盆地夹持于鄂尔多斯地块与秦岭断隆之间，是典型的断陷盆地。盆地内构造运动强烈，发育有不同时期、不同规模与不同方向的多组活动断裂，将渭河盆地切割成大小不等、形态各异的构造断块。西安即位于盆地中部两个次一级构造单元，西安断陷与骊山断隆的交接部位，其四周分别被渭河南岸断裂、长安-临潼断裂、浐河断裂和皂河断裂所围限。(图2.1，图2.2) 西安工业大学学士学位论文 图2.1 西安周边断裂构造示意图图2.2 汾渭盆地构造略图1）渭河南岸断裂位于西安市北，该断裂控制了渭河盆地基底岩相分布，走向近东根据近年来的观测资料，渭河断裂整体活动速率为1.03.3mm/a。2)长安-临潼断裂位于西安市南郊，走向NE，倾向NW，南升北降，以浐河为界东段活动强烈，西段相对较弱。地裂缝就发育在长安-临潼断裂的上盘，与其活动密切关。长安-临潼断裂活动速率为3.65.8mm/a。3)皂河断裂位于西安市西郊，沿皂河近南北向分布，倾向西活动相对微弱。4)浐河断裂位于西安市东郊，沿浐河南北向分布，倾向NE。活动微弱。2.1.1地形地貌特征西安地区地貌类型以河流地貌为主，主要的地貌单元有渭河河漫滩、渭河一级阶地、渭河二级阶地、渭河三级阶地、古河道洼地、黄土源等。西安盆岭地貌发育于临潼-长安断裂上盘的黄土源前冲积扇平原区。在渭河盆地中部两个次一级构造单元-西安断陷和骊山断隆交接部位的西北侧，发育有独特的黄土梁洼地貌，其特征明显:1）十余条黄土梁和洼地呈NE东向平行展布。单条黄土梁长约611km，平均宽度600m，各黄土梁之间以8001500m间距相间排列。2)黄土梁和洼地的剖面形态均不对称。黄土梁南高北低，南陡北缓;洼地北深南浅，两者组成簸箕型盆地和“南仰北俯”的断块型式的盆岭地貌，这与骊山断隆的强烈隆起相适应。黄土梁的高差最大可达50余米，一般在1020m之间;而从南部的三兆公墓到北边的光大门，其高程从509m下降到413m，高差达96m。洼地底部的高程，自南而北也逐渐降低，具有与黄土梁相似的特征。3)据人工地震和钻孔资料，每条黄土梁南侧陡坡下，都对应发育着一条南倾南降的隐伏正断层。它们是发育在长安临撞断裂上盘的正断层组，其断距随时间积累而加大，因而黄土梁与洼地的地层结构有显著差异，人工地震证实洼地反射层位比黄土梁多，表明洼地比黄土梁接受了更多的沉积。2.1.2地层岩性特征西安断陷内沉积有巨厚的新生界，基底由太古界、元古界变质岩和燕山期侵入岩构成。新生界厚达7000余米，在西安附近厚约40005000m，其中第四系厚约3001000m。第三系主要由河湖相沉积的碎屑岩组成，岩性以泥岩、细砂岩、含砾砂岩及砾岩相互叠置为主。第四系以洪积、冲洪积、湖积、风积为主，岩性多为砂层、砂砾石层、粉质粘土、粘土互层。在西安城郊区300米以下主要为下更新统冲、湖积中细砂与粘土互层，中更新统冲、洪积粘土和黄土状土夹薄层砂，近地表为上更新统风积黄土。在水平方向上东南郊粘土、黄土与黄土状土较厚，砂层薄少，而西北郊砂层较多。西安市黄土层以典型湿陷性黄土为主，黄土场地的湿陷类型和地基湿陷等级，按湿陷性黄土地区建筑规范(GB500252004)的规定，可以分为两种湿陷类型，四个湿陷级别。湿陷系数(ds)=0.015的黄土视为湿陷性黄土，而ds0.015的黄土则可视为是非湿陷性黄土场地。湿陷性黄土场地的湿陷类型按自重湿陷量(zs)划分，湿陷等级则按自重湿陷量(zs)和总湿陷量(s)来划分，具体的划分情况见表2.1。表2.1 湿陷性黄土场地的湿陷类型及湿陷等级2.1.3水文地质条件按含水介质和埋藏条件，西安地区地下含水层可分为松散岩类孔隙潜水、浅层承压水、深层承压水。上部为潜水，埋深3050m;中部为浅层承压含水层，埋深40100m;下部为深层承压含水层，埋深100300m。由于潜水及浅层承压水被严重污染，所以很少被开采利用，水位下降缓慢，深层承压水的水质良好是各单位自备井的主要开采层。上世纪70至90年代中期，由于长期过量开采，使该含水层的承压水水头下降了数十米，90年代中期黑河饮水工程的竣工以来，地下水开采量大幅减少，承压水头趋于稳定，个别地段还出现回升。