中国电建西部科创中心建设项目涉地铁19号线二期红莲村南站设计方案可行

2024年2月6日发(作者：陶行知六大解放)

项目简介

中国电建西部科创中心建设项目位于成都市天府新区正兴街道秦皇寺村三、四组，田家寺村四、五组。北侧为天府七中，以西为城市候机楼，南侧、东侧为高端商业和总部办公。项目北侧为宁波路西段已建成、地铁19号线红莲站预计将于2022年开通，西侧为规划道路（嘉州路），南侧为规划道路（崇德一路）。

地铁19号线二期工程红莲村南站车站总长为430m，标准段宽度27.4m，有效站台长度186m。基坑底宽度 27.4~33.1m，深度 22.1~26.0m。目前，成都轨道交通 19 号线二期工程已完成主体结构施工及顶板上部回填。

本项目规划建筑高度不小于120米且不大于130米，裙房高度不宜大于21米，以办公为主。本工程为地下三层结构，基坑深度约16.7m，且基坑北侧为在建的地铁19 号线，基坑施工安全是本工程的重中之重。

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地质概况

本项目拟建场地为浅丘地貌，该区域构造属新华夏系第三沉降带四川盆地西部，成都坳陷中部东侧，处于北东走向的龙门山褶断带和龙泉山褶断带之间。对本工程有较大影响的蒲江—新津断裂（即双流隐伏断裂）为晚更新世活动断裂。

场地处于苏码头背斜东南翼，场区周围无断层及构造破碎带通过，岩层产状

48°∠5°～8°。

场地抗震设防烈度为7度。

4

4 1

场地上覆第四系全新统人工填土层（Q ml)、第四系全新统坡残积粉质粘土层（Q dl+el），下伏白垩系下统天马山组（K t）粉砂岩、泥岩及粉砂质泥岩。

场地地下水类型属第四系上层滞水和基岩裂隙水。

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基坑设计及与地铁的空间关系

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基坑与地铁关系

中国电建西部科创中心建设项目基坑深度约16.7m，与地铁车站的水平净距约5.0m。

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基坑支护方案简述

基坑采用放坡开挖，本工程地下室北侧相邻地铁线，在地下室二层设置地铁接驳口，该侧地下室边界距地铁侧壁 2.5m。

图 3-1 项目基坑与轨道交通19号线二期红莲村站平面关系图

图3-2 项目基坑与轨道交通19号线二期红莲村站剖面关系图

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基坑地下水控制设计

拟建场地范围内，地层从上到下依次为杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、细砂、卵石层和砂质泥岩。地下水主要为：上层填土中的上层滞水、砂卵石层中的孔隙潜水及基岩裂隙水。拟建场地未有地表水体。

结合当地工程经验，本着安全可靠、技术可行、经济合理、施工可操作性等原则，本场地地下水控制采用“止水帷幕+管井降水+集水明排”方案。

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基坑开挖对轨道交通的影响分级

根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T202）第3章和附录A

相关条款，对城市轨道交通周边外部作业进行影响等级的划分，并根据分级制定对应的城市轨道交通的安全保护方案。

红莲村南站车站基坑深度约22.8m，与该基坑的水平距离约5.0m，相对净距位于市一院站附属D口基坑深度约11.3m，与该基坑的水平距离约8.6m，相对净距位于小于0.5H之间，接近程度判断为非常接近，地块基坑采用明挖法施工，基坑开挖深度16.7m，外部作业工程影响区域范围外侧0.7h1范围内，工程影响分区判定为强列影响区（A），按外部作业影响等级划分表划分为特级。

根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ-T 202-2013），外部作业影响等级为特级、一级时应对城市轨道交通结构进行安全评估；当外部作业影响等级为二级时，宜进行安全评估。针对本工程特点，本次需对红莲村南站进行安全评估。亦即方案可行性分析。

