上海市地下工程防汛論證導(dǎo)則修訂研究

張琳琳

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

1 研究背景

上海的地下空間開發(fā)建設(shè)體量正以每年近500萬m2遞增[1]，其防汛安全備受關(guān)注。2015年10月，《地下公共工程防汛影響專項(xiàng)論證報(bào)告編制導(dǎo)則》[2]（以下簡(jiǎn)稱“《導(dǎo)則》”）編制完成，并向全市相關(guān)單位進(jìn)行了宣貫。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今全市已有600余項(xiàng)地下工程，在《導(dǎo)則》的指導(dǎo)下開展了防汛論證工作，為全市的地下工程防汛安全奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而上海市地下工程防汛論證工作仍存在諸多問題亟待解決，同期國(guó)家、地方的法律法規(guī)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)規(guī)定也進(jìn)行了較大的更新，客觀上存在對(duì)《導(dǎo)則》進(jìn)行修訂的需要。

2 對(duì)建設(shè)項(xiàng)目基本概況的修訂

2.1 地理位置

對(duì)于臨近河道建設(shè)的項(xiàng)目，增加對(duì)河道藍(lán)線的調(diào)查，并分析建設(shè)項(xiàng)目用地紅線與規(guī)劃河口線、規(guī)劃陸域控制線的關(guān)系，項(xiàng)目用地紅線不得進(jìn)入規(guī)劃河口線以內(nèi)，一切臨時(shí)或固定建筑物不得侵占河道陸域管理范圍，如需臨時(shí)占用河道陸域管理范圍的，建設(shè)單位應(yīng)辦理相關(guān)行政手續(xù)。

2.2 項(xiàng)目背景

應(yīng)包括建設(shè)項(xiàng)目的立項(xiàng)批復(fù)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、擬建構(gòu)筑物組成、地塊與周邊出入口分布，全面介紹地下工程的建筑、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地下防水設(shè)計(jì)、基坑概況等；明確論證范圍以及所涉及的防汛設(shè)施情況。

2.3 前期工作概況

應(yīng)包括全面調(diào)查項(xiàng)目自立項(xiàng)至論證報(bào)告編制之日的行政審批、勘察、設(shè)計(jì)、基坑、評(píng)審、施工等環(huán)節(jié)的進(jìn)展情況，應(yīng)當(dāng)全面搜集項(xiàng)目后續(xù)工作的擬定時(shí)間，施工進(jìn)度計(jì)劃應(yīng)包括但不限于開工日期、工程樁施工、基坑圍護(hù)施工、基坑開挖、澆筑大底板、地下結(jié)構(gòu)出±0.00與擬竣工日期等與防汛安全密切相關(guān)的信息；應(yīng)當(dāng)調(diào)查周邊規(guī)劃道路、河道的規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及實(shí)施進(jìn)度情況。

3 對(duì)自然環(huán)境及防汛設(shè)施情況的修訂

地形、地質(zhì)情況應(yīng)以本項(xiàng)目場(chǎng)地的地質(zhì)勘察報(bào)告為基礎(chǔ)，同時(shí)要具有防汛論證工作的特殊性，首先，地形地貌除了地質(zhì)勘察報(bào)告的相關(guān)內(nèi)容外，還應(yīng)當(dāng)區(qū)分建設(shè)過程中和建成使用后，全面介紹項(xiàng)目場(chǎng)地、周邊道路、鄰近場(chǎng)地、河道堤防的標(biāo)高；其次，應(yīng)當(dāng)對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)的明浜、暗浜情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘。

應(yīng)當(dāng)對(duì)項(xiàng)目所在區(qū)域內(nèi)的歷史暴雨資料進(jìn)行調(diào)查，暴雨資料應(yīng)全面、詳實(shí)、有針對(duì)性，宜采用鄰近雨量站的降雨實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。應(yīng)調(diào)查周邊區(qū)域近五年的遭受洪澇災(zāi)害及道路積水情況。

應(yīng)調(diào)查項(xiàng)目所在水利片區(qū)或圩區(qū)的規(guī)劃除澇水位、常水位和低水位（或預(yù)降水位），并調(diào)查項(xiàng)目區(qū)域附近具有代表性的水文站點(diǎn)歷年出現(xiàn)的最高水位。

