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近年來(lái),隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重,防止環(huán)境污染,保護(hù)環(huán)境,維持生態(tài)平衡,已成為社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措,也是每個(gè)公民應(yīng)盡的義務(wù)。
以下是我和幾個(gè)同學(xué)調(diào)查出來(lái)的造成環(huán)境污染的污染源頭在那里:
1、公共廁所排出的糞便散發(fā)出難聞的氣味,讓人惡心。,2、大街上隨處可見(jiàn)人們亂扔的塑料袋、廢礦泉水瓶子……。3、各個(gè)施工單位上的噪音使人聽(tīng)力受損。4、汽車(chē)排放的尾氣嚴(yán)重污染了清新的空氣5、公園的草坪上常有游人丟棄的垃圾,既不衛(wèi)生,又影響市容。6、工廠(chǎng)的廢水被排放到長(zhǎng)江流域中,使原本清澈的河水不再清澈。
造成環(huán)境污染的污染物是:廢水、廢氣、糞便、腐肉、塑料袋、木筷,垃圾等。污染物對(duì)環(huán)境和生物有很大的危害:使空氣變得渾濁,對(duì)人的肺部有很大危害;生活垃圾處理不好會(huì)滋生細(xì)菌,嚴(yán)重影響人的健康;污水會(huì)影響生活水,直接侵害人體。
【關(guān)鍵詞】建筑;空間環(huán)境;流動(dòng)性;空間關(guān)
社會(huì)的發(fā)展處于多元化信息快捷的年代,高科技快速發(fā)展相應(yīng)需要有感情的建筑環(huán)境與之匹配,共享空間的開(kāi)放性和流動(dòng)性,則能適合并充分滿(mǎn)足人們交流情感的需要,環(huán)境與空間并能呈現(xiàn)出人與建筑之間的和諧氣氛,同時(shí)也適用于共享空間的形式,它是建筑文化與人文的觸融。建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)樹(shù)立環(huán)境的概念,創(chuàng)意于自然與環(huán)境和人的行為心理,綜合而又有機(jī)的組成豐富色彩引人入勝的多層次空間之中。
1 建筑與環(huán)境現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,在中國(guó)城市規(guī)劃建設(shè)與建筑空間環(huán)境設(shè)計(jì)方面,存在著“非人性化、崇洋文化、失去特色、簡(jiǎn)俗零亂”的缺陷,這些問(wèn)題的核心主要是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)思想理念,這不僅是規(guī)劃師、建筑設(shè)計(jì)師的問(wèn)題,也是規(guī)劃建設(shè)管理者、開(kāi)發(fā)商等的問(wèn)題,需要大家統(tǒng)一思想,全面提高素質(zhì)水平。這里所提的素質(zhì),包括建筑科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)和為城市廣大居民服務(wù)的思想理念與知識(shí)做法三個(gè)方面的內(nèi)容。城市規(guī)劃建設(shè)管理者、開(kāi)發(fā)商同樣要具有中國(guó)先進(jìn)的建筑科學(xué)技術(shù)、中國(guó)先進(jìn)的文化藝術(shù)的基本思想理念和為城市廣大居民服務(wù)的社會(huì)責(zé)任感。
2 城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的區(qū)別
城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)是既有區(qū)別又有聯(lián)系的,城市設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)都關(guān)注實(shí)體、空間以及兩者關(guān)系,它們?cè)诔鞘薪ㄔO(shè)范圍中有著顯而易見(jiàn)的重合,并呈整體連續(xù)性的關(guān)系。建筑立面是建筑殼和表皮,但又是城市空間這個(gè)大范圍內(nèi)的“內(nèi)壁”。建筑空間與它所外的外部環(huán)境互相交融、隔而不斷,具有統(tǒng)一性和連續(xù)性。但建筑師們?cè)趯?shí)踐中往往忽略了建筑空間與城市形體環(huán)境的相輔相成關(guān)系,而過(guò)多埋頭于單個(gè)建筑設(shè)計(jì)中。因此造成了從某棟建筑單體來(lái)看或從建筑學(xué)角度來(lái)看是完整的。當(dāng)把它放入到整個(gè)城市空間環(huán)境中時(shí),卻是一道敗筆。我們看到的建筑的城市遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于城市的建筑。