第11章--城市大规模地下空间建设运营技术.ppt

城市地下空间建设新技术住房和城乡建设部执业资格注册中心2014年10月24-26日全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材全国师资培训班第11章 城市大规模地下空间建设运营技术张季超广州大学5/22/2024211.1 概述11.2 技术介绍11.3 工程应用广州珠江新城核心区地下空间工程11.4 总结提纲5/22/20243 广州珠江新城核心区地下空间项目位于广州市城市新中轴线珠江新城核心部位，占地面积约78万平方米，总建筑面积约60万平方米。（图11.1-1）项目工程建设分为地下轨道交通工程、地下空间主体工程、市政地下管线改造工程和核心区地面景观、生态环境建设工程四大部分，主要为地下1-3层，总投资约70亿元。珠江新城地下空间的综合开发利用将是决定该区域综合功能和整体水平的关键，也是2010年“亚运会”展示广州现代化水平和形象的重要工程。11.1 概述11.1.1 工程简介5/22/202441.1.1 工程简介 1）地下交通系统：地面车行交通系统由“四横两纵”(横向为黄埔大道、金穗路、花城大道、临江大道，纵向为华夏路和冼村路)干道网络组成，区内有广州地铁三号线、五号线和城市新中轴线地下集运系统穿过(图11.1-2)11.1 概述5/22/20245图图11.1-1 珠江新城核心区总平面图珠江新城核心区总平面图5/22/2024611.1.1 工程简介周边主要为高级写字楼、星级酒店、社会配套公建，其中有广州市地标建筑“双子塔”、四大文化公建等标志性建筑和设施(图11.13)。11.1 概述5/22/2024711.1.1 工程简介 2）地下空间建筑：珠江新城核心区地下空间主体建筑为全埋式地下室，主要为两层，局部为地下一层及地下三层，其中地下三层为配合轨道交通设置。工程地面部分为市民广场，顶板以上设有覆土绿化、人造水面等，并设置地面装饰性构筑物及钢结构天桥连廊，另有局部设置下沉式广场，(图11.1-4)。本工程同时作为人防地下室，符合战时及平时的功能要求。地下一层的板面标高为-7.50m，地下二层的板面标高为-12.20m，地下三层为珠江新城旅客自动输送系统隧道及站台层(图11.1-5)，轨面标高由双塔站至地下空间南端为-18.52-20.39m。11.1 概述5/22/2024811.1 概述5/22/202491.1.2岩土工程条件(1)地形地貌场地内原为农田，经人工填土整平，种植草皮，大部分地面平坦；实测钻孔孔口标高为7.80=9.92m(广州高程系)；中部花城大道下地铁5号线和南部基坑正在施工中，基坑内或道路涵洞周边，地势低洼，地形起伏较大；属珠江三角洲冲积平地貌单元。11.1 概述5/22/20241011.1.2岩土工程条件（2）岩土分层描述 第层:杂填土:由碎石、砖块、混凝土块、粘性土等组成。层厚0.5l0m；第层:淤泥、淤泥质土:含粉细砂，局部混含细砂。层顶埋深2.1 8.3m，层厚0.63.3 m；第层:粉质粘土、粘土:含粉细砂，以可塑为主，局部硬塑，夹薄层粉土。按其稠度分为三个亚层；第层:砂土:松散至密实，很湿、饱和，颗粒均匀至不均匀，含粘性土，呈状分布，分为四个亚层；第层:粉质粘土:含粉细、中砂，局部为粉土，以可塑为主，按其稠度分为两个亚层；11.1 概述5/22/20241111.1.2岩土工程条件 第层:粉质粘土:含粉细砂，局部夹薄层粉土，按其稠度分为三个亚层；第层:泥质粉砂岩、粉(细)砂岩。按其风化程度分为四个风化带。11.1 概述5/22/20241211.1.2岩土工程条件（3）水文地质条件 场地北部(花城大道以北)分布有富水性较强的松散砂层，地下水主要以砂层孔隙性潜水为主。第层松散砂层，透水性较强，渗透性较好，是场区主要含水层;呈条带状分布。淤泥、粉质粘土(粘土)渗透性能差，属微弱含水层或相对近似隔水层。强风化和中等风化基岩裂隙稍发育，含基岩裂隙水;表层松散填土，雨季时含上层滞水。勘探期间，实测钻孔地下水位埋深为0.25.4m。地下水主要来源于大气降水补给和相邻含水层的侧向补给。本场地地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性;对钢结构具有弱腐蚀性。11.1 概述5/22/20241311.2技术介绍1）将核心区地下空间作为城市的一种重要资源，开发地下空间可以节约城市土地资源。