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 熊艾玲

 (上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院，上海200125)

摘要：以上海市復(fù)興巾路（重慶南路-西藏南路）道路積水改善工程為例，介紹在軌道交通隧道上方K距離平行敷設(shè)排水管道的設(shè)計思路與研究。通過設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新，采用巖土軟件MIDAS／GTS進(jìn)行數(shù)值模擬計算，用數(shù)據(jù)分析驗證溝槽開挖可能對軌道交通產(chǎn)生的影響，提出切實可行、安全可靠、可推廣的工工程實施方案。有效解決排水管道與軌道交通平行敷設(shè)之間的相互矛盾，開創(chuàng)在平行軌道交通隧道上方、長距離開挖施工排水管道的先河，對今后類似工程極具參考價值。

關(guān)鍵詞：平行軌道交通區(qū)間：數(shù)值模擬；軌道交通監(jiān)測

中圖分類號：TU992.23  文章編號：1004-4655( 2016) 02-0087-02

 近年來很多城市在建設(shè)軌道交通，中心城區(qū)是軌道交通各條線路交匯的密集區(qū)域，且大部分線路均已建成運營，隨著排水標(biāo)準(zhǔn)的提高，中心城區(qū)的部分排水設(shè)施與軌道交通同步實施改建存在時間差，常遇到在已運行的軌道交通上方埋設(shè)排水管道。上海以往的T程經(jīng)驗均是排水管道和軌道交通隧道區(qū)間呈局部的“點狀”相交，未有較長距離與軌道交通平行敷設(shè)的排水管道工程。本文就最具有代表性的復(fù)興中路道路積水改善工程開展在平行于運行軌道交通區(qū)間上方敷設(shè)排水管道的設(shè)計與研究。

1工程概況

1.1項目背景

 復(fù)興中路（重慶南路-西藏南路）排水管道改建是由上海市排水管理處2014年投資建設(shè)的積水點改善工程，該項目位于黃浦區(qū)中心地區(qū)，主要解決區(qū)域系統(tǒng)排水瓶頸，提高地區(qū)防汛排水能力，沿線按規(guī)劃新建DN1200~DN1800合流干管1.2 km。本工程排水管道下方有軌道交通L10隧道區(qū)間通過，上行線隧頂標(biāo)高-6.023 2～-11.407 0 m，下行線隧頂標(biāo)高-6.050 8~-11.398 2 m。新建排水管與軌道交通L10隧道區(qū)間的位置關(guān)系圖見圖1。

1.2設(shè)計難點

 1)在上海地區(qū)史無前例，無經(jīng)驗可循。以往市政及軌道交通配套項目中新建排水管均和軌道交通“點狀”相交，而本工程新建DN1200~DN1800排水管，全線1.2 km，與運行中的軌道交通L10平行；排水管基礎(chǔ)離軌道交通隧道頂部較近，凈距約5.70~10.00 m；溝槽開挖深度3.11~5.22 m，寬度2.60~3.50 m，卸去軌道交通盾構(gòu)上方覆土最多達(dá)37.32%，對設(shè)計提出新的挑戰(zhàn)。

 2)項目前期遭軌道交通運營監(jiān)管部門否定，項目幾乎中止。上海地區(qū)乃至全國并無先例，軌道交通管理部門也是首次經(jīng)歷，無實施數(shù)據(jù)可參考。軌道交通審批部門提出，項目如要實施，設(shè)計單位必須提供可靠的數(shù)據(jù)支撐及論證分析。

 3)將新建排水管道改至周邊道路的方案不可行。對工程所屬的魯班、復(fù)興東排水系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，提出多條改道方案，經(jīng)水力分析計算，結(jié)合周邊道路、建筑物、管線及工程投資多方案比選，改道方案不具備條件，無法實施。

 4)工程建設(shè)條件復(fù)雜，方案實施難度較大。工程地處市中心繁華地段，現(xiàn)場道路狹窄，道路兩側(cè)多為老式建筑物，房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)較差；且周圍有多處保護(hù)建筑；此外，沿線還有較多非開挖信息光纜（信息18孔、21孔、34孔）、大口徑的DN1200上水管、DN700中壓天然氣與新建排水管平行；道路上方還建有24路電車架空電纜。新建排水管斷面示意圖見圖2。

