上海市地下工程汛期灾害防范的初步探讨

来源：职称驿站所属分类：地质论文发布时间：2012-05-29 09:38:19浏览：次

　　前言
　　随着经济的迅速发展，上海市城市人口越来越密集，地下空间的利用程度越来越高，地铁、越江隧道、大型地下商场、地下车库、民防设施等地下设施的建设数量也与日俱增，相应的地下公共工程防汛安全问题也日益突出。由于上海位于所在地区属北亚热带海洋季风气候，气候温和，雨水充沛，每年6-9月为上海主汛期，梅雨、台风、突发大暴雨等诱发灾害的天气出现频率较高，城市排水及地下工程的防汛安全问题尤为突出。
　　1上海市地下工程防汛的相关要求
　　上海市近几年出现了多起因灾害天气造成的地下工程积水情况，造成了严重的损失。其中，2005年汛期有2次台风严重影响上海，即“麦莎”和“卡努”台风；2007年9月“韦帕”和10月超强台风“罗莎”及南下冷空气的共同影响，均对申城造成了不小的影响。
　　在日益严峻的防汛安全形式下，上海市最早于2003年出台了《上海市防汛条例》，2004年出台了《上海市地下公共工程建设防汛影响专项论证管理暂行办法》，根据相关规定，下列地下公共工程建设，应当委托具有相应资质的设计单位对地下公共建设工程进行防汛影响专项论证：（一）穿越重要防汛设施的（重要防汛设施指江河堤防、水闸、污水输送干线管道、直径800mm以上的排水管道或者雨水、污水泵站）；（二）基坑边缘与重要防汛工程设施外侧距离小于基坑开挖深度四倍的；（三）地下公共工程实施基坑工程建筑面积超过4000m²。
　　2地下工程汛期灾害防范的主要思路
　　根据笔者多年来从事地下工程防汛影响专项论证工作的经验，对于地下工程汛期灾害防范主要针对施工期和使用期两个阶段进行，笔者结合工作经验就这两点提出一些初步探讨。其中施工期注重基坑工程施工对周边重要防汛工程设施（即江河堤防、水闸、污水输送干线管道、直径800mm以上的排水管道或者雨水、污水泵站）的影响分析，后者注重地下工程使用期自身防汛安全的分析，也即地下工程运营期挡水能力、排水能力分析，以及应急情况下的防范措施。
　　根据上海较浅的地下工程一般采取“放坡开挖+复合土钉墙”、“搅拌桩止水帷幕+钻孔灌注桩”的围护型式，对于深基坑通常采用“钻孔灌注桩止水帷幕+地下连续墙+支撑”的围护型式。桩基工程和基坑开挖卸载不可避免对对基坑周边外土体产生位移变形，如基坑周边环境存在市政管线、河道护岸、泵站等防汛设施，则将对上述防汛设施产生影响。根据上海市土层特性及地下工程的特点，一般按照四倍基坑开挖深度的范围论证基坑施工期对周边防汛设施的影响，对于无止水帷幕放坡开挖的基坑，则按十倍放坡开挖深度范围进行防汛安全分析。
　　2.1施工期基坑工程汛期灾害防范
　　基坑工程周边普遍存在市政管线，此外河道护岸等也属于常见的防汛设施。笔者在解决实际工程项目的过程中，采用了Plaxis有限元模型模拟了基坑开挖卸载后周围土体的变形影响，研究结果表明以上设施距离基坑边缘的位置、基坑开挖深度、围护型式、土层特性等因素决定了其变形幅度。一般来说，围护桩体抗弯能力越强，周边土体相应的变形幅度越小。对于深基坑工程，为了减少基坑开挖对周边土体的变形影响，通常在基底采取搅拌桩加固，坑内设置支撑的形式。一般经验表明，距离基坑两倍基坑开挖深度的位置，垂直位移最为明显。
　　基坑围护体和桩基工程施工过程中，将产生大量的泥浆水以及施工人员的生活污水，由于不规范、不文明施工现象造成施工临时排水堵塞市政管线的情况时有发生。因此上海市采取了严格的施工临时排水许可制度，加强施工期临时排水的管理，避免影响防汛安全的事故发生。
　　跨越汛期的基坑施工可能遭遇大暴雨情况，一旦基坑泡水可能导致基坑失稳或管涌渗漏等灾害情况的发生。考虑大暴雨情况影响下的施工安全性，一方面可采取土工布等防雨遮盖措施，另外一方面按照上海30年一遇的暴雨重现期强度复核计算基坑范围内的暴雨积水量，从而配置相应的排水设施。
　　2.2使用期地下工程汛期灾害防范
　　地下工程投入使用后（即运营期），地下工程汛期主要防范从两个角度考虑：1）地下工程的挡水能力；2）地下工程的排水能力。地下工程各坡道连通了室外与地下空间，当汛期突发的大暴雨在室外产生积水时，有可能通过各坡道出入口漫入地下空间。各坡道的永久挡水措施主要包括坡顶驼峰、集水沟、坡道侧墙、坡道上方雨篷等，一旦发生外水漫入地下工程内部，则需调用地下室内排水泵等措施进行强排。
　　考虑到一些地下工程所处的地势较低等因素，为应付频发的暴雨天气，各坡道出入口可以考虑设置应急挡水闸板使用。目前应急挡水闸板等防汛物资已普遍的应用于上海市地铁站的出入口。
　　3目前存在的主要问题
　　地下空间作为城市的一个重要组成部分，正日益发挥着重要重用，而作为城市防汛安全的一个重要组成部分，目前还尚未得到社会各方面的重视。地下工程施工期间的防汛安全意识还不够强，建设单位一般着眼于工程建设本身的质量，而忽视了施工过程中可能造成对周边防汛设施的影响，此外基坑工程的监测还不够规范和严格，监测过程中往往未将防汛设施纳入监测范围，或者防汛设施监测值出现了超过报警值等现象。在今后的地下工程汛期安全防范工作中，以上问题需要加以重视，并加以规范管理。
　　4结论
　　目前，地下工程的汛期安全问题日益突出，通过进一步健全相关法规和管理，地下工程汛期灾害的防范将会得到进一步的落实，从而更好的发挥城市地下空间的作用。