《城市地下空间建设新技术》第11章

城市地下空间建设新技术2014年11月19-22日合肥全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材第11章城市大规模地下空间建设运营技术11.1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1.1.1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概述图11.1-1珠江新城核心区总平面图11.1.1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11.1—3)。11.1概述11.1.1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11.1概述1.1.2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11.1.2岩土工程条件（2）岩土分层描述第①层:杂填土:由碎石、砖块、混凝土块、粘性土等组成。层厚0.5~l0m；第②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0.6~3.3m；第③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④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⑤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11.1.2岩土工程条件第⑥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⑦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11.1.2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④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0.2~5.4m。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11.2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11.2.2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11.2.2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11.3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11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程2.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11.3工程应用一一广州珠江新城核心区地下空间工程2.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2.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3.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3.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:①利用分时电价政策，可以大幅节省运行费用;②可以减少制冷主机装机容量和功率，减少设备投资;③减少一次电力初投资费用;④蓄冷系统可作为应急冷源;⑤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3.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4.防灾减灾技术（1）地下空间防灾概要①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。②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4.防灾减灾技术③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4.防灾减灾技术(2)防火对策1)建筑防火①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4000m2，防烟分区面积不大于500m2，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4.防灾减灾技术②防火分区中的任一点，距离疏散楼梯口或通道口不大于50m。③所有装修材料均按不燃材料控制。④两个防火分区之间采用防火墙和防火卷帘分隔。⑤地下空间与集运系统相连接时，相连处设置防火分隔设施。⑥设置环形消防车道，满足消防车进入的要求。⑦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4.防灾减灾技术2)防排烟系统①地下空间的排烟②集运系统排烟③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4.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0.5~1.5m，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4.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150~450cm，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4.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1m以下的墙面上。通道上的指示标志，其间距不大于20m。11