西安地铁一号线穿越地裂缝带的设计预留位移量地铁一号线

西安地铁一号线穿越地裂缝带的设计预留位移量地铁一号线 摘要：西安地铁一号线是西安轨道交通线网中的骨干线路。线路全长25.352km，共设车站19座，全部为地下站，其中5座为换乘站；车辆段及综合维修基地设在后围寨，停车场设在纺织城，在后围寨车辆段设一条与国铁连接的联络线，于陇海铁路三桥站接轨，线路长约1.211km。在劳动路与金花路附近各设主变电站一座；一、二、三号线共用一个控制中心，设于在建的二号线铁路北客站车辆段内。西安地铁一号线作为西安东西向交通枢纽的主干道，对缓解西安交通拥挤和推动西安市区域经济快速发展起到十分重要的作用。 关键词：地铁 地裂缝 预留位移量 ：TU ：A ：1008-925X(xx)O8-0147-01 一、地裂缝历史活动性 水准监测资料表明，19601980年间西安地裂缝整体活动速率较小，19801989年间活动有所加剧；1990年1996年间，西安地裂缝处于超常活动期，活动速率一般在1040mm/a；1997年至今，黑河引水工程竣工，西安市采取了限采承压水和逐步封井的有效措施，区域承压水位正在逐渐回升，地面沉降速率日益减少，西安地裂缝的活动速率大幅度减缓，有些地段已基本停止活动，与地铁一号线相交的f3、f5两条地裂缝活动速率均小于10mm/a，而f朝阳门外和f4呈隐伏状态，目前不活动。根据以往监测资料和地表调查结果，1960年至今与西安地铁一号线相交的各条地裂缝活动达到的最大垂直位移量和具体测点位置如表2-1所示。 二、地裂缝与地铁一号线交汇点附近现今地裂缝活动性 根据地裂缝活动观测数据及地面破裂分析，各条地裂缝与地铁一号线交汇点附近地裂缝现今活动性如下： f3地裂缝。无观测资料。与地铁一号线分别交于大庆路101街坊北和莲湖路北大街西侧，大庆路交汇点附近地表破裂迹象明显，根据路面破裂状况推测，该段地裂缝现阶段活动速率为2.05.0mm/a；而莲湖路北大街西侧地段，f3地裂缝活动微弱，活动速率小于2mm/a。 f朝阳门外地裂缝。该地裂缝实际上是发育于西安地裂缝之间的隐伏小断层，90年代至今，现场调查没有发现与地裂缝有关的地表破裂，该地裂缝不活动。 f4地裂缝。60年代至今地形变资料没有显示活动迹象，沿线无地表破裂痕迹，目前不活动。 f5地裂缝在上世纪80年代末（19851990年）的平均活动速率为15.025.0mm/a。此后活动有所减弱，但与地铁一号线交汇处路面明显破裂，而且邻近的八零九库院内和黄河小学院内，地裂缝破坏迹象极为典型。该地裂缝现阶段活动速率为5.010.0mm/a。 三、未来地裂缝活动趋势 （1）区域构造运动对地裂缝未来活动的影响 西安地裂缝是位于临潼-长安断裂带上盘的隐伏破裂面出现活动在地表形成的裂缝，其构造基础是隐伏断层，而隐伏地裂缝的产生与成长是伴随临潼-长安断裂正断层构造运动而出现的，因此，西安地裂缝与区域构造运动密切相关。但根据临潼-长安断裂活动段的20余年定点水准形变测量资料，该断裂平均活动速率为0.7mm/a，其较为平稳的变化趋势，与期间地裂缝活动出现剧烈、平静时段无同步对应关系，且地裂缝活动速率比该断裂构造活动速率大得多，基本相差一个数量级，说明地裂缝的现今活动不是断裂构造运动的直接产物。此外，根据区域地震构造分析，西安地区地处渭河断陷盆地，区域上位于大华北块体的鄂尔多斯地块南缘，大华北块体存在300a的地震活动周期，今后100a处于第四个活动周期后期，其运动水平不会高于前200a，地震活动一直处于较低的活动水平，今后100a仍会保持目前正常构造活动水平，可能不会出现转折和突变。因此，未来100a（地铁设计使用期内）西安地裂缝活动不会因区域构造运动而增强。 （2）再次超采地下水引起地面沉降对地裂缝未来活动的影响 西安地裂缝的现今活动主要是超采地下承压水引起地裂缝两侧差异沉降造成的。含水层经过失水压密，甚至疏干压密，地层产生较大变形。研究表明饱和粘土的变形往往是不可逆的，且在同样循环荷载作用下其总变形比前次变形明显减小，至少要减少2030%，同时经过压密的深层含水系统再次压密的量级也远小于前一次，故在未来100a内再次超采地下承压水引起的地面沉降和地裂缝的活动量将小于上一次的地面沉降和地裂缝活动量，也就是说，未来100a地裂缝活动产生的累积垂直位移量将会远小于上一次活动周期。 四、设计最大垂直位移预留量 地裂缝现今活动速率反映了地裂缝目前地质环境条件下的活动水平，根据xx年至今的水准测量资料，xx年以来，与地铁1号线相交的f5活动速率最大，达到5.5mm/a，其他地裂缝活动相对较弱。西安地铁工程的设计使用期为100年，地铁设计应预估未来100年间西安地裂缝活动可能产生的最大垂直位移量（即结构高度方向预留量或内净空），确保地铁的正常安全运行。根据前面地裂缝活动特征及趋势分析，建议f3莲湖路段、f朝阳门外和f4地裂缝的最大垂