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地块数值计算

本次计算采用大型通用有限元分析软件MIDAS，通过建立三维模型，分析本建设项目（后文统称“地块”）基坑开挖对既有地铁19号线红莲村站的影响。

结合基坑开挖深度影响范围、基坑及既有地铁结构的空间尺寸，为避免尺寸效应对计算结果的不利影响，拟定模型 x 方向（垂直 19 号线方向）取 150m，y 方向（顺 19 号线方向）取 80m，z 方向（深度方向）按实际地质情况取 85m。由于模型空间关系复杂，地层单元主要采用六面体，过渡地段采用四面体单元，

能够得到较好的计算结果。模型中车站结构、车站围护桩均以板单元模拟，基坑中围护桩按抗弯刚度相等原则等效为板单元。

有限元数值计算分析模型如图 6.1-1 所示，数值计算模型结构构件尺寸及物理力学参数如表 6.1-1 所示。

（a）有限元整体数值分析模型

（b）地块基坑围护结构与地铁结构空间关系图 图 6.1-1 数值计算分析模型

表6.1-1 数值分析主要构件尺寸及力学参数

编号

件

构 尺寸（mm）

模拟单元

弹性模型参数

容重γ

（KN/m

3弹性模量 E

）（MN/m）

2泊松比

1

板

顶900

板单元

25

0

3000.2

02

底1000

板单元

25

30000

板

0

.20

3

墙

侧800

板单元

25

0

3000.20

04

板

中400

板单元

25

0

3000.20

05

柱

800×1200

梁单元

25

0

3000.20

06

索

锚4 根 1×7

Φ15.2 钢绞线

植入式桁架单元

25

0

3000.20

07

围板单元

25

0

3000.20

0护桩

1）数值计算分析工况

红莲村站为既有结构，本文着重分析项目基坑工程开挖对红莲村站结构产生的影响。根据具体的施工阶段，数值计算分为9个阶段，每层按3m分层开挖，直至坑底。按不同施工阶段进行有限元模型计算，图 6.1-2 仅为典型示意。

开挖第六层土

图6.1-2 施工阶段有限元计算模型

2）初始模型计算分析

首先对数值计算分析模型进行初始分析，分析结果位移清零，并获得既有地铁结构初始内力值。

3）基坑开挖对地铁结构影响的计算结果及分析

在获得初始应力状态后，后续的分步计算均建立在上一步计算结果的基础上，得到各施工阶段对应的增量。

通过对项目基坑从1~6步开挖后，车站结构水平位移、车站结构竖向位移、既有结构内力的数值计算分析，基坑开挖，既有结构有向基坑一侧发生微小位移的趋势，最大水平位移为 2.2mm。既有结构在开挖过程中有向上位移的趋势，随着开挖的进行，竖向位移逐渐增大，最大位移 3.9mm。既有结构内力变化较小。位移数值结果见表 6.2-1。

表 6.2-1 既有结构竖向、水平向位移

•

o

工况

竖向位移/mm

水平向位移/mm

第一步开挖

1.8（向下）

0.5（向基坑方向）

第二步开挖

2.8（向下）

0.6（向基坑方向）

第三步开挖

3.2（向下）

0.8（向基坑方向）

第四步开挖

3.4（向上）

1.3（向基坑方向）

第五步开挖

3.8（向上）

2.1（向基坑方向）

第六步开挖

3.9（向上）

2.2（向基坑方向）

综上所述，车站构件受力变化幅度小，构件强度、裂缝均能满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010 2015 版）要求。

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结论

根据中国电建西部科创中心建设项目基坑支护及降水设计文件、地勘报告等相关资料，采用有限元软件计算并结合类似工程经验判断，该项目采取的设计方案基本可行。对该项目的数值模拟计算结果分析表明：既有结构有向基坑一侧发生微小位移的趋势，最大水平位移为 2.2mm；既有结构在开挖过程中有向上位移的趋势。随着开挖的进行，竖向位移逐渐增大，最大位移 3.9mm；既有结构内力变化较小。

经验算，车站构件强度、裂缝均能满足规范要求。

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