這種內(nèi)與外的空間環(huán)境關(guān)系,應(yīng)該是相互聯(lián)系的,要對(duì)外環(huán)境有足夠的了解和分析,對(duì)環(huán)境整體,文化特征,功能特點(diǎn)等把握,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)內(nèi)環(huán)境的設(shè)計(jì)。位于美國(guó)匹茲堡效區(qū)熊溪河畔的流水別墅,由美國(guó)建筑大師賴(lài)特設(shè)計(jì),它與自然界堪稱(chēng)鬼斧神工、巧奪天工的關(guān)系處理,注定了它成為全球建筑的經(jīng)典。建筑與溪水、山石、樹(shù)木自然地結(jié)合在一起,象是由地下生長(zhǎng)出來(lái)似的。仿若一道最和諧的自然交響曲,使人、建筑、環(huán)境如此完美的融合在一起。然而中國(guó)國(guó)家大劇院在喝彩聲和罵聲中浮出水面,不管你喜歡還是不喜歡,我們都要接受它已經(jīng)存在于這個(gè)城市中的事實(shí)。在諸如結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的爭(zhēng)論,及與周邊環(huán)境,城市氣質(zhì)的匹配都有待考究。
3 環(huán)境與空間的關(guān)系
Frank Gehry說(shuō)過(guò):“我把我的建筑作品看作一件雕塑,一個(gè)空間的容器,一個(gè)布滿(mǎn)光線(xiàn)空氣的地方,一個(gè)對(duì)周?chē)幕貞?yīng),一個(gè)跟感覺(jué)和精神有關(guān)的物體?!苯ㄖ膩?lái)都不是一個(gè)純技術(shù)或者純經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物,它不可能離開(kāi)環(huán)境,離開(kāi)精神感受而存在。我們需要的建筑在城市中扮演的是什么角色,相互協(xié)調(diào)還是喧賓奪主。在近些年次第出現(xiàn)的大型建筑,鳥(niǎo)巢,水立方,央視大樓,國(guó)家大劇院,蘇州博物館,喜馬拉雅藝術(shù)中心等等,都是能代表現(xiàn)當(dāng)代中國(guó)建筑設(shè)計(jì)的指向標(biāo)。
當(dāng)包豪斯校舍在德國(guó)魏瑪建立將近成熟的時(shí)候,中國(guó)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)還未萌芽。其現(xiàn)代設(shè)計(jì)比發(fā)達(dá)國(guó)家慢了近一個(gè)世紀(jì)。中國(guó)人正在文化革命的時(shí)候,外國(guó)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)都已經(jīng)十分成熟,這期間的發(fā)展是一個(gè)有份量的過(guò)程,羅馬不是一天建成的,難道中國(guó)的現(xiàn)當(dāng)代設(shè)計(jì)就可以生搬硬套,這樣就是提高了國(guó)民設(shè)計(jì)水平嗎。何以見(jiàn)得,把兩種不同的內(nèi)外環(huán)境拼湊在一起的時(shí)候,出現(xiàn)的是什么景象。庫(kù)哈斯的央視大樓巍峨的豎立在老北京城,這樣的建筑除了讓人眼前一亮之外,又有什么文化品位。和周邊的建筑,老京城古香古色的韻味產(chǎn)生什么關(guān)系,莫非中國(guó)現(xiàn)在缺少的是這種視覺(jué)沖擊力。在吸取外國(guó)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),為什么不加入中國(guó)擅長(zhǎng)的文化藝術(shù)。
另外一種解釋?zhuān)袊?guó)的發(fā)展需要這樣的外國(guó)設(shè)計(jì)師突破,發(fā)展就是一個(gè)否定之否定的過(guò)程,如果沒(méi)有否定何以發(fā)展。正如日本設(shè)計(jì)大師磯崎新所說(shuō):“我以一個(gè)和你們不同時(shí)代的外國(guó)人的眼睛來(lái)看,我現(xiàn)在漸漸感覺(jué)到一個(gè)非常明顯的趨勢(shì),而且這種感覺(jué)越來(lái)越清晰,那就是從上個(gè)世紀(jì)8O年代開(kāi)始,有種新自由主義的經(jīng)濟(jì)形態(tài),這種形態(tài)在中國(guó)的影響是非常大的?!蔽艺J(rèn)為,簡(jiǎn)單地概括“新自由主義”,我們可以理解為我們生活中所有的東西,包括文化、建筑等都被作為商品來(lái)消費(fèi)的現(xiàn)象。中國(guó)已經(jīng)受到新自由主義的影響。特別是近20多年來(lái),建設(shè)有中國(guó)特色的社會(huì)主義一定是受了它的影響,而這一影響的結(jié)果就是房地產(chǎn)和建筑之間的關(guān)系,在新的社會(huì)形態(tài)下新關(guān)系的產(chǎn)生。