河道水系調(diào)查應(yīng)全面詳細(xì)，從水利片區(qū)、圩區(qū)（如有）、臨近河道等三個(gè)層面進(jìn)行調(diào)查，片區(qū)、圩區(qū)應(yīng)注重調(diào)查其現(xiàn)狀基本情況和規(guī)劃情況，提供圩區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃示意圖，對(duì)河道、防汛除澇設(shè)施的情況做明晰的表述；臨近河道應(yīng)調(diào)查其現(xiàn)狀及規(guī)劃斷面要素以及河道堤防結(jié)構(gòu)資料；應(yīng)分析工程所處區(qū)域防澇除澇能力的現(xiàn)狀，并且對(duì)比現(xiàn)狀與規(guī)劃，分析研究項(xiàng)目所在區(qū)域外部環(huán)境的防汛狀況和對(duì)地下工程可能產(chǎn)生的影響。

區(qū)域排水系統(tǒng)調(diào)查首先應(yīng)當(dāng)明確區(qū)域現(xiàn)狀及規(guī)劃排水體制。對(duì)于分流制排水體制，應(yīng)當(dāng)分別調(diào)查項(xiàng)目所在區(qū)域的雨水、污水排水系統(tǒng)的情況。雨水排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)明確其排水體制，對(duì)于強(qiáng)排系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)調(diào)查系統(tǒng)的名稱、服務(wù)范圍、服務(wù)面積、管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、雨水泵站現(xiàn)狀和規(guī)劃排水能力、雨水泵站的建造位置以及雨水出路；對(duì)于自排系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)調(diào)查該區(qū)域雨水自排系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、雨水排放的河道名稱、與地塊的距離、控制水位、護(hù)岸結(jié)構(gòu)及整治計(jì)劃等。污水排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)明確該區(qū)域污水處理所屬系統(tǒng)名稱、服務(wù)范圍、服務(wù)面積、污水出路、地塊至污水處理廠的路徑及管道建設(shè)、以及污水處理廠的基本概況。對(duì)于合流制排水系統(tǒng)，論證報(bào)告應(yīng)當(dāng)調(diào)查系統(tǒng)的名稱、服務(wù)范圍、服務(wù)面積、管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、泵站現(xiàn)狀和規(guī)劃排水能力、泵站的建造位置以及運(yùn)行參數(shù)等。

防汛設(shè)施基本情況調(diào)查應(yīng)不受論證范圍限制，全面調(diào)查地塊四周的防汛設(shè)施的基本情況，增加對(duì)河道堤防（含防汛墻、護(hù)岸、海塘等）、水閘、水文站、泵站、排水設(shè)施等工程的竣工圖資料的調(diào)查要求；應(yīng)調(diào)查項(xiàng)目周邊規(guī)劃道路、河道與地下工程施工的時(shí)間關(guān)系后，確定是否應(yīng)納入到論證范圍；合理確定論證范圍；防汛設(shè)施的調(diào)查結(jié)果應(yīng)當(dāng)列表給出，如存在多個(gè)基坑，應(yīng)分不同基坑分別列表。

4 對(duì)設(shè)計(jì)方案的防汛論證的修訂

4.1 基地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)查

基地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)查以使用期排水接納方案為宜，如尚未編制，則應(yīng)以最新且有效的設(shè)計(jì)文本和圖紙為基礎(chǔ)，全面調(diào)查項(xiàng)目采用的排水體制，全面搜集并介紹供水、雨水、污水的設(shè)計(jì)方案，明確項(xiàng)目基地接入市政管網(wǎng)的方案。

4.2 基地排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

應(yīng)當(dāng)從雨水、污水排水系統(tǒng)兩個(gè)方面分別開展分析工作。結(jié)合近年新規(guī)范和新要求，對(duì)上述分析工作提出如下修訂：

（1）根據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道設(shè)計(jì)規(guī)程》（DG/TJ08-2222-2016）[3]，上海市暴雨強(qiáng)度計(jì)算公式應(yīng)按式（1）進(jìn)行：式中：q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；P為雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，a，根據(jù)表1查取；t為降雨歷時(shí)，min，t=t1+t2。t1為地面集水時(shí)間，min，一般采用 5 ～15 min，t2為管道內(nèi)雨水流行時(shí)間，min。

表1 雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期

（2）增加對(duì)污水量計(jì)算復(fù)核的要求

復(fù)核設(shè)計(jì)單位計(jì)算的污水用量是否正確，居民生活污水定額和綜合生活污水定額應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭捎玫挠盟~，結(jié)合建筑內(nèi)部給排水設(shè)施水平確定，可按當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)用水定額的90%采用。設(shè)計(jì)綜合生活污水最高日最高時(shí)流量，應(yīng)按式（2）計(jì)算：

式中：Qmax為設(shè)計(jì)最高日最高時(shí)流量（L/s）；K為綜合生活污水量總變化系數(shù)，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際綜合生活污水量變化資料確定，無資料時(shí)，可根據(jù)表2取值。

表2 綜合生活污水量總變化系數(shù)

