城市轨道交通保护区市政施工安全影响评估及安全保护

安全运营
作者简介：张睿（1982—），男，高级工程师
城市轨道交通保护区市政施工安全影响评估及安全保护
张 睿，钟有信，宋 茂，雷 浩，刘红刚，王忠政
（南宁轨道交通集团有限责任公司，广西南宁 530028）
摘 要：近年来随着城市轨道交通建设规模不断扩大，城市轨道交通保护区内建设项目管理日益重要。

文章以南宁市轨道交通 2 号线东延线配套道路工程及南宁市良玉大道（平乐大道—东风路）缆线管廊工程施工对既有城市轨道交通结构安全产生影响为例，采用有限元软件，模拟该市政工程在不同施工阶段引起南宁市轨道交通 2 号、3 号线平良立交站部分附属结构变形以及产生的内力影响并进行分析，提出在轨道交通保护区内市政施工的安全保护措施。

关键词：城市轨道交通；保护区；市政工程施工；安全影响评估；安全保护中图分类号：U459.3
1 引言
南宁市轨道交通是服务于中国广西壮族自治区南宁市的城市轨道交通系统。

其第一条线路于2016年6月 28日开通试运营，该条线路的开通使广西壮族自治区成为中国第一个开通城市轨道交通的少数民族自治区。

截至2020年11月23日，南宁市轨道交通运营线路共有4条，即南宁市轨道交通1号线、南宁市轨道交通2号线（简称 “2号线”）、南宁市轨道交通3号线（简称 “3 号线”）、南宁市轨道交通4号线，里程总长为108 km ，共设车站87座（换乘站重复计算）。

截至2021年1月，南宁市轨道交通在建线路1条，为南宁市轨道交通5号线一期；另有备建线路2条，分别为机场线、武鸣线。

随着城市化进程的快速推进，影响南宁市轨道交通结构安全的各类物业开发、市政道路、管网配套等外部作业施工大幅攀升，近年来结构受损事件时有发生，如外部作业导致城市轨道交通结构倾斜和沉降、隧道被钻穿、盾构收敛变形和管片开裂等。

如果不加强城市轨道交通结构安全的保护管理并采取必要保护措施，将危及城市轨道交通结构安全并影响其正常运营。

作为缓解城市交通压力的首选方案，城市轨道交通的安全保护对保证城市交通安全至关重要，需要建设单位、施工单位、监测单位、评估单位、轨道公司多方联动，形成整体。

2 市政施工安全影响评估
本文采用有限元软件（Midas ）模拟 2号线东延线配套道路工程及南宁市良玉大道（平乐大道—东风路）缆线管廊工程不同施工阶段引起2号、3号线平良立交站附属结构变形以及产生的内力影响并进行分析，提出了在城市轨道交通保护区内市政施工的安全保护措施。

2.1 项目概述
2号线东延线配套道路工程及良玉大道缆线管廊工程主要包含污水管道工程和缆线管廊工程。

拟建污水管道工程起点位于良玉大道南侧，沿北穿越良玉大道，经平良立交向北走向平乐大道，沿平乐大道西侧南北走向敷设。

拟建缆线管廊工程起点位于平乐大道东侧，穿越平乐大道向北走向平良立交，在平良立交西南侧转向良玉大道。

2号、3号线在平良立交交口设置平良立交站，
图1 污水管道工程与城市轨道交通结构平面关系图
图2 污水管道工程与城市轨道交通结构竖向关系图
本工程上穿2号线那平区间，临近平良立交车站附属结构（5号风亭、Ⅱ号出入口及Ⅰ号出入口），那平区间结构与管道底竖向净距为14.21 m，管道工作井W7结构距离5号风亭水平净距为3.93 m。

污水管道与城市轨道交通各结构的边线关系见表1。

图3 线缆管廊工程与城市轨道交通结构平面关系图
图4 线缆管廊工程与城市轨道交通结构竖向关系图
图5 线缆管廊结构断面（单位：mm ）
图6 线缆管廊基坑开挖断面
表3 工程与城市轨道交通结构接近程度表 城市轨道交通结构与工程基坑间距离出入场线明挖段0.236Ⅳ号出入口 2.4（3号风亭及5号安全入口
1.4（4号安全出入口及3号线消防水池（正在建设）0.4（1号和2号物业接口及Ⅲ号出入口（正在建设）
0.3（6号风亭（正在建设）0.2（2号线消防水池0.2（那平区间左线14.26那平区间右线14.215号风亭 1.25（Ⅱ号出入口 3.93（Ⅰ号出入口
4（构外边形外侧50 m 内），应确定外部作业影响等级。

2号线东延线配套道路工程及良玉大道缆线管廊
工程与2号、3号线平良立交站附属结构的最小净距为0.2 m ，结构影响关系见表3、表4。

针对2号3号线平良立交站结构根据CJJ/T
图8 出入场线明挖段结构最大变形（单位：mm ）
0.1%0.2%0.3%0.2%0.1%0.3%0.7%0.4%0.3%1.0%51.3%44.9%
2.0%16.4%12.8%9.8%6.5%7.7%10.8%17.2%9.1%5.7%1.7%0.3%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
2.4 计算工况设计
本项目计算工况设计如下：
工况1：初始状态；工况2：缆线管廊第一期开挖；工况3：缆线管廊第一期浇筑；工况4：缆线管廊第一期回填；工况5：缆线管廊第二期开挖；工况6：缆线管廊第二期浇筑；工况7：缆线管廊第二期回填；工况8：其他区域浇筑；工况9：其他区域回填；工况10：顶管井施工；工况11：污水管基坑支护、开挖；工况12：污水管安装；工况13：污水管基坑回填；工况14：W5-W6顶进安装；工况15：W7-W6顶进安装；工况16：W7-W8顶进安装；工况17：W9-W8顶进安装；工况18：W9-W10顶进安装；工况19：其他顶管完成；工况20：工程完成。