尤其2008奧運(yùn)會(huì)在北京舉辦,更是向世界展示了中國(guó),因此,自由主義的建筑形式也是時(shí)代的產(chǎn)物。這樣的產(chǎn)物背后一定會(huì)有隱患,城市與建筑空間環(huán)境的內(nèi)外關(guān)系是和諧統(tǒng)一的。貝聿銘設(shè)計(jì)蘇州博物館時(shí)說(shuō):“我用了灰白色調(diào),那是蘇州的顏色。但形式是現(xiàn)代的。”充分強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)的內(nèi)外環(huán)境融合關(guān)系,它既閃爍著現(xiàn)代建筑的光輝,又是一座擴(kuò)大了的中國(guó)庭院,是一座別具一格的蘇州園林。就連館中兩叢藤蔓都專(zhuān)選江南四杰手植紫藤的根來(lái)嫁接,中華文明的信息無(wú)不在其間流淌傳承。而內(nèi)部卻是一座數(shù)字化博物館的精品之作,其風(fēng)格、氣質(zhì)、內(nèi)部功能先進(jìn)、運(yùn)作程序完善、布局安排科學(xué)。這座成功的博物館設(shè)計(jì),恰恰代表了城市與建筑空間環(huán)境的內(nèi)外關(guān)系和諧發(fā)展,希望能夠激發(fā)我國(guó)當(dāng)前正在大興土木的趨勢(shì),使之既不淪為過(guò)去建筑風(fēng)格的奴隸,也不致成為西方的糟糕模仿者。
深圳萬(wàn)科第五園的設(shè)計(jì)規(guī)劃是整個(gè)社區(qū)由村落組成,一條簡(jiǎn)潔的半環(huán)路將兩個(gè)村落串聯(lián)。每個(gè)村落都由庭院住宅,疊院住宅和合院陽(yáng)房所組成。各村都有幽深的街巷或步行小路,宜人的尺度構(gòu)成富有人情味的鄰里空間。墻的形象,如城墻,宮墻,院墻等,特別是民居建筑,各種高低、長(zhǎng)短、虛實(shí)不一的墻體通過(guò)不同的組合來(lái)形成符合禮節(jié)的形式。這些建筑非常具有現(xiàn)代派的感覺(jué),但是中國(guó)傳統(tǒng)文化和精神卻又非常巧妙地融合在里面。在建筑設(shè)計(jì)中弘揚(yáng)民族文化,喚醒了人們對(duì)中華民族悠久歷史和璀璨文明的回憶,增強(qiáng)炎黃子孫彼此的認(rèn)同感及歸屬感。
中國(guó)建筑教育界在對(duì)國(guó)外現(xiàn)當(dāng)代建筑思潮和相關(guān)作品的理論研究相對(duì)滯后,這也是中國(guó)本土建筑出現(xiàn)混雜、模仿、錯(cuò)位和拼貼的重要原因。我國(guó)的精神文明建設(shè)不可能仍需用與歐洲先進(jìn)國(guó)家一樣長(zhǎng)的時(shí)間與發(fā)展其協(xié)調(diào),我們現(xiàn)代先進(jìn)各層的審美意識(shí)都有所提高,我們有世界最豐富最優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化作基礎(chǔ)。在認(rèn)真學(xué)習(xí)吸收世界先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的同時(shí),深刻理解傳統(tǒng),充分發(fā)揮我們民族優(yōu)秀新穎的設(shè)計(jì)藝術(shù)。這既是我們的民族責(zé)任,也是對(duì)世界優(yōu)秀文化保護(hù)發(fā)展的責(zé)任。正如路易康所說(shuō):“我學(xué)會(huì)了不去做他們做過(guò)的,不去模仿,而是去感知他們的精神?!边@才是對(duì)中國(guó)城市與建筑空間環(huán)境所做的最好闡釋。
參考文獻(xiàn):
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1高度提純的化學(xué)制劑,如殺蟲(chóng)劑、油漆、洗滌劑等對(duì)自然環(huán)境構(gòu)成了重大威脅。如油漆,油漆材料中含有各種溶劑苯、二甲苯,硝基漆中稀釋劑乙醇、丁醇等亦有毒施工中揮發(fā)出現(xiàn)溶劑蒸氣,濃度高時(shí)對(duì)人體神經(jīng)有較嚴(yán)重刺激和危害性。低濃度時(shí)也有頭痛、惡心、疲勞和腹痛等現(xiàn)象。在長(zhǎng)期接觸中會(huì)使食欲減退,損壞造血系統(tǒng),發(fā)生慢性中毒。但是只要注意加強(qiáng)防護(hù),盡量防止油漆接觸皮膚,如有可能要多加開(kāi)窗通風(fēng)及早讓室內(nèi)空氣散發(fā)。
2衛(wèi)生條件的改善使人口急劇增加,人類(lèi)活動(dòng)大量破壞了地球的森林和濕地資源。世界人口增長(zhǎng)率的急劇上升和人口基數(shù)呈指數(shù)增長(zhǎng)的現(xiàn)狀。其重要標(biāo)志為:人口翻番的時(shí)間越來(lái)越短,世界人口從5億增到10億用了200余年;從10億增至20億用了100多年,從20億到40億不到70年,估計(jì)再翻一番只需35年。本世紀(jì)人口在每10年間的增長(zhǎng)數(shù)也在上升。近代人口迅速增長(zhǎng)的原因是:生活條件和醫(yī)療技術(shù)全面改善,死亡率下降,人類(lèi)平均壽命不斷提高。目前世界人口有50%在25歲以下,這種年齡結(jié)構(gòu)屬于典型的增長(zhǎng)型,它決定人口在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。由于地球的空間和資源都有限,控制人口實(shí)為刻不容緩的任務(wù)。目前,全球荒漠化土地面積已經(jīng)達(dá)到3600萬(wàn)平方千米,占陸地總面積的1/4,而且每年仍以5萬(wàn)~7萬(wàn)平方千米的速度在擴(kuò)展。這個(gè)“杰作”的創(chuàng)造者是人類(lèi)。