2）将地上空间和地下空间作为城市空间的一个整体，充分发挥地上空间和地下空间各自的优势，共同为营造城市环境、增强城市功能服务。3）将核心区地下空间规划充分考虑各专业的综合和协调，对交通系统(如地铁、地下快速干道、地下停车)进行综合考虑，设置共同沟对市政管线进行综合开发，适当兼顾防灾的要求，使地下空间为城市的防灾服务。同时其开发规划有很强的前瞻性。11.2.1概述5/22/20241411.2.2在广州珠江新城核心区地下空间工程中运用的技术1.具有其自身特点的地下设施及交通规划设计:（1）地下文化、商业设施的规划;（2）地下交通规划。2.环境质量保障技术:（1）防热岛效应措施;（2）真空垃圾处理系统。11.2技术介绍5/22/20241511.2.2在广州珠江新城核心区地下空间工程中运用的技术3.防灾减灾技术:（1）地下空间防灾概要;（2）防火对策;（3）防水灾对策;（4）停电对策;（5）防止突发事件对策;（6）人防设计。4.施工技术:（1）基坑支护技术;（2）隧道盾构施工技术;（3）地下空间新技术。11.2技术介绍5/22/20241611.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程1.开发建设投融资模式及运营管理模式 广州市珠江新城核心区珠江新城核心区地下空间项目总投资约70亿元，其中非经营性的市政配套设施建设资金由广州市城市建设投资集团有限公司安排(集团公司代表政府，资金主要还是财政拨款)，经营性的商业配套设施建设资金约由广州市城市建设投资集团资金预先垫支及银行贷款组成，建成后向社会招标出售，偿还垫支及银行贷款。珠江新城核心区地下空间项目组成如表11.3-1所示。11.3.1技术应用情况5/22/20241711.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024182.地下设施及交通规划设计（1）地下文化、商业设施的规划 本工程的文化、商业设施群主要集中在地下一层。为了消除人工光线、空气营造出的地下空间的闭塞感，将建筑屋面做成开敞式，使地下空间与地面公同相连，从而建筑内部可以引入均匀的自然光和新鲜的空气，营造出繁华、活跃的环境，加强人与人的交流和沟通。连接公共建筑的天桥、分布于公园内部的自动扶梯、楼梯使整个建筑成为充满立体感的、开放活跃的文化商业设施群(图11.3-1)。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20241911.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024202.地下设施及交通规划设计(2)地下交通规划1)公共汽车站、出租汽车站规划 前往公交枢纽站以及出租汽车站，可通过从珠江大道西的花城大道北侧直接通往地下二层的车道进入。从不同方向来的公交车辆、出租车经由“宝瓶状”的单向通行系统进入公交枢纽站和出租汽车站。公交枢纽采用按时刻从停车场发车到公交站的诱导系统，防止乘客在公交站附近滞留。乘客在发车前可在等候区休息。公交站的停车数量为6辆，停车场的停车数量为12辆。为了保证出租车等候区的顺利运行，单独设置“乘车点”和“下车点”。出租车的停车数量为24辆。驶出公交枢纽站和出租汽车站时，先驶到地下一层的环形通道，再经由“宝瓶状”的单向通行系统前往各个目的地。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024212.地下设施及交通规划设计2)基于“中心广场”的南北连接由于花城大道隧道的原因，地下一层的空间被分割成南北两个方向。“中心广场”不仅是连接南北的节点，同时又有连接地下一层商业街和地面的作用(图11.3-2）。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024223.环境质量保障技术(1)防热岛效应措施 珠江新城地下空间作为具有极大战略意义的项目，采用了新型而有效的措施来防止热岛效应，即采用冰蓄冷集中供冷系统(图11.3-3)。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024233.环境质量保障技术冰蓄冷集中供冷系统，是利用蓄冰设备在空调系统不需要能量或用能内将能量储存起来，在空调系统需求量大的时间将这部分能量释放出来。