2解決方案

 1)優(yōu)化設(shè)計管位。結(jié)合地上、地下公用管線敷設(shè)要求、施工條件、對保護(hù)建筑物的影響以及道路紅線等多項因素，與上海市管線規(guī)劃部門共同研究新排管道位于軌道交通上、下行隧道中間及外側(cè)的可行性。最終確定在偏離隧道正上方的線位方案，對公用管線、道路設(shè)施、現(xiàn)狀建筑物動拆遷、施工安全、施工周期、工程投資等各方面的影響較小，具有可操作性。

 2)確定施工方法。從施工條件、縮短工期、環(huán)境保護(hù)、降低投資等多方面對頂管施工和開槽埋管進(jìn)行分析比選，確定采用分段開挖、板樁圍護(hù)的快速施工方法，減少基坑50%的敞開時間，進(jìn)而有效減少土體回彈量和軌道交通隧道結(jié)構(gòu)位移量。

 3)突破禁區(qū)、達(dá)成共識。在項目設(shè)計過程中．設(shè)計人員主動與軌道交通運營管理部門、市交管處進(jìn)行溝通，搭建軌道交通和建設(shè)單位之間的溝通橋梁，對采取的施工方法、溝槽圍護(hù)方式進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)多方案比選，充分論證排管施工實施的可行性，并提出可靠的數(shù)據(jù)支撐，經(jīng)軌道交通運營管理部門專項評審、取得肯定的技術(shù)審查意見后編制完成工可、初設(shè)、施工圖，使在軌道交通隧道結(jié)構(gòu)上方的溝槽基坑工程從不可能變?yōu)榭赡堋?

 4)技術(shù)創(chuàng)新，支撐設(shè)計方案。溝槽開挖采用軟件MIDAS/GTS進(jìn)行數(shù)值模擬，計算結(jié)論滿足《上海市軌道交通沿線建筑施工保護(hù)軌道交通技術(shù)管理暫行規(guī)定》[滬市政法( 94)第854號]中軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)施絕對沉降量及水平位移量≤20 mm，有力支撐設(shè)計方案具有可操作性。

 5)降低設(shè)計方案風(fēng)險。設(shè)計中根據(jù)風(fēng)險評估報告提出軌道交通區(qū)間保護(hù)、建（構(gòu)）筑物保護(hù)、爆炸、臨近管道保護(hù)4個風(fēng)險源逐項分解，提出按管節(jié)長度（每段6m）分段開挖埋設(shè)后及時回填、避開軌道交通運營高峰期，安排在夜間排管的施工措施，并細(xì)化管線保護(hù)和監(jiān)測措施。

 6)節(jié)約工程造價。推薦的設(shè)計方案避免民宅動拆遷、非開挖信息管線的搬遷費用，極大節(jié)約工程投資。通過設(shè)計前期對現(xiàn)狀管線、公交、沿線建筑物、排水現(xiàn)狀充分調(diào)研，仔細(xì)排摸，收集相關(guān)基礎(chǔ)資料，工程前期費做到全面不漏項，確保施工階段工程實施預(yù)算可控。

3設(shè)計創(chuàng)新

 溝槽開挖采用“拉森鋼板樁+注漿”的圍護(hù)方式，采用具備高級非線性分析功能的巖土分析軟件MIDAS/GTS進(jìn)行數(shù)值模擬，分析對周邊環(huán)境，尤其是處于運營中的軌道交通L10隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

 數(shù)值模擬取溝槽基坑開挖施工的極限情況和相應(yīng)的工程地質(zhì)參數(shù)為分析工況和依據(jù)，采用7步施工工序?qū)φ麄�溝槽基坑開挖全過程進(jìn)行有限元非線性數(shù)值模擬分析得出：處于溝開挖正下方的軌道交通隧道結(jié)構(gòu)，最大的豎向位移約為5 mm，最小約為3.9 mm；距離溝槽相對較遠(yuǎn)的軌道交通隧道結(jié)構(gòu)，豎向位移僅在1mm左右。該結(jié)果滿足上海保護(hù)軌道交通技術(shù)管理的規(guī)定，獲得評審專家認(rèn)