于是,“溫和的自然”變?yōu)椤皟磹旱淖匀弧?,人?lèi)施加給它的,它最終都要?dú)w還人類(lèi)。人類(lèi)均供水自1970年來(lái)開(kāi)始減少,而且持續(xù)下降。目前60%的大陸面臨淡水資源不足,100多個(gè)國(guó)家嚴(yán)重缺水,其中缺水十分嚴(yán)重的國(guó)家達(dá)40多個(gè)。預(yù)計(jì)未來(lái)20年,全球人均供水將減少1/3。石油資源一旦枯竭,人類(lèi)的生活質(zhì)量和社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)必定遇到問(wèn)題:人類(lèi)消耗石化燃料,如石油、煤炭、天然氣等,造成大氣中二氧升高。由于溫室效應(yīng)的影響,北極地區(qū)的冰蓋已減少了42%。近100年來(lái)海洋面上升了50厘米。如果溫室效應(yīng)繼續(xù)下去,海洋面在上升50厘米,全球30%的人口就得遷移……
關(guān)鍵詞 環(huán)境電磁場(chǎng);移動(dòng)基站;電磁場(chǎng)測(cè)量
中圖分類(lèi)號(hào)TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2012)58-0188-02
0 引言
從 20世紀(jì)中期至今,隨著科技的發(fā)展,各類(lèi)電力設(shè)備的普及,電磁場(chǎng)也更加深入人類(lèi)生活環(huán)境中,根據(jù)1979年Wertheimer 及Leeper 兩位學(xué)者發(fā)表報(bào)告指出,輸電線(xiàn)電頻磁場(chǎng)暴露在2mG下與兒童白血病有關(guān),因此對(duì)于電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的危害也逐漸被人所注意[1]。
隨著無(wú)線(xiàn)通信逐漸普及于人們生活之中,居住環(huán)境間的移動(dòng)基站也逐漸增多,如大樓的頂端便是常見(jiàn)的基站架設(shè)地點(diǎn),因此也經(jīng)常成為鄰近民眾的抗議對(duì)象,其主要原因?yàn)榇蠖鄶?shù)人認(rèn)為基地臺(tái)所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可能對(duì)人體產(chǎn)生不良影響,若能建立環(huán)境實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與國(guó)際間標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相互比對(duì)將有助于厘清普通民眾對(duì)移動(dòng)基站電磁場(chǎng)的相關(guān)疑慮。
1 遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量與國(guó)際規(guī)范
由向量磁位A之旋度來(lái)代表磁通密度,則可推出磁場(chǎng)
當(dāng)距離發(fā)射天線(xiàn)的距離遠(yuǎn)超過(guò)近場(chǎng)區(qū)域時(shí),其電場(chǎng)與磁場(chǎng)的比例將恒定,即稱(chēng)為遠(yuǎn)場(chǎng)。當(dāng)測(cè)量距離大于三倍波長(zhǎng)距離時(shí),便已經(jīng)在遠(yuǎn)場(chǎng)范圍內(nèi)。
在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域電磁波具有平面波的特性,其電場(chǎng)與磁場(chǎng)的向量所構(gòu)成的平面與傳播方向垂直,由式(7)可知:
功率密度為電場(chǎng)與磁場(chǎng)的乘積:
因此只需選好距離測(cè)量遠(yuǎn)場(chǎng),就能直接推算出同一時(shí)間的磁場(chǎng)與功率密度。
2 測(cè)量方法
2.1 基站測(cè)量點(diǎn)的選定
如圖2所示為測(cè)量區(qū)域示意圖,依照天線(xiàn)扇形輻射場(chǎng)可劃定以區(qū)域進(jìn)行測(cè)量,由于移動(dòng)通信基站所輻射信號(hào)為900MHz/1800MHz/2100MHz頻段,波長(zhǎng)約為14cm~30cm,因此在測(cè)量點(diǎn)的選定上必須較為密集,需分下列情況制定:
1)測(cè)量區(qū)域面積在20m2以?xún)?nèi)時(shí),在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長(zhǎng)約1m為單位,定出方格線(xiàn),在每一方格線(xiàn)交點(diǎn)上(無(wú)障礙物且人員可達(dá)處)進(jìn)行測(cè)量;
