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地下结构工程建设要注意这些!
  • 2021-07-21 14:42
  • 来源:山东省地震局
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      当前全国已进入主汛期,降水量增大。近段时间,媒体上经常能看到这样的新闻爆出,“某某地铁站成‘水帘洞’!站内行走要打伞”“某某地下商业街因汛期暴雨出现严重漏水”……



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      看来,一场大雨也是检验地下工程建筑质量及防水能力的好机会。同时地下工程的安全性问题也因此引起了社会关注。

      除了防水能力,地下结构抗震问题在很长一段时间里也并没有引起人们的足够重视。

      一般认为,地下结构位于地表下面,受到周围土体的约束,由场地运动产生的惯性力影响并不大,地下结构的抗震安全性能应远高于地上结构。此外,由于地下结构建设规模相对较少,且发展时间较短,经历强地震的考验也并不多见。因此,相当一段时期内,针对地下结构的抗震分析理论与设计方法研究工作受到的重视不够,导致其研究进展较为缓慢。

      近些年来,发生在世界范围内的多次强地震对地下结构造成了严重破坏,其中包括1995年日本神户大地震,1999年土耳其科贾埃里地震以及2008年中国汶川地震等,从而引起了地震工程专家和工程师们对地下结构抗震问题的关注。 

    例如1995年日本神户大地震,这次地震不仅使城市地下生命线工程(地下给排水管道、天然气管道等)遭到严重破坏,地铁车站及区间隧道等大型地下结构也受到破坏,甚至出现地铁车站完全塌毁的情况,这是世界上首次观察到的由于地震作用完全塌毁的大型地下结构。


      随着我国国民经济的发展和城市人口的逐渐增加,地面结构已不能完全满足交通和商业的需要,为了减少地面交通量,削弱能源危机带来的影响,国家把目标投向了地下。几十年来,除了修建城市地铁以外,全国各大中小城市修建了人防和其它地下工程,并加以开发和利用,为人们提供了地面上难以容纳的各种服务,如停车场、过街人行地道、各种地下贮库、地下商场等。

      地铁系统、盾构法隧道、地下商业街、停车场等的大量兴建,要求我们必须加强对地下结构抗震性能的研究,对地下结构抗震设计提出相应的建议和抗震措施,这在大力提倡城市地下空间开发利用的今天,具有重要的理论意义和工程实用价值。

      2018年11月1日,住房和城乡建设部发布了国家标准《地下结构抗震设计标准》,编号GB/T51336-2018,自2019年4月1日起实施,对地下结构的抗震设计进行了规范和指导,使地下结构经抗震设防后,减轻地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。



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    那么,提高地下结构抗震承载能力都有哪些主要措施呢?

    根据各国地下结构的震害分析,提高地下结构抗震能力可从以下方面采取措施:

    (1)将地下结构建于均匀、稳定地基中,远离断层,避免过分靠近山坡坡面,避免山坡不稳定地段,尽量避免饱和砂土地基而减少地震液化; 

    (2)在相同条件下,尽量选取埋深较大的线路,远离风化岩层区; 

    (3)区间隧道转角处的交角不宜太小,应加强出入口处的抗震性能; 

    (4)在施工条件允许的情况下,尽量采用暗挖法施工,即使采用明挖法,也要注意回填土的性质与地基土类型相似; 

    (5)在结构中柱和梁或顶板的节点处,应尽量采用弹性节点,而不应采用刚性节点,这样可以减小中柱承受的外力。 


      总之,地下结构在地震作用时并不是绝对安全的。很多地下结构基本上还未曾经历过大的地震,其抗震性能也未得到检验,因此并不能简单地认为地下结构抗震性能好、地震中不易破坏。我们应吸取教训、总结经验,工程建设前充分考虑抗震设计,防患于未然。

      

    参考文献:

    杜修力,李洋等,1995年日本阪神地震大开地铁车站震害原因及成灾机理分析研究进展,岩土工程学报,第40卷第2期,2018年2月

    于翔,地铁建设中应充分考虑抗地震作用--阪神地震破坏的启示,铁道建筑技术,2000年第6期


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