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第140期城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建關(guān)鍵技術(shù)

2021-10-19 11:35

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【52監(jiān)測網(wǎng)】第140期城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建關(guān)鍵技術(shù)

52監(jiān)測網(wǎng)專家報(bào)告分享-第140期

《城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建關(guān)鍵技術(shù)》

杜孔澤中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院

嘉賓簡介

杜孔澤，工學(xué)學(xué)士，高級工程師，長期從事隧道及地下工程設(shè)計(jì)及技術(shù)研究工作，主持或參與北京、廣州、上海、杭州、西安、蘭州、合肥、常州、鄭州、佛山等城市地鐵、市政工程項(xiàng)目20余項(xiàng)。2018年開始，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“城市地下大空間安全施工關(guān)鍵技術(shù)研究”技術(shù)助理。

一、概述

二、城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建

三、關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用案例

四、總結(jié)與展望

內(nèi)容介紹

3月26日-27日，2021第八屆中國（上海）地下空間開發(fā)大會(huì)在上海成功召開。中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司橋梁隧道設(shè)計(jì)院副總工程師杜孔澤在地下空間智能建造與智慧運(yùn)維管理論壇上作了《城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建關(guān)鍵技術(shù)》的精彩報(bào)告。報(bào)告介紹城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化拓建方式分類、主要拓建方法，拓建施工關(guān)鍵技術(shù)及在典型工程案例中的應(yīng)用。

一、概述

研究背景

近年來，城市地下空間發(fā)展迅猛，但由于已建成地下空間存在前期規(guī)劃落后于實(shí)踐，多呈孤島化、碎片化、點(diǎn)狀分布，系統(tǒng)性及連通性不足，嚴(yán)重制約了地下空間資源的充分利用及功能的發(fā)揮。

亟需通過拓建（擴(kuò)建、改建、增建等）技術(shù)手段，改善現(xiàn)有狀況，以達(dá)到功能延拓和品質(zhì)提升的目標(biāo)，形成網(wǎng)絡(luò)化、四通八達(dá)的地下空間。

2018年7月，中國鐵建牽頭，成功申報(bào)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“城市地下大空間安全施工關(guān)鍵技術(shù)研究”（2018YFC0808700）。

其中課題三重點(diǎn)研究拓建安全施工技術(shù)：課題三瞄準(zhǔn)“地下空間拓建”領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，研究拓建過程施工力學(xué)機(jī)理與安全控制技術(shù)。采用調(diào)查研究、理論分析、數(shù)值模型試驗(yàn)、室內(nèi)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場測試試驗(yàn)等研究方法，并進(jìn)行工程示范應(yīng)用驗(yàn)證。

網(wǎng)絡(luò)化拓建定義

在既有地下空間基礎(chǔ)上，連通、擴(kuò)建、改建、增建、結(jié)建地下空間，建立地下空間之間及地下空間與地面之間的有機(jī)聯(lián)系，形成平面相連、上下互通的網(wǎng)絡(luò)化地下空間。

二、城市地下空間網(wǎng)絡(luò)化安全拓建

國內(nèi)、外調(diào)研

國外：收集日本、韓國、美國、英國、法國、德國、西班牙、印度、伊朗、荷蘭、意大利、泰國、新加坡、瑞士、沙特、俄羅斯等16個(gè)國家42個(gè)工程實(shí)例，重點(diǎn)關(guān)注特殊工法及裝備。

例：日本東京商業(yè)區(qū)與地鐵站地下通道工程、韓國素砂地鐵站密貼下穿既有鐵路地下車站工程、意大利高速公路隧道擴(kuò)建工程、伊朗大不里士盾構(gòu)隧道擴(kuò)建大跨地鐵車站、日本東京東西線地鐵南砂町站改造……

國內(nèi)：工程案例包括北京、上海、廣州、深圳、天津、杭州、南京、武漢、寧波、西安、成都、重慶、青島等在內(nèi)的35個(gè)城市近160個(gè)類似工程項(xiàng)目。涵蓋軌道交通、市政交通、市政工程、綜合管廊、商業(yè)開發(fā)、地下車庫等地下工程。