2)測(cè)量區(qū)域面積在20m2~100m2以?xún)?nèi)時(shí),在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長(zhǎng)約2m單位,定出方格線(xiàn),在每一方格線(xiàn)交點(diǎn)上(無(wú)障礙物且人員可達(dá)處)進(jìn)行測(cè)量;
3)測(cè)量區(qū)域面積在100m2以上時(shí),在測(cè)量區(qū)域內(nèi)以每邊長(zhǎng)約3m單位,定出方格線(xiàn),在每一方格線(xiàn)交點(diǎn)上(無(wú)障礙物且人員可達(dá)處)進(jìn)行測(cè)量。
2.2 基站測(cè)量方式
以全向性電磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)NBM-550為測(cè)量?jī)x器,以最大值測(cè)量模式,在每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行距地面高度0.2m~2m的連續(xù)掃描,掃描時(shí)間不得小于10s,記錄最大值為測(cè)量結(jié)果。
3 測(cè)量結(jié)果與分析
3.1 基站臺(tái)的選擇
在馬鞍山市區(qū)內(nèi)選擇四個(gè)不同區(qū)域的聯(lián)通基站,進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。四個(gè)基站的基本情況如表1所示:
如圖2所示為四個(gè)基站所測(cè)得的功率密度分布圖。如圖2(a)所致,基站A周?chē)邳c(diǎn)(4,2)時(shí)最大功率密度為0.001877W/m2;如圖2(b)所致,基站B周?chē)邳c(diǎn)(0,1)時(shí)最大功率密度為0.001583W/m2;如圖2(c)所致,基站C周?chē)邳c(diǎn)(0,0)時(shí)最大功率密度為0.001883W/m2;如圖2(d)所致,基呢站D周?chē)邳c(diǎn)(0,2)時(shí)最大功率密度為0.002559W/m2。
3.3 基站測(cè)量數(shù)據(jù)分析
1)電場(chǎng):中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)12V/m~28V/m,波蘭標(biāo)準(zhǔn)6.14V/m,瑞士標(biāo)準(zhǔn)4V/m~6V/m;
2)功率密度:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)0.4W/m2~2W/m2,波蘭標(biāo)準(zhǔn)0.1W/m2,瑞士標(biāo)準(zhǔn)0.042W/m2~0.0954 W/m2。
如表2所示為四座基站周?chē)h(huán)境所測(cè)量到的最大電磁場(chǎng)數(shù)據(jù),其中以基地臺(tái)D所量測(cè)之電磁場(chǎng)最大,基地臺(tái)B之電磁場(chǎng)最小,四座基地臺(tái)周?chē)h(huán)境的平均電場(chǎng)為0.859625V/m、平均功率密度為0.0019755W/m2,與個(gè)別基地臺(tái)差異不大,總而言之所有量測(cè)之電磁場(chǎng)皆合乎限制標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)論
本研究中針對(duì)安徽聯(lián)通馬鞍山地區(qū)基站的周?chē)h(huán)境進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量,并將其轉(zhuǎn)換成功率密度,來(lái)觀察功率密度隨著區(qū)域點(diǎn)不同的變化,從測(cè)量中知道電磁場(chǎng)雖然會(huì)因?yàn)榫嚯x的增加而衰減,但是由于不同基地臺(tái)天線(xiàn)的輻射場(chǎng)型也不一樣,天線(xiàn)傾角也會(huì)隨著天線(xiàn)所需涵蓋范圍做出不同的調(diào)整,測(cè)量的地點(diǎn)也隨著該區(qū)域自然條件有所不同,所以測(cè)量的區(qū)域數(shù)據(jù)不一定會(huì)隨距離而變化,本次所測(cè)量的區(qū)域電磁場(chǎng)均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并建立區(qū)域電磁場(chǎng)分布情形,可提供給在基地臺(tái)周?chē)用褡鳛殡姶棚L(fēng)險(xiǎn)判定的參考。
參考文獻(xiàn)
考慮到城市交通路面的壓力問(wèn)題,如何有效利用城市空間成為人們密切關(guān)注的話(huà)題,而地下
軌道交通的建設(shè)開(kāi)始進(jìn)入人們的視線(xiàn)。盾構(gòu)法施工由于施工速度快、對(duì)地面建筑的影響較小
以及與路面交通之間沒(méi)有相互影響等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于地鐵隧道施工中來(lái)。但是盾構(gòu)法施工