2.2西安地裂缝西安是国内受地裂灾害最严重的城市之一，地裂灾害(Earth Fractures Hazards)就是由于地质体中地裂的产生，而造成了附存在地质体上或地质体中的人类建筑物破坏，进而对人类产生的灾害。长期的地裂扩展活动是地裂灾害发生的主要原因。地裂的致灾机制是，地裂活动作为动力源使其周围一定范围的地质体发生位移，产生形变场和应力场，这些场通过地基和基础作用于建筑物，或直接作用在地下工程和道路路基，造成破裂。长期水准观测表明，位于地裂缝上的建筑物结构的破坏主要由地裂缝两侧的相对沉陷差产生，水平方向的拉张和错动更加重了破坏程度。在西安地裂缝中，地质构造运动使地层产生剪切断裂，但构造运动的速率一年才几个毫米，而由于人类活动，如过量抽取地下水造成地面沉降等，产生的地面形变量就达到了一年数厘米，甚至十几厘米。城市地裂灾害的主要表现形式为地裂造成的建筑物开裂、地下管线错断、道路路面破裂和局部塌陷、地下工程破裂和土地使用价值降低等。地裂在形成和扩展过程中对原有地形地貌的改造，对地下水补、径、排条件的影响及对土层天然结构的破坏作用，均会引发一系列诸如潜蚀、湿陷、地面沉降或塌陷等次生地质灾害而这些灾害又对地裂的活动性产生激发作用，从而形成一种恶性循环。西安50年代开始出现地裂缝对建筑的破坏现象,70年代唐山地震前夕地裂缝活动明显加剧,剧烈活动一直持续至今。20余年间地裂缝的强烈活动给西安的城市建设造成严重危害,目前已成为西安市的主要地质环境灾害。2.2.1西安市区地裂缝发展规模西安地裂缝目前己发现13条，均分布在黄土梁洼地貌范围内，面积约150平方千米，地裂缝出露总长度72千米，延伸长约103千米，单条地裂缝出露最长11.38千米，最短24千米。地裂缝向东西两侧延伸，东过浐河，西到皂河边。由北往南依次为:(1)fl地裂缝fl地裂缝沿光大门黄土梁南侧发育。西起大明宫遗址，经西安耐火材料厂、陕西重型机械厂福利区、辛家庙北村、东至新房村。总体走向NE75度。倾向南，倾角75度，发育带宽度可达15m。该条地裂缝80年代末90年代初在辛家庙附近地裂缝活动强烈，致灾严重。(2)f2地裂缝f2地裂缝发育于红庙坡黄土梁南侧，东起米家崖、西经含元殿、外国语学校、西至白家口。总体走向NE80度。，倾向南，倾角86度。发育带宽度4460m。由西往东活动逐渐加强，破坏程度严重。其中味精厂门口出露长度30m，走向近东西，南盘明显下降，错距约2040cm，裂缝宽度510cm。未央路上路面裂开，裂缝呈不连续的错开状分布，出露长度约10m，宽38cm。(3)f3地裂缝f3地裂缝沿劳动公园黄土梁南侧发育。西起兰空干休所，经劳动公园、无线电十一厂玉祥门南、莲湖公园、北大街、城墙东北角，东至铁路材料总厂。断续出露，总体走向NE75度，发育带宽度1545m。在城区东、西两段活动较强，致灾严重。地面出露位置目前在北大街路面有所反映，微地貌上路面呈一台坡，并有破裂迹象，可辨别出南盘有下降特征。裂缝出露长度约10m左右，宽度约25cm。(4)f4地裂缝f4地裂缝沿槐芽岭黄土梁南侧发育。西起新桃园，经西桃园、东桃园、劳动南路、西北大学至甜水井后尖灭，然后从中山门又开始断续出现，向东经西京医院至西北光学仪器厂。总体走向NE70度，倾向南，倾角85度。发育带宽度2455m。活动中等，西北大学附近破坏较严重。(5)f5地裂缝f5地裂缝发育于古迹岭黄土梁，东起黄河厂，西经十五街坊、纺织工业学校、兴庆公园、陕西日报社、西安帆布厂，西至蒋家寨，走向大致为NE70度。地裂缝倾向南，倾角7280度。发育带宽度55110m。东段活动强烈，致灾严重。南关正街路面地裂缝发育明显，呈台坡状，路缘因地裂缝活动呈明显的错坎，北高南低，裂缝走向近东西，地面出露较平直，裂缝宽35cm。(6)f6及f6地裂缝f6及f6地裂缝发育于西安交大黄土梁南侧，西起沙井村，经西斜七路过街天桥、南二、环立交桥、冶金学院北院、铁路分局、微波厂、秦川厂，东到纺织城国棉四厂北。沙井村至秦川厂段，地裂缝连贯性好，走向变化较大，局部走向NE45度SE65度，主地裂缝南倾，倾角75度80度，其西段次级地裂缝在含光路至西斜七路过街天桥段为北倾。发育带宽度3570m，活动强烈，致灾严重。秦川厂至国棉四厂段为隐伏和推测地裂