冰蓄冷集中供冷系统除了能有效降低热岛效应带来的危害外，所带来的经济效益和运行管理的优点还体现在以下方面:利用分时电价政策，可以大幅节省运行费用;可以减少制冷主机装机容量和功率，减少设备投资;减少一次电力初投资费用;蓄冷系统可作为应急冷源;可应付短时间的超大瞬间负荷以及提供低温冷冻水供应。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024243.环境质量保障技术（2）真空垃圾处理系统 采用目前世界上最先进的垃圾真空管道收集系统，区内39栋商业建筑及大型广场商业配套等地下空间每天产生的生活垃圾，只要投入垃圾投放口，就能通过真空吸力，从密封管道收集到中央收集站。在海心沙岛采用流动式垃圾压缩机，在垃圾装车点进行现场垃圾装载压缩后，再由城市环卫部门定期统一收运处理。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024254.防灾减灾技术（1）地下空间防灾概要 地下一层是地下空间的主要构成部分，围绕绿岛展开，采用了户外购物的方式，面向空中完全开放，避难路线明了。为了顺利地进行灾害时的人员疏导，对于地下空间的滞留人员和工作人员进行广播，并设置进行安全疏散的应急报警装置。地下通道力图做到简洁、明快，宽度保证5m以上，净高保证3m以上。有地下2层的情况下设置不经由地下一层而直接通往地面的疏散楼梯11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024264.防灾减灾技术 开放的地下空间作为直接的防灾对策是该工程地下空间防灾设计的主要特点，结合绿色浮岛的概念(图11.3-5)，它将地下一层作为直接对外空间，可以作为主要功能的避难空间。而且地下一层的通道宽度足够满足消防车活动，可以顺利地进行消防活动。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024274.防灾减灾技术(2)防火对策1)建筑防火防火分区的划分 区域设有自动喷淋系统，每个防火分区不大于2000m2，车库防火分区面积不大于4000 m2，防烟分区面积不大于500 m2，每个防火分区的安全出口数量不少于两个，并直通到地下一层安全区域。防火分区面积计算时不计入消防泵房、污水泵房、废水泵房、水池、厕所等房间的面积。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024284.防灾减灾技术防火分区中的任一点，距离疏散楼梯口或通道口不大于50m。所有装修材料均按不燃材料控制。两个防火分区之间采用防火墙和防火卷帘分隔。地下空间与集运系统相连接时，相连处设置防火分隔设施。设置环形消防车道，满足消防车进入的要求。汽车库的室内疏散楼梯设置封闭楼梯间。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024294.防灾减灾技术2)防排烟系统地下空间的排烟集运系统排烟火灾自动报警系统11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024304.防灾减灾技术（3）防水灾对策地下空间的防水，主要从以下几方面入手:1)地下建筑通气口应高于地面0.51.5 m，作防水处理。2)特别部位采用强制换气设施，换气口廊高于地表数米。3)B1层露空段排水设计按50年一遇的暴雨期保证10min排水量来考虑。4)特殊处车站内部采用防水门，在屋顶采用直径60cm的脱水口。5)更为特殊部位可在车站内部采用若干防水门，防止水灾时浸水范围扩大。6)地下空间防洪设计的洪水频率按珠江200年一遇洪水频率标准设防要求执行。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024314.防灾减灾技术 7)地面出入口半台面以及能通向地下空间的其它开口标高在高于设防要求的同时，还根据本区域水涝资料对其进行综合考虑进行处理，其下沿至少高出室外地面150450cm，必要时加设防水淹设施。8)地下空间穿越珠江处设有防淹门。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024324.防灾减灾技术（4）停电对策地下空间在停电时的对策主要基于以下几点进行布置:1)消防用电的配电线路，穿金属管保护并敷设在不燃烧体结构内。当采用防二电缆时，敷设在耐火极限不小于1h的防火线槽内。