同樣也存在一定的問(wèn)題,盡管盾構(gòu)法施工的技術(shù)相對(duì)較為安全可控,但是在進(jìn)行施工操作時(shí)
難免會(huì)對(duì)施工周?chē)浇耐馏w產(chǎn)生一定的影響。如果不能有效處理這個(gè)問(wèn)題,這將會(huì)給地面
建筑的正常使用帶來(lái)一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此,加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)法施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響分析非常
具有研究意義。基于此,文中筆者就當(dāng)前盾構(gòu)法施工對(duì)土體的擾動(dòng)影響進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)
之上對(duì)如何對(duì)盾構(gòu)施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響進(jìn)行有效控制措施進(jìn)行總結(jié)。
關(guān)鍵詞:盾構(gòu)施工、盾構(gòu)法、周?chē)h(huán)境、影響、防治措施
中圖分類(lèi)號(hào):U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、前言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,城市化進(jìn)程對(duì)城市道路的壓力也在急劇增加,為了有
效利用城市空間,發(fā)展地下空間成為當(dāng)前大中城市的必然之選。但是在進(jìn)行盾構(gòu)
施工時(shí),難免會(huì)對(duì)施工周?chē)h(huán)境產(chǎn)生一定的影響,如不能及時(shí)控制,將會(huì)危及到
施工周?chē)ㄖ陌踩?。因此,做好盾?gòu)施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響分析非常重要。
盾構(gòu)施工過(guò)程中,首先會(huì)引起施工周?chē)耐馏w松動(dòng),產(chǎn)生土層位移,最終導(dǎo)
致事先預(yù)埋的管線(xiàn)、與土層接觸的建筑物產(chǎn)生輕微的變形,影響到建筑物的正常
使用。而針對(duì)盾構(gòu)法施工影響周?chē)h(huán)境的研究,首先應(yīng)從土體擾動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析。
二、盾構(gòu)施工對(duì)周?chē)馏w擾動(dòng)分析研究
地鐵盾構(gòu)施工通過(guò)盾構(gòu)機(jī)(TBM)沿隧道土層掘進(jìn)、出渣,即時(shí)控制開(kāi)挖面與
圍巖不發(fā)生坍塌或失穩(wěn),并在機(jī)內(nèi)完成管片拼裝、形成襯砌,進(jìn)而實(shí)施壁后注漿。
地鐵盾構(gòu)施工引起土體的擾動(dòng)主要通過(guò)擠壓或松動(dòng)土體、加載與卸載、改變孔隙
水壓力引起土體性狀的變異、地表隆起或下沉等。針對(duì)盾構(gòu)施工對(duì)土體產(chǎn)生的影
響規(guī)律機(jī)理,國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了長(zhǎng)期大量的研究。
1、早期預(yù)測(cè)地表沉降的經(jīng)驗(yàn)公式
基于對(duì)隧道表面沉降槽形狀的觀察及大量實(shí)測(cè)值數(shù)據(jù),Peck最早提出了預(yù)測(cè)
地面變形的公式。1969年P(guān)eck首次提出了預(yù)測(cè)地表沉降的經(jīng)驗(yàn)公式,Peck認(rèn)為
隧道盾構(gòu)在施工階段地面沉降由土體損失引起,公式假定土體不可壓縮、不排水,
沉降槽體積等于土體損失的體積,橫向地面沉降量大致呈正態(tài)分布。估算公式為:
Peck公式對(duì)此后的工程實(shí)踐與科學(xué)研究有十分深遠(yuǎn)的影響,很多學(xué)者基于此
公式進(jìn)行修正研究。
Clough和Schmidt提出在飽和塑性粘土中,地表沉降槽寬度i=R(z/2R)0.8,
式中,z為隧道中心埋深;R為隧道半徑。隨后的研究中,Attwell等學(xué)者進(jìn)一
步修正了沉降槽寬度系數(shù)i;Oreilly和New則提出i和z近似線(xiàn)性相關(guān)。
2、隧道及地下結(jié)構(gòu)的彈塑性有限元分析
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)如今,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力已經(jīng)有了很大的提升,
從而使得了數(shù)值模擬分析盾構(gòu)法引起周?chē)h(huán)境的影響成為了可能。目前市場(chǎng)上有