图7 工程及城市轨道交通结构有限元模型
向变形为1.58 mm 风亭及Ⅱ号出入口最大竖向变形为变形为0.08 mm 最大横向变形为的规定之附录图10 5号安全出口及号风亭结构最大变形（单位：mm ）
+1.242 76e+000+1.149 56e+000+1.056 35e+000+9.631 46e -001+8.699 41e -0010.1%0.3%0.2%0.4%0.7%0.5%3.3%14.5%17.2%19.4%23.4%19.4%
1.0%4.8%5.4%9.8%1
2.5%21.0%18.9%1
3.4%10.3%1.3%1.3%0.4%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
图9 Ⅳ号出入口最大变形（单位：mm ）
1.3%0.2%0.6%5.6%6.0%8.1%6.6%5.8%6.3%16.2%21.3%2
2.0%
3.9%3.0%10.6%1
4.8%8.8%13.0%11.0%7.8%11.7%
5.0%
6.6%3.9%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
形发生于W7-W8顶进安装阶段其最大横向变形为0.08 mm ，方向向线缆管廊侧变化位置在5号风亭结构顶部，此变形发生于污水管基坑支护、开挖阶段，见 图12。

（7）Ⅰ出入口最大竖向变形为0.07 mm ，上浮变形，位置在Ⅰ号出入口结构靠近W8顶管井一侧，此变形发生于顶管井施工阶段；图11 2号线消防池及号风亭结构最大变形（单位：mm ）
1.2%1.6%6.1%5.0%8.8%17.2%21.3%11.3%7.6%7.7%9.5%
2.9%
1.9%10.8%26.2%36.7%21.8%1.1%0.9%0.0%0.2%0.1%0.1%0.2%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
图12 5号风亭及Ⅱ号出入口结构（单位：mm ）
0.4%0.7%1.8%3.3%3.5%4.2%5.7%7.4%12.2%23.2%25.4%12.2%
0.7%1.2%1.3%2.0%13.3%26.5%23.3%13.9%13.1%2.5%1.9%0.4%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
（2）线缆管廊、污水井、管道等基坑的开挖施工是诱发城市轨道交通结构变形的主要因素（3）经验算城市轨道交通结构楼板侧墙、梁、柱结构配筋及裂缝满足规范要求。

2.6.2 监测建议
（1）监测项目。

监测项目内容为、3号线平良立交站部分附属结构，出入场线明挖段盾构井筒。

监测关注点为城市轨道交通监测项目受施工影响区间的结构计要求。

基坑开挖按照设计要求采取支护措施生坍塌事故造成城市轨道交通结构破坏（6）管线格开挖，分格开挖最大仓面开挖按设计自上而下分层进行对现有管线的保护措施（7）顶管工作坑采用机械挖上部土方时专人指挥装车图13 Ⅰ号出入口结构最大变形（单位：mm ）
1.9%1.7%3.6%13.6%11.7%10.0%8.8%11.8%7.3%
2.3%4.0%2
3.2%
4.2%14.7%9.0%10.4%11.9%27.4%4.2%4.7%2.9%4.2%4.1%2.2%
a 最大竖向变形
b 最大横向变形
灌进入城市轨道交通。

（12）施工前要制定完善的应急预案，当引起结构变形或变形速率达到控制值时，应立即停止施工并采取应急措施，防止变形进一步扩大。

（13）施工中必须严格按照设计要求进行监测工作，保证结构安全。

当变形量或变形速率较大时，加密监测和加强分析，如有异常，应停止施工，分析原因，并及时通知设计单位、城市轨道交通管理部门、建设单位等，在采取有效措施后才能继续施工。

3 结语
城市轨道交通保护区内外部施工作业应以严谨的设计方案、施工方案、评估报告为依托，第三方监测数据为支撑，加强施工现场巡查，建立长期有效的联动机制，才能保障城市轨道交通结构的安全，降低外部作业对运营的影响。

本文以在南宁市轨道交通保护区内的2 号线东延线工程配套道路工程及南宁市良玉大道（平乐大道—东风路）缆线管廊工程施工对2号、3号线平良立交站部分附属结构的影响为研究对象，进行数值模拟分析，得出施工的关键影响工序，并据此提出对城市轨道交通的相关安全保护措施，对施工、设计具有指导意义。

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收稿日期 2021-07-05
责任编辑安小璟
Safety assessment and safety protection of municipal
construction in urban rail transit protection areas Zhang Rui, Zhong Y ouxin, Song Mao, et al. Abstract: With the development of urban rail transit projects in recent years, construction project management in urban rail transit areas has become increasingly important. This paper uses the supporting road project of Nanning rail transit line 2 east extension project and the cable gallery project of Nanning Liangyu Avenue (Pingle Avenue–Dongfeng Road) as examples to evaluate the safety impact on the existing structure of the urban rail transit. Finite element software is used to simulate the infl uence of different construction stages of municipal engineering on the structural deformation of the subsidiary structures of the Pingliang overpass station of Nanning rail transit lines 2 and line 3 structure, and the internal forces produced are analyzed. Through this, safety protection measures for municipal construction in rail transit protection areas are put forward.
Keywords: urban rail transit, protection area, municipal engineering construction, safety assessment, safety protection。