2)设火灾应急照明和疏散指示标志。火灾应急照明和疏散指示标志，可采用雇电池作备用电源，但其连续供电时间不小20min。3)火灾应急照明灯亢设在墙面或顶棚上，其地面最低照度不低于50Ix。疏散步示标志宜设置在疏散出口的顶部或疏散通道及转角处，且距离地面高度1 m以下的墙面上。通道上的指示标志，其间距不大于20m。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024334.防灾减灾技术（5）防止突发事件对策 1)将地下空间营造成明亮和开放的空间。2)对各种突发事件有充分的预见和相应的对策，并在突发事件发生时予以有效指挥，珠江新城地下空间发生地震时地下街发生恐慌骚乱结构示意如图11.3-6所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024345/22/2024354.防灾减灾技术（6）人防设计1)人防工程建设目标 珠江新城核心区人员密集，经济极为发达，防护价值高，结合珠江新城中央广场地下空间规划与开发，建设独立完整、功能配套的人防工程体系，充分发挥珠江新城地区人防工程的综合防护作用。珠江新城中央广场地下空间人防工程，与周边各居民区与地铁进行连通，可为战时留城人员提供完善的、生存率高的掩蔽防护空间。利用地铁人防交通干道功能，可保障城市遭受空袭时的流动人员的掩蔽，并能加强沿线人防指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程、物资库工程、核生化监测工程等人防单元的连通(图11.3-7)。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20243611.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024374.防灾减灾技术人防工程建设指标指挥工程等级为四等(街道级)指挥工程，配置指挥所与指挥所配套工程两部分，人数为130人，建筑面积2500m2(不含车库和警卫分队所需面积)。防空专业队分通信、运输、治安、消防、医疗救护、抢险、防化、伪装等专业，综合为专业队人员掩蔽和装备(含车辆)掩蔽。根据专业队不同的任务要求进行合理配置，确定合理的层级体系及服务半径。防空专业队工程人员掩蔽部和车辆掩蔽部宜合建或相互毗连，人数为130人，建筑面积2500m2。人员掩蔽部掩蔽战时留城人员。医疗救护站承担对伤员的紧急救治任务。战时物资库储藏防空保障物资。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024384.防灾减灾技术2)人防布置 为充分发挥珠江新城中央广场地下空间战时功能，为战时留城人员提供完善的、生存率高的掩蔽防护空间，充分发挥珠江新城地下人防工程的综合防护作用，拟在地下空间负二层、负三层设置人防综合防护系统。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024394.防灾减灾技术3)平战转换措施 确保在各个转换时限内完成所有转换项目，符合战时使用和防护标准。按以下四种情况,实施防护功能转换:一步到位。战时人员出入口的防护密闭门、密闭门安装一步到位;钢筋混凝土外围护结构，防护密闭隔墙，密闭隔墙土建施工一次到位;所有预埋件、预埋管套均与土建施工一次到位;给水引入管和排水出户管等一次施工到位。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024404.防灾减灾技术 早期转换。所有战时使用的物资、器材筹措和构件加工按早期转换完成。临时转换。对外出入口及孔口的封堵，战时设备的安装按临时转换要求完成。紧急转换。各种管线穿钢筋混凝土防护密闭墙、密闭墙，战前做好密闭处理，各种管线接口、吊架、支架到位。战时不使用的电线、电缆在紧急转换时限内全部接地。并完成防护单元连通口的转换及综合调试工作，达到战时使用要求。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024414.防灾减灾技术4)内部设备及系统的转换 人防通风系统的半战转换。工程进入临战前，连接密闭区内、外的各种通道、管道(井道)严密关闭或封堵。密闭区严密性予检测，如不合格必须进行枪查封堵，直至合格。否则掩蔽人员不得进入，工程不可使用。给排水平战转换。