很多有限元分析軟件,如:Midas-GTS、abaqus、ansys、Plaxis等。這些均可
應(yīng)用到盾構(gòu)施工中來(lái)。由于盾構(gòu)施工所引起的地面地表沉降是一個(gè)空間問(wèn)題,在
這個(gè)問(wèn)題上,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者也對(duì)此進(jìn)行了分析。3D非線(xiàn)性數(shù)值分析方法對(duì)計(jì)
算機(jī)的運(yùn)算能力要求相對(duì)較高,其工作量大,迭代不易收斂,通常情況下,研究
人員會(huì)將這種數(shù)值簡(jiǎn)化成二維問(wèn)題進(jìn)行分析,通過(guò)對(duì)環(huán)境參變量進(jìn)行變量控制,
可以在一定條件下能夠準(zhǔn)確得出結(jié)果。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)盾構(gòu)施工有限元模擬方法做過(guò)很多研究。RoweLo和Kack引入
反應(yīng)土體松散程度的間隙參數(shù)來(lái)模擬盾殼周邊土體擾動(dòng),大致過(guò)程為首先移除開(kāi)
挖土體,對(duì)隧道周?chē)馏w不施加約束,任其自由變形直到土體徑向收縮值達(dá)到預(yù)
設(shè)間隙參數(shù)值時(shí)再激活襯砌單元;張?jiān)频葘⒍芪部障?、盾尾注漿、盾構(gòu)機(jī)擾動(dòng)后
的土體簡(jiǎn)化為多種材料相互作用、具有一定厚度的整體,用等代層來(lái)模擬。
三、分析盾構(gòu)施工對(duì)周邊環(huán)境影響的一些控制因素
隧道盾構(gòu)會(huì)使周邊的土體發(fā)生相應(yīng)的改變,使之處在初始應(yīng)力狀態(tài),通過(guò)對(duì)
原狀土產(chǎn)生擠壓、剪切、扭曲等多重的應(yīng)力路徑,從而達(dá)到使底層變形的目的。
隧道盾構(gòu)的影響范圍與程度的深淺往往是由很多因素造成的,主要表現(xiàn)為以下幾
個(gè)方面。
1、地基土特性
隧道上方的土層會(huì)因?yàn)橐恍┮蛩貜亩斐梢恍┳匀惠d拱的出現(xiàn),這些自然載
拱的形成會(huì)把頂部的壓力平均分擔(dān)起來(lái)。地基土層的壓縮模量的大小將直接決定
地面沉降的大小。土層壓縮模量不大的情況下,就會(huì)對(duì)地面的沉降和水平位移受
模量的變化產(chǎn)生重大的影響。
2、隧道埋深、隧道直徑、管片參數(shù)的影響
盾構(gòu)施工引起的地層損失的大小往往是由盾構(gòu)的外徑D而決定的。D越大,
損失也會(huì)增大;D越小,損失從而也會(huì)變小。在沉降槽的寬度相同的情況下,最
大地面的沉降也會(huì)隨之發(fā)生改變;隧道覆土的厚度H越大,隨之最大的地面的沉
降就會(huì)變小,而且地面沉降槽的寬度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。從而得出最大地面沉
降會(huì)隨著盾構(gòu)外徑D或隧道覆土厚度H的比例不同所出現(xiàn)的結(jié)果也會(huì)不一樣。
在土壓力的影響下,隧道襯砌產(chǎn)生的變形也會(huì)對(duì)地層造成一定的損失。管片
的硬度將直接決定地層的損失,硬度越大,損失越??;硬度越小,從而損失也會(huì)
隨之增大。
3、土壓艙壓力值與盾構(gòu)推進(jìn)方向變動(dòng)
土層的壓力的大或小會(huì)使地面形成兩種局面,大則表現(xiàn)為地面隆起,小則表
現(xiàn)為地面的沉降。在遁構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中,TBM所出現(xiàn)的糾偏、叩頭、抬頭、曲線(xiàn)推
進(jìn)會(huì)使之出現(xiàn)超挖的情況,在這種情況下,就會(huì)導(dǎo)致?lián)p失更多的地層。
4、盾尾空隙與壁厚注漿的影響
千斤頂在推動(dòng)TBM前行時(shí),會(huì)使盾殼內(nèi)部的襯砌出現(xiàn)脫離的情況,這時(shí)盾尾
襯砌管片就會(huì)使土層間的土體出現(xiàn)松動(dòng),從而就會(huì)出現(xiàn)地面沉降。在管片脫離盾
尾的同時(shí)采取壁后注漿的措施從而來(lái)達(dá)到減小由于盾尾空隙引起的地應(yīng)力釋放
及地層損失。在實(shí)際灌漿壓力大于地層劈裂壓力的時(shí)候,漿液就會(huì)沿著劈裂面擠
入土體從而使地層發(fā)生一定的改變,同時(shí)也會(huì)把地面沉降增大,有效的控制注漿
壓力使之不大于地層辟裂壓力,這也是減輕盾構(gòu)施工擾動(dòng)地層的必要措施之一。
注漿量的大小也會(huì)使地層位移發(fā)生變化,注漿量太小的時(shí)候就不能把空隙填滿(mǎn),
注漿量太大的時(shí)候也會(huì)使地面出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象。漿液固結(jié)后會(huì)有部分析出水份滲