調(diào)研國內(nèi)學(xué)者完成的類似研究成果94項(xiàng)，涉及理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場測試、模型試驗(yàn)等四個(gè)方面，依托工程包括城市軌道交通、地下車庫增層、地下商業(yè)增層、市政通道、地下廣場等。研究成果依托工程主要集中于北京、上海、天津、廣州、深圳、杭州、南京、武漢、成都、重慶、西安等國內(nèi)主要城市。

在地層條件調(diào)研中，對北京、天津、上海、廣州、深圳、武漢、南京等31個(gè)城市近155個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行地質(zhì)情況調(diào)查，其中包括地鐵區(qū)間隧道、地鐵車站、高層建筑基坑、地下商業(yè)建筑等地下工程，得到完整調(diào)研報(bào)告及典型地層的推薦地質(zhì)參數(shù)。

網(wǎng)絡(luò)化拓建體系

5種拓建方式：近接增建、連通接駁、以小擴(kuò)大、豎向增層、多維拓展

拓建方式

拓建結(jié)構(gòu)斷面型式

施工方法

施工輔助措施

三、關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用案例

示范工程調(diào)研

對中國鐵建在北京、上海、廣州、深圳、武漢、南京、杭州、天津、成都、重慶、濟(jì)南、青島、鄭州、西安、蘭州、沈陽、長春等18個(gè)城市承擔(dān)的近50個(gè)拓建工程進(jìn)行了詳細(xì)考察。選擇其中4個(gè)用于關(guān)鍵技術(shù)示范應(yīng)用,3個(gè)用于驗(yàn)證應(yīng)用。

典型案例及關(guān)鍵技術(shù)

天津地鐵5號線思源道站結(jié)建地下空間工程、北京地鐵6號線蘋果園站、武漢市光谷廣場綜合體工程、北京軌道交通4號線宣武門站新增換乘通道工程、北京地鐵8號線王府井北站……

① 天津地鐵5號線思源道站接結(jié)建地下空間工程

既有地鐵周邊地塊及上蓋商業(yè)開發(fā)，粉土、粉質(zhì)黏土為主，拓建基坑開挖面積21000m2。

關(guān)鍵技術(shù)：新舊地下連續(xù)墻連接，近接基坑智能氣動(dòng)降水。

② 武漢市光谷廣場綜合體工程

集軌道交通工程、市政工程、地下公共空間于一體的綜合項(xiàng)目（3條地鐵、2座市政隧道、地下人行系統(tǒng)）

城市繁華區(qū)域，一次性規(guī)劃設(shè)計(jì)，分區(qū)拓展施工，桁架式圍檁+網(wǎng)架式支撐體系，基于主體結(jié)構(gòu)承載的支撐體系，大型異形深基坑大坡道退挖，混凝土支撐控制爆破拆除。

四、總結(jié)及展望

既有地下空間安全拓建技術(shù)深入研究：拓建對既有結(jié)構(gòu)的抗震性能影響、拓建工程與防災(zāi)減災(zāi)、既有地下空間的耐久性、網(wǎng)絡(luò)化拓建工程后期評估。

新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝、新工法的研發(fā)與應(yīng)用：新結(jié)構(gòu)（大跨度結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)）；新材料（高強(qiáng)度材料、復(fù)合材料、防水材料、注漿材料）；新工藝（既有結(jié)構(gòu)破除、混凝土澆筑、既有結(jié)構(gòu)加固、注漿加固）；新工法（支護(hù)結(jié)構(gòu)一體化、快速支護(hù)、裝配式、組合工法、微擾動(dòng)）。

低凈空裝備為代表的施工裝備研發(fā)：低凈空裝備、小空間裝備、特殊環(huán)境條件、特殊地質(zhì)條件、既有結(jié)構(gòu)破除、開挖機(jī)械。

城市地下空間拓建對精細(xì)化探測的需求：透明地下——地下勘察、地下建（構(gòu)）筑物探測、既有地下空間檢測、智能監(jiān)測信息化技術(shù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合。