所有穿越防护外墙、密闭隔断墙的给排水管线加设密闭刚性穿墙套管。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024424.防灾减灾技术 配电系统的平战转换。从最近的平时动力配电箱和战时应急电源配电箱引接战时动力电源，相应的半时动力配电箱按战时动力设备容量预留动力配电回路。平时低压配电母线上(变直流切换屏)预留战时紧急电源引入回路，开关容量按lOOA设置。战时应急电源引入回路与平时电源引入回路之间设电气连锁，当使用战时应急电源供电时，切除所有非战时负荷。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024435.施工技术(1)基坑支护技术 由于珠江新城场地大部分为新开发用地，基坑开挖主要采用明挖法，在施工过程中采用了多种支护技术，其中具有代表性的有土钉墙+预应力锚杆、人工挖孔桩+水泥土搅拌桩+锚索等形式。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024445.施工技术1)土钉墙+预应力锚杆支护技术 珠江新城D7-2/3地块商住楼A,B栋工程位于海安路，东面为24m宽市政主干道，西面为预建的下沉式人行广场。地下室宽68m，长126m原有周边市政道路己建成使用，且周边道路地下管线等也己埋设完成。本基坑围护具有基坑开挖较深，场地地基地质条件较差，对周边环境条件较为苛刻，必须保证周边市政道路及场地安全等特点。结合本工程基坑上述特点，根据安全、经济方便施工的原则，采用深层搅拌桩作为基坑侧壁止水帷幕，土钉墙与预应力锚索作为基坑支护加固结构的支护型式。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024455.施工技术基坑围护体系 围护体系沿建筑用地红线边，采用双排直径600的水泥深层搅拌桩桩长约9m10.5m，中心距450mm，搭接150mm，水泥掺量为15%，采用3次喷浆，3次往返搅拌的成桩工艺。要求搅拌桩至少达到90%强度后，才可逐层并与支护体系交叉作业，开挖基坑土方。土钉墙支护沿围墙搅拌桩内侧植入土钉，第一排土钉在自然地面以下115m位置，第一排土钉水平间距为112m，其余各排土钉水平间距为115m，土钉垂直间距为115m，土钉主筋为间直径22mm，搅拌桩顶1m内分布钢筋网为直径6200 X 200mm，并采用直径25mm挂网锚钉L=1500 1000mm。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024465.施工技术预应力锚杆加固土钉墙第二、三排采用预应力锚索，锚索选用3X7直径5mm普通松弛钢铰线，设计拉力值350kN，第二排预应力锚索的锁定荷载为100kN，成孔直径130mm，间距115cm,第三排预应力锚索的锁定荷载150kN，成孔直径为130mm，间距为115cm，面层加强钢筋为直径14，面层混凝土厚度不小于120mm，分2层喷筑。各土钉、预应力锚索的具体长度分别为(图11.3-8):第一排土钉长9m，第二排预应力锚索长12m，第三排预应力锚索长15m，第四排土钉长9m，第五排土钉长7m,六排土钉长6m。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20244711.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024485.施工技术支护施工在机械开挖出围护搅拌桩后，桩壁表层附着的杂土要采用人工进行清理，修整避免机械损伤到搅拌桩。土钉成孔后应尽快完成钢筋网布设，并在土钉注浆后及时喷筑第二层面层。对于第二、三排的预应力锚索，其主要的施工流程是:定位 注浆管制作 钻孔 锚索安装 一次注浆 二次注浆 锚具安装 张拉与锁定锚头保护。预应力错素节点大样如图11.3-9所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20244911.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024505.施工技术预应力锚索施工时，每2m设一对中支架。采用钻机成孔，清水清孔，必要时下钢套管钻进，安装锚索前应探测钻孔是否孔壁坍塌，如有坍塌情况，则应进行孔壁加固及修复措施。