入到土層里面,這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致漿液體積發(fā)生變化,所以就會(huì)得出一個(gè)結(jié)論即盾尾
空隙體積一般都會(huì)小于實(shí)際注漿量。
四、防治措施分析
1、噪音防治措施
一般情況下,盾構(gòu)施工產(chǎn)生的噪音是不能超過(guò)該地區(qū)噪音限制標(biāo)準(zhǔn)值的,雖
然有的時(shí)候也會(huì)超出噪音標(biāo)準(zhǔn)值,但是人們總會(huì)想出一些辦法來(lái)減小這些噪音對(duì)
周?chē)用竦挠绊憽>唧w采取的措施有一下五點(diǎn):
(1)盡量使用一些噪音比較低的施工方法或是器械,以此來(lái)有效的減少施
工所產(chǎn)生的噪音;
(2)對(duì)施工的器械安裝消音裝置或是進(jìn)行隔音處理;
(3)合理安排器械使用的時(shí)間,盡量做到不影響周?chē)用竦恼I睿?/p>
(4)給予隧道施工人員添加隔音裝備;
(5)設(shè)計(jì)或購(gòu)買(mǎi)有關(guān)可隔音的裝備,做到是噪音減少到越來(lái)越小。
2、地表沉降及構(gòu)筑物變形的防治措施
(1)發(fā)生地表沉降歸根到底還是因?yàn)槎軜?gòu)施工時(shí)對(duì)土體的擾動(dòng)。因此,想
要減小地表沉降就必須從盾構(gòu)施工時(shí)進(jìn)行抓起,不斷強(qiáng)化施工技術(shù),以先進(jìn)的盾
構(gòu)施工來(lái)減小對(duì)土體的擾動(dòng),最終實(shí)現(xiàn)減小地表沉降現(xiàn)象。現(xiàn)階段,在進(jìn)行防地
表沉降中主要應(yīng)用密閉式盾構(gòu),這種盾構(gòu)對(duì)土體的擾動(dòng)影響很小,從而減小了地
表沉降現(xiàn)象。隨著環(huán)境保護(hù)的要求的逐步提高,這對(duì)盾構(gòu)施工所引起的地表沉降
的控制要求也在不斷提高。因此,研制具備自適應(yīng)能力的盾構(gòu)施工參數(shù)系統(tǒng)就成
為防地表沉降的有力措施。
(2)提高管片的抗?jié)B能力。地表沉降的主要原因是因?yàn)楣芷瑵B漏水。而導(dǎo)
致管片滲水主要是因?yàn)橐韵聨c(diǎn):一是因?yàn)榈叵滤鲃?dòng)使得土中細(xì)小顆粒發(fā)生移
動(dòng),使得土顆粒之間的間隙受到壓縮,進(jìn)而使得地表產(chǎn)生下降的現(xiàn)象。如在上海
地鐵一號(hào)線(xiàn)自1994年建成通車(chē)之后,在長(zhǎng)時(shí)間的地表沉降下,其沉降高度已經(jīng)
累計(jì)可達(dá)250mm,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的最主要原因就是區(qū)間隧道的滲漏水。二是因?yàn)?/p>
地下水位的下降使得土體中相應(yīng)增加了有效應(yīng)力,產(chǎn)生了土體固結(jié)的現(xiàn)象,最終
導(dǎo)致了地表沉降。因此,想要提高管片的抗?jié)B能力,就必須從設(shè)計(jì)階段、施工階
段、維護(hù)保養(yǎng)階段進(jìn)行綜合控制,采用這種“三合一”的防止提高管片的抗?jié)B能
力。
(3)構(gòu)筑物變形是一個(gè)非常容易出現(xiàn)的問(wèn)題,為防止構(gòu)筑物變形要提前做
好預(yù)防措施,如加固構(gòu)筑物,增強(qiáng)它的抗變形能力,或者采取一些隔離措施;當(dāng)
構(gòu)筑物已經(jīng)變形的時(shí)候,就要采取彌補(bǔ)措施,將已經(jīng)變形的構(gòu)筑物進(jìn)行糾正,不
同的變形程度要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果和施工場(chǎng)地的因素采取不同的彌補(bǔ)措施。
五、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,地鐵的發(fā)展很大程度緩解了城市交通壓力,在地鐵工程建設(shè)給我
們帶來(lái)便利的同時(shí),地鐵的修建對(duì)周?chē)h(huán)境的影響是我們必須要考慮的問(wèn)題。地
鐵盾構(gòu)施工對(duì)施工周?chē)h(huán)境的影響與施工環(huán)境周?chē)耐馏w、土層及地面建筑物之
間相互作用而產(chǎn)生的結(jié)果,但這種影響也不是不可控制的,設(shè)計(jì)方案的合理與否、
施工過(guò)程是否嚴(yán)格執(zhí)行等都是減小盾構(gòu)施工對(duì)環(huán)境影響的主要因素。因此,為了
環(huán)節(jié)城市交通壓力,為人們的出行提供便利,做好盾構(gòu)施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響的
控制非常具有研究意義。
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