（3）增加對(duì)綜合徑流系數(shù)復(fù)核

建成區(qū)綜合徑流系數(shù)按服務(wù)范圍內(nèi)下墊面實(shí)際計(jì)算，并結(jié)合地區(qū)改造，提出徑流控制的要求；新建地區(qū)嚴(yán)格控制綜合徑流系數(shù)，設(shè)計(jì)值原則上按照不高于0.5復(fù)核取用，對(duì)復(fù)核超過0.5的，應(yīng)要求相應(yīng)區(qū)域同步采取降低徑流系數(shù)或者降低小區(qū)雨水設(shè)計(jì)出流等的措施[4]。

對(duì)地塊的徑流系數(shù)，根據(jù)匯水區(qū)域內(nèi)不同下墊面的徑流系數(shù)按表3取值，并綜合下墊面種類的組成和比例加權(quán)平均計(jì)算。

表3 徑流系數(shù)

4.3 地下公共工程出入口敞開部分雨水量計(jì)算

設(shè)計(jì)雨量計(jì)算公式采用式（1），敞開部分設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期宜參照地下通道標(biāo)準(zhǔn)，建議采用50 a；地面集水時(shí)間應(yīng)根據(jù)道路坡長(zhǎng)、坡度和路面粗糙度等計(jì)算確定，坡面匯流時(shí)間徑流系數(shù)宜為0.9～1.0。

4.4 建設(shè)項(xiàng)目總體地勢(shì)分析

應(yīng)包括建成后項(xiàng)目場(chǎng)地防汛安全分析和室內(nèi)外地坪高差分析。建成后項(xiàng)目場(chǎng)地標(biāo)高原則上宜高于周邊市政道路標(biāo)高200 mm以上，對(duì)于局部無法達(dá)到要求的項(xiàng)目，應(yīng)提出有效的擋排水措施要求；室內(nèi)外地坪高差不得小于150 mm[5]。

4.5 地下公共工程擋水能力分析

應(yīng)首先列出所有擋水能力分析的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的條文，作為分析依據(jù)；然后，根據(jù)最新且有效的設(shè)計(jì)成果中建筑設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)的文字和圖紙，調(diào)查地下工程室外連通口的種類、數(shù)量，以定量分析為主，定性分析和要求為輔，復(fù)核地下公共工程各類室外連通口的擋水能力。論證要覆蓋現(xiàn)有方案中的所有室外連通口，還應(yīng)兼顧后續(xù)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的新類型的室外連通口，必須要求設(shè)置應(yīng)急擋水措施。室外連通口的擋水能力分析不僅要按照現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)定的要求，還應(yīng)當(dāng)兼顧地塊內(nèi)的總體地形地勢(shì)。應(yīng)建議在建筑設(shè)計(jì)允許的情況下，盡可能在室外連通口上方設(shè)置擋雨設(shè)施，盡量避免雨水直接落入地下工程。

4.6 地下公共工程排水能力復(fù)核

應(yīng)首先列出所有排水能力分析的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的條文，作為分析依據(jù)；其次，根據(jù)最新且有效的設(shè)計(jì)成果中排水設(shè)計(jì)的文字和圖紙，以定量分析為主，定性分析和要求為輔，復(fù)核分析地下公共工程所有集水井、排水泵的設(shè)計(jì)是否滿足現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，復(fù)核露天室外連通口的集水井尺寸、配泵流量是否滿足清排要求，復(fù)核地下公共工程地下排水設(shè)備的能力是否滿足地下公共工程日常排水需求，復(fù)核地下公共工程雨、污水接入點(diǎn)下游雨、污水管規(guī)模是否滿足要求。

4.7 地下公共工程防水能力分析

應(yīng)當(dāng)全面如實(shí)地列出設(shè)計(jì)成果的相應(yīng)內(nèi)容，然后根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》[6]中對(duì)地下工程防水設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行有針對(duì)性的分析、評(píng)估和要求。對(duì)于臨近河道建造的地下公共工程，或者原有場(chǎng)地內(nèi)存在明暗浜的地下公共工程，應(yīng)當(dāng)建議提高相應(yīng)的防水等級(jí)和混凝土防滲等級(jí)。

5 對(duì)建設(shè)過程中的防汛論證的修訂

5.1 地下公共工程施工基礎(chǔ)資料調(diào)查

考慮到目前論證工作要求在設(shè)計(jì)階段開展，基坑施工方案往往無法搜集到，基坑設(shè)計(jì)方案和施工方案的技術(shù)評(píng)審意見也往往無法搜集到，故不做強(qiáng)制內(nèi)容。論證報(bào)告應(yīng)當(dāng)通過最新的設(shè)計(jì)成果中的建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，推算出基坑開挖面積、周長(zhǎng)、普遍挖深、合理的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式，判斷基坑圍護(hù)是否應(yīng)該設(shè)置止水帷幕。