采取二次注浆，浆液采用水泥浆，要求采用421 SR普通硅酸盐水泥配浆，水灰比0.145,第一次采用常压014MPa=016MPa,要求112MPa 210MPa。锚索注浆龄期达到12天后根锚索进行验收，张拉试验按有关规范要求进行。12小时后进行第二次注浆，压力方可张拉锁定。并选取不少于5根锚索进行验收，张拉试验按有关规范要求进行。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024515.施工技术2)人工挖孔桩+水泥土搅拌桩+锚索支护技术 针对场地地质情况、开挖深度、地下室结构布置、附近地面堆载及工期进度等因素，在广州珠江新城金穗路至花城大道区段(不含集运系统)的基坑施工过程中采用人工挖孔桩+水泥土搅拌桩+锚索支护型式(图11.3-10)，充分发挥了人工挖孔桩承载力高、施工速度快、造价低和水泥土搅拌桩防渗性好的优点，克服了人工挖孔桩在施工中容易发生塌孔的缺点。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024525/22/2024535.施工技术主要设计参数 a.人工挖孔桩的直径为1200mm(图11.3-11)，间距1600mm，基坑外设置两排直径550350 X 350的水泥土搅拌桩作为止水帷幕，基坑内设置一排直径550350 X 350的水泥土搅拌桩。水泥土搅拌桩长度要求超过强透水的砂层进入不透水1m以上。b.水泥土搅拌桩桩间搭接长度为200mm。搅拌桩的水泥掺入比12%15%，对应每延米桩身水泥掺入量约为55 60kg，施工采用流量泵控制输浆速度，注浆泵出口压力应保持在0.5 0.6MPa，输浆速度保持常量。水泥浆液的水灰比不超过0.5。搅拌桩长度约6.013.0m。水泥土搅拌桩均为非承重用，施工采用四搅四喷。在联络通道处采取静压注浆进行止水。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024545.施工技术施工工艺 施工工艺如图11.3-13所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024555.施工技术（2）隧道盾构施工技术 广州地铁三号线珠江新城站一客村站区间盾构工程，总长度为2333.15m,隧道埋深为1628m，需要由北向南穿越包括海心沙岛在内总宽度为640m的珠江航道。该区段隧道左右线地质纵剖面如图11.3-14所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024565.施工技术 针对该盾构区段工程量大、地质情况复杂、技术难度高的特点，在施工过程中采用德国海瑞克公司生产的土压平衡盾构机5181和5182(型号)进行施工以及螺旋机、皮带机出渣和电瓶车泥斗水平运输、龙门吊垂直提升的方式出土。采用下述新技术，取得了良好的效果。1)新型超宽管片的应用 目前，我国绝大部分的地铁盾构隧道一般采用环宽1.0或1.2m的管片。该隧道区段采用采用1.5m的新型超宽管片，具有以下优势:减少了所需管片环数，可减少管片模具的生产循环数，从而延长了模具的寿命;增大了每环管片宽度，提高了管片生产制作效率;减少了整条隧道的管片拼装时间，提高了隧道施工工效;减少了隧道拼装接缝，提高了隧道的防水质量;减少了整条隧道的管片环数，从而减少了环缝螺栓、止水条、衬垫的使用量，降低了隧道成本。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024575.施工技术2)盾构隧道防水新技术 盾构隧道预制钢筋混凝土管片衬砌防水技术包括管片自防水、管片接缝防水、螺栓孔防水等，其中关键技术是管片的接缝防水，工程中采用了新型EPDM弹性止水条防水技术。EPDM弹性橡胶止水条具有高抗拉强度，良好的扯断延伸率，耐水体积变化率和耐标准油重量变化率低，耐久性好，防水性能好等优点(图11.3-15、图11.3-16)。从经济方面比较，EPDM弹性止水条价格稍高于普通遇水膨胀止水条，但可较大节省后期的补漏费用。从防水效果来看，弹性止水条比普通遇水膨胀止水条的效果有大幅度改进。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20245811.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024595.