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沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：付强

[导读] 摘要：位于广州市番禺区某浅层雨水系统工程，主要解决该片区及周边片区水浸问题。

        广州大学土木工程学院广东广州 510006
        摘要：位于广州市番禺区某浅层雨水系统工程，主要解决该片区及周边片区水浸问题。设计内容主要为雨水箱涵及配套的雨水收集设施，主要建设内容为雨水箱涵。分析2.35×2.2m箱涵的施工过程对临近地铁的影响，利用迈达斯对整个施工过程进行模拟，认为拟建沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑施工期间对邻近地铁结构形成一定影响，但不危及地铁结构的安全，不影响地铁后期的开通和运营，为后期施工提供有利建议及排除部分隐患。
        关键词：数值模拟；三维建模；结果分析
        1.编制依据
        本咨询报告依据国家及地区的相关规范、规程及行业惯例编制，采用甲方提供的勘察、设计图纸，并搜集了地铁相关图纸，主要编制依据如下：
        (1)《城市轨道交通隧道结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202-2013）
        (2)广东省标准《城市轨道交通既有结构保护技术规范》（DBJ/T 15-120-2017）
        (3)《城市轨道交通地下工程风险管理规范》(GB 50652-2011)
        (4)《广州市城市轨道交通结构安全保护技术标准及规定》
        (5)《广州市城市轨道交通管理条例》
        (6)《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）2009版
        (7)《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
        (8)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）2015版
        (9)《铁路隧道设计规范》（TB10003-2016）
        (10)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
        (11)《地铁设计规范》（GB50157-2013）
        (12)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
        (13)《广州市轨道交通二十二号线工程》相关勘察资料；
        (14)《广州轨道交通二十二号线工程番禺广场站-祈福站区间隧道平纵断面图》；广州地铁设计研究院股份有限公司，2018.12；
        (15)《广州市轨道交通工程二十二号线番禺广场站-祈福站区间联络通道设计图》；广州地铁设计院股份有限公司；2019.11；
        (16)《沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程变更方案图纸》；安徽省城建设计研究总院股份有限公司，2020.02；
        (17)《沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程岩土工程勘察报告》；安徽省城建设计研究总院股份有限公司，2019.07；
        (18)《基坑钢板桩支护专项施工方案及平面布置图》；金中天水利建设有限公司；
        (19)《沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程施工进度计划及保证措施》；金中天水利建设有限公司；
        (20)沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程施工组织方案》；金中天水利建设有限公司。
        2.工程概况
        浅层雨水系统工程，位于广州市番禺区沙头街大罗村，主要解决该片区大罗村及周边片区水浸问题，工程位置如图1 1所示。设计内容主要为银平路雨水箱涵及配套的雨水收集设施，主要建设内容为雨水箱涵。沿银平路新建B×H：2.35×2.2m箱涵从西向东133m，2.75×2.2m箱涵连接到市广路处箱涵316m，向东排入市广路2条4×2m雨水箱涵中，箱涵坡度0.001，埋深范围在1.8~3.8m之间，主要转输大罗村西部及榄山村雨水，收水范围约113.4公顷，市广路与银平路交叉口段现状两条4×2m雨水箱涵做连通处理。
        3.三维建模说明
        沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程位于地铁线上方，其中基坑围护结构与地铁顶部最小水平净距为8m；开挖基坑底部与地铁顶部最小净距为15m。
        基坑采用明挖法进行开挖施工，采用了钢板桩支护结构，邻近地铁侧的基坑开挖深度5m。因此，沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑的施工可能对邻近的地铁结构造成不利影响。为此，根据沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑与邻近地铁结构的工程地质特征，结合沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑设计、施工方案及邻近地铁结构设计相关资料，使用midas GTS/NX软件建立三维整体模型，模拟计算沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑施工对邻近地铁结构的不利影响，重点分析基坑开挖及回填施工期间地铁结构的变形和内力情况，进而评估邻近地铁结构的安全状态和地铁的运营安全状态。
        4.地铁结构水平位移计算结果分析
        各工况下地铁结构水平位移极值如图4 13所示。由图可知，拟建基坑施工期间，地铁结构水平位移随项目施工过程快速减小再缓慢增大，项目施工过程中，水平位移极值为0.38mm，出现在工况3（基坑开挖）。

4.1地铁结构竖向位移计算结果分析
各工况下地铁结构竖向位移极值图4 14。由图可知，拟建基坑施工期间，地铁结构竖向变形为沉降，地铁结构竖向位移随项目施工过程先快速减小再缓慢增大，位移极值为0.80mm，出现在工况3（基坑开挖）。

        图4 14 各工况下地铁结构竖向位移极值曲线图
        4.2地铁结构弯矩计算结果分析
        地铁结构弯矩随项目施工过程呈平稳的趋势，地铁结构弯矩最大初始值为733.37 kN•m，地铁结构弯矩极值为735.06kN•m，弯矩增量为1.69kN•m，增幅为0.23%。
        结论
        本报告采用三维有限元整体模型分析了拟建沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑施工对邻近地铁二十二号线结构的影响，得到各工况条件下地铁结构的变形与内力，由以上分析结果综合判断，认为拟建沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程基坑施工期间对邻近地铁结构形成一定影响，但不危及地铁结构的安全，不影响地铁后期的开通和运营。
        参考文献：
        [1]城市排水(雨水)防涝综合规划编制思考[J]. 林涛. 中国给水排水. 2015(14)
        [2]《沙头街银平路段新建浅层雨水系统工程岩土工程勘察报告》；安徽省城建设计研究总院股份有限公司，2019.07；