工程樁的設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)根據(jù)最新設(shè)計(jì)成果中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，包括工程樁的類型、尺寸、長(zhǎng)度、數(shù)量以及平面布置圖等。

5.2 地下公共工程施工對(duì)周邊防汛工程設(shè)施影響的預(yù)測(cè)分析

地下公共工程施工影響預(yù)測(cè)分析應(yīng)包含工程樁施工以及基坑施工對(duì)周邊防汛工程設(shè)施的影響分析，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和有限元等理論計(jì)算，給出保護(hù)防汛工程設(shè)施的要求。

（1）工程樁基施工對(duì)周邊防汛設(shè)施影響分析

應(yīng)當(dāng)區(qū)分?jǐn)D土樁和非擠土樁，開展工程樁基施工對(duì)周邊防汛設(shè)施影響分析。針對(duì)擠土樁，應(yīng)當(dāng)分析其施工影響周邊環(huán)境的內(nèi)在機(jī)理、特點(diǎn)和危害，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程樁施工方案提出預(yù)防和減輕對(duì)周邊環(huán)境影響的對(duì)策和措施，對(duì)策和措施要有針對(duì)性；針對(duì)非擠土樁，應(yīng)當(dāng)分析其施工可能對(duì)周邊防汛設(shè)施造成的危害，提出有針對(duì)性的對(duì)策和措施。

（2）基坑施工對(duì)周邊防汛設(shè)施的影響分析

應(yīng)當(dāng)采用有限元方法，開展基坑施工對(duì)地塊周邊論證范圍內(nèi)防汛設(shè)施的影響，建模過程中應(yīng)當(dāng)采用符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的單元類型、邊界條件設(shè)置、活荷載、計(jì)算工況等。模型的地層分布、地層物理力學(xué)參數(shù)應(yīng)選用臨近鉆孔資料，以反映施工影響的真實(shí)情況。理論分析數(shù)據(jù)應(yīng)與基坑安全性評(píng)估報(bào)告進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)于分析結(jié)論顯示防汛設(shè)施變形超過報(bào)警值的情況，論證報(bào)告應(yīng)當(dāng)提出有針對(duì)性、可操作的對(duì)策和措施。

（3）基坑自身滲透穩(wěn)定性分析

對(duì)于靠近或者鄰近河道施工的基坑工程，論證報(bào)告應(yīng)當(dāng)開展基坑自身滲透穩(wěn)定性分析工作。

（4）河道護(hù)岸穩(wěn)定性分析

對(duì)于緊貼河道施工的建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)分析基坑施工期間對(duì)河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)的安全影響，計(jì)算得到的安全系數(shù)必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的安全要求，并明確施工期間對(duì)河道的保護(hù)要求、限制性條件和禁止性行為。

5.3 基坑施工期間的監(jiān)測(cè)要求

應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)以及理論計(jì)算的結(jié)論根據(jù)影響程度和監(jiān)測(cè)規(guī)范提出對(duì)項(xiàng)目周邊的防汛工程設(shè)施的監(jiān)測(cè)要求，包括監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)周期、監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)報(bào)警值。

5.4 填堵河道、水面合法性的調(diào)查分析

應(yīng)當(dāng)根據(jù)《上海市河道管理?xiàng)l例》的規(guī)定，開展項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)的明浜、暗浜?jiǎn)栴}的調(diào)查和論證。對(duì)于暗浜，應(yīng)調(diào)查其成因及時(shí)間，介紹其分布、面積、深度、土質(zhì)組成情況以及平面分布圖；對(duì)于明浜，應(yīng)當(dāng)調(diào)查是否屬于在水行政主管部門備案的水面，如果是，則應(yīng)要求建設(shè)單位按照相關(guān)規(guī)定辦理有關(guān)行政許可手續(xù)；應(yīng)提供明浜的分布、面積、深度、與外圍河道連通情況以及平面分布圖。

6 結(jié)論

上海市作為一座世界知名的國(guó)際化大都市，地下空間建設(shè)力度正逐年加大，地下空間在城市功能中發(fā)揮著越來越重要的作用，其防汛安全已經(jīng)成為上海市防汛安全體系中十分重要的一環(huán)。因此，全面推進(jìn)地下公共工程防汛影響專項(xiàng)論證工作，是確保上海市防汛安全的重要手段之一，本文的研究成果將進(jìn)一步為今后的上海市地下公共工程防汛安全管理工作提供有益的技術(shù)支撐。

圖10 橫梁鋼束布置（單位：cm）