施工技术3)新型盾尾同步注浆技术 工程中采用了新型盾尾同步注浆技术。盾尾同步注浆机械化程度高，效率高，能实现完全同步注浆，可有效地控制地面沉降，同时由于不需要通过管片中间的吊装孔注浆，因此吊装孔可设计成盲孔，不通向管片外侧，解决了常规注浆孔漏水的通病。盾尾同步注浆设计原理如图11.3-17所示。从注浆效果看，能有效地控制地表沉降，限制管片位移。在施工过程，地表沉降量一般均在20mm以内。注浆效果如图11.3-18所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024605.施工技术4)地铁隧道保护技术 隧道保护方案针对隧道与集成系统底板间土体为中微风化泥质粉砂岩的情况采取措施在上层土体开挖时对隧道交错区域进行降水保护，最后以隧道两侧加设的排桩与地下空间主体结构形成隧道保护框架(图11.3-19)，以抵抗地下水对隧道的上浮力及限制隧道的变形。具体施工步骤如下:11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024615.施工技术 现状为地下空间施工前地铁隧道施工己完成及稳定。开挖至地铁隧道保护范围以上(隧道顶标高以上5-6m，约一17m标高位置)。在地铁隧道及泵房通道两侧3m距离位置施工人工挖孔抗拔桩，并采用井点渐进降水法降低地下水位至地铁隧道底以下的安全水位。完成降水的前提下，继续开挖至旅客自动输送系统底板(即隧道保护结构)施工面，开挖采用分段分区开挖，首先开挖隧道顶板上方土体。施工己开挖土体位置保护顶板结构及地下旅客自动输送系统底板，保护顶板结构采用变截面梁板结构，隧道上部底板结构高度为700mm，为提高其刚度及承载能力，可在结构高度较小区域加设钢骨。完成后再开挖其余区域及施工底板结构，分段施工底板结构可有效地减少由于开挖卸载对隧道衬砌的影响。完成上部地下空间主体结构施工，隧道顶板范围采用堆载预压，结束降水措施，分级卸荷直至恢复原水位。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024625.施工技术（3）地下空间新技术 1)无梁楼盖内置环式型钢剪力键的板柱节点技术 无梁楼盖体系的特点 无梁楼盖结构体系是由楼板、柱(和柱帽)组成的结构体系，又称为板柱结构体系，这是相对梁板结构体系而言的。相比传统的结构体系，具有使用功能优良、抗震性能好、施工方便、经济、节约装修费用、空间布置灵活等优点。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024635.施工技术内置环式剪力键板柱节点构造尽管无梁楼盖体系具有很多优点，但其在地震作用下产生的不平衡弯矩会严重影响板柱节点的承载力、导致节点破坏，甚至引起结构倒塌;而且结构的板一柱节点承受着巨大的冲切荷载，为满足节点的抗冲切能力要求，采用了无梁楼盖内置环式剪力键的新型钢筋混凝土板一柱节点，并在荷载不同区域分别设置了无环式剪力键、单环式剪力键和双环式剪力键板一柱节点，其构造如图11.3-20一图11.3-22所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024645.施工技术无梁楼盖内置环式型钢剪力键板一柱节点相当于在常规的井字形型剪力键的相邻两键臂间加设了圆形环板及腹板，将环板的从属范围内混凝土中的剪应力通过“混凝土 钢环板 钢腹板 剪力键键臂 柱”的路径传递到柱上，把节点区混凝土的抗冲切问题转化为型钢剪力键的抗剪问题，从而受力更合理，可显著提高了板一柱节点的抗冲切承载力。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024655.施工技术2)空心钢管混凝土楼盖技术由于结构顶板承受荷载较大，地下负一层在8.4m X 8.4m的柱网区域主要采用了上述无梁楼盖体系;对于8.4m X 16.8m柱网的区域，考虑建筑净高要求，顶板水平构件允许的最大高度要不大于900mm，针对该类大荷载、大跨度和板厚受限的地下室顶板结构设计，采用了新型的楼盖结构体系一空心钢管混凝土楼盖。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024665.施工技术空心钢管混凝土楼盖体系空心钢管混凝土楼盖主要由空心钢管、钢箱梁、钢筋析架模板、板底板面钢筋以及楼板钢筋混凝土等组成。该楼盖是在钢管外浇筑混凝土(钢管处于空心状态)，将钢管作为空心板的成型模板，浇筑混凝土后不拆除，使得钢管在空心板受力过程中参与承受板内弯矩和剪力，从而将空心钢管、钢箱梁、钢管柱组成的钢框架结构与楼板钢筋混凝土有机地结合在一起，有效地提高了整个空心板结构的承载能力和刚度，图11.3-23所示为现场安装好的空心钢管图。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024675.施工技术空心钢管混凝土楼盖的施工 为避免高支模，采用了钢桁架模板技术进行施工，如图11.3-24所示。钢桁架模板主要由两边钢管吊承，施工后不需要拆模，有效缩短了工期;另外，该模板体系表面美观，可直接作为顶板装饰面，大幅降低了楼板装修费用。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024685.施工技术空心钢管混凝土楼盖体系的特点 空心钢管混凝土楼盖体系与传统楼盖体系相比，具有以下优点:a.空心钢管按一定的间距并排放置在大跨度混凝土楼板中，利用内置钢管参与组合构件受力，并在楼板内空心钢管的外壁上设置加劲肋，使钢管和混凝土能够有效地粘结，共同参与楼盖的受力。这样可以避免楼板内由于混凝土振捣缺陷引起的空心孔内破坏问题。b.空心钢管作为主要承力构件，楼板结构更加接近型钢混凝土，由于钢管的贡献，使得楼板厚度减小，重量更轻。c.形成了“钢管一钢箱梁一钢管柱”钢框架结构，提高了整个楼盖结构的整体性与延性，具有较强的抗震能力。d.采用新型钢析架模板，免拆模可缩短工期，同时具有装饰效果，具有良好的经济效益和应用前景。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024695.施工技术3)地下结构后浇带钢箱(板)变形装置在主体工程的顶板及侧墙上设置了永久性变形缝，负一层顶板为420m X 116m的不设缝梁板结构，负二、三层底板不设置变形缝(地下二层的底板尺寸为1 OOOm X120m)，结构的无缝长度远远超出了现有规范的限值。在结构设计时，采用了设置变形凹槽、添加膨胀剂和纤维等掺合料，通过超长结构温度应力有限元分析结果来指导超长纵向构件(主要是底板和侧墙)的结构设计，并通过新工艺来降低混凝土水化热。虽然在结构设计中己采取了上述各种附加措施，但合理设置后浇带仍然是控制混凝土早期裂缝的主要措施。钢箱(板)变形装置主要由曲折钢板、工字钢和附加箍筋组成，一般放置在后浇带的中间，现场钢箱变形装置如图11.3-30所示。其基本构成是在后浇带两侧设置两工字钢，在工字钢腹板内侧之间设置曲折钢板作为吸收变形的载体，在工字钢的腹板外侧焊接一定间距的箍筋作为变形装置与先浇混凝土的连接措施，两工字钢腹板之间即为后浇带范围。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024705.施工技术后浇带装置分为两种形式一一对于水平向后浇带(楼板)，两工字钢之间为一片曲折钢板，形成钢板式变形装置，如图11.3-31（a）所示;对于竖直向后浇带(侧墙)，两工字钢之间为两片相对的曲折钢板，形成钢箱式变形装置，如图11.3-31（b）所示。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/2024715.施工技术4)地下捷运系统 珠江新城捷运系统线路短，系统选用了自动旅客输送系统。站间距小，高峰客流量大。针对此系统的特征，车辆自动旅客运输系统是一种无人驾驶、通系统。该系统车辆结构以铝合金或FRP(纤维强化材料)为主构成，全自动运行的交采用橡胶轮胎，在混凝土路面上行走，系统由计算机进行全自动控制，可以实现无人操纵的车辆运动和较小的追踪间隔。该系统具有运量适中、全自动运行、灵活、安全、适应性强、舒适、噪音小等优势，与珠江新城CBD地区的整体功能相匹配。11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程5/22/20247211.4总结 广州珠江新城核心区地下空间项目是目前我国规模最大、体系最完善的城市地下空间，它在投融资与运营模式、建筑规划设计、防灾减灾技术和施工技术等方面做出了大量创造性探索，被证明是一项适合中国城市建设和规划实际、经济合理并具有广泛适用性的成果，随着社会经济的发展，其研究成果将会为我国的城市地下空间的开发建设发挥重大作用。5/22/202473本章结束，谢谢5/22/202474