基础设施建设与安全管理.doc

中 国 土 木 工 程 学 会基础设施建设与安全管理考察团访日韩考察报告高文生 研究员王晓雯 教 授 王曙光 副研究员屈志豪 副研究员樊 慧 编 辑 2007年1月31日2月11日 目 录1概述22日本地下空间建设与管理82.1日本首都高速中央环状新宿线82.2大阪中之岛线142.3日本桥区域地下空间再开发162.4广岛祗園新道的共同沟182.5紙屋町地下步道及广场222.6紙屋町地下停车场253日本高速道路安全管理273.1日本首都高速公路运营管理273.2东京湾横贯公路海底隧道284广岛市新交通系统344.1新交通系统長楽寺车辆厂344.2新交通系统中央控制室355大阪市河川整治365.1大阪市防海潮工程365.2大阪机场雨水整治工程386韩国仁川跨海大桥417图书与资料438体会与建议449致谢46 1概 述应日本国际建设技术协会邀请，经建设部批准，中国土木工程学会派出以中国建筑科学研究院地基基础研究所高文生副所长为团长、重庆交通大学运输学院常务副院长王晓雯教授、中国建筑科学研究院地基基础研究所王曙光副研究员、重庆交通科研设计院隧道工程所主任屈志豪副研究员、中国土木工程学会樊慧（土木工程学报编辑）为成员的考察团一行五人于2007年1月31日2月11日赴日本、韩国考察城市基础设施建设与安全管理，顺利完成考察任务，按时回国。近年来，随着我国城市化进程的加快，城际间的高速公路、城市中快速轨道交通等基础设施的规划和建设迅猛发展。特别是城市人口的急剧增加，有限的地上空间与城市发展之间的矛盾日益突出，城市地下空间的开发利用为解决这一矛盾提供了广阔的前景。2006年11月1819日在北京召开的“国际地下空间学术大会”中的相关研究报告认为：我国地下空间开发利用速度位居世界前列”、“中国已经成为世界城市地下空间开发利用的大国”。但与发达国家相比，我国的城市地下空间开发建设起步晚，在立法、规划、设计、建造及运营管理等方面还有很大差距。日本是世界上对地下空间开发利用较早的国家之一，地下轨道交通、步行街、地下商场、共同沟等公用设施和建筑的规划建设均已相当成熟，对城市基础设施的安全管理也积累了丰富的经验。2007年1月31日2月8日我会考察团在日本国际建设技术协会相关人员的陪同下，先后拜访了日本国土交通省、日本国际建设技术协会、首都高速道路株式会社、东日本高速道路株式会社关东支社、广岛国道事务所和大阪府都市整备部河川室等相关政府部门，并考察了相关工程。考察过程中，日方均给予了热情接待，双方进行了技术交流。2007年2月9日2月11日，考察团拜访了韩国土木工程师学会，对近年来双方合作经验和未来合作设想进行了交流，并参观了韩国正在修建中的仁川大桥工地、首尔城市基础设施。考察安排见表1.1。考察团重点考察了日本城市基础设施中高速道路、轨道交通、地下空间建设和安全管理方面的先进技术和管理经验。参观了日本首都高速公路运营管理中心、日本首都高速中央环状新宿线（地下高速）大桥施工、东京日本桥地区再开发中的地下工程施工现场、东京湾横贯公路海底隧道、广岛54号国道城市共同沟建设和运营、广岛纸屋町地下街的运营（包括地下停车场）管理、广岛新交通系统（高架轨道和轮胎行走的混合交通系统）、大阪河川治理及防海潮工程、大阪中之岛线地铁隧道工程、大阪空港雨水治理等工程。此次考察给团员们留下了深刻印象，日本、韩国在城市基础设施建设、安全管理与地下空间开发建设方面的成功经验值得我们学习借鉴。与我们交流的日、韩专家对中国近年来在城市建设方面取得的成就都表示赞叹。通过此次考察增进了中日、中韩友谊，各方均表示今后要进一步加强在相关领域的技术交流与合作。表1.1基础设施建设与安全管理考察日程表日期时间内容接待1月31日09:20中国北京日本东京(13:50)国建协 川村部长15:00日本国际建筑技术协会预访问国建协 川村部长2月1日10:00拜访日本国际建筑技术协会总务部长 川村三郎吉田 池田 高桥13:30参观日本首都高速道路管制室,新宿线大桥JCT川村 小山 吉田17:00拜访日本国土交通省技术调查官 祢屋诚 菅原协力官 川村 小山 吉田 18:00招待会泉坚二郎 川村 高桥 五反田一郎2月2日9:00参观日本桥地区地下空间再开发工程片山义治 川村 高桥14:00参观东京湾横贯公路海底隧道高山真一 川村 高桥2月3日10:00资料收集整理2月4日10:00东京市内设施考察2月5日10:05东京广岛池田13:00参观广岛市内基础设施池田2月6日9:30祗園新道的供给管干线共同沟甲田展丈 池田11:00長樂寺车辆基地 新交通系统甲田展丈 池田13:30紙屋町地下街池田14:00紙屋町地下停车场池田15:00广岛大阪池田2月7日9:30拜访大阪府都市整备部河川室室长 川口惠司 池田10：15西大阪治水事务所所长 北田隆久 池田技师 松枝俊明 正岡良司13：30中之岛高速铁道调查课长 寺本譲 池田2月8日9:30参观大阪空港排水系统武部孝司 池田13:30市内设施池田2月9日9:30大阪韩国首尔17:00拜访韩国土木工程工程师学会会长 朴昌浩 事物总长 林忠洙 专务理事 洪鹤杓2月10日9:00参观仁川大桥施工现场 建设部门土木事业部次长 尹英浩中国建筑工程总公司韩国代表处 郭宝林 金学哲13:30参观首尔市内基础设施2月11日14:00首尔北京 图1.1与日本国际建设技术协会交流（2007-2-1上午）图1.2 中央环状新宿线大桥工程 图1.3 日本国土交通省（2007-2-1下午）图1.4 “日本桥”地区地下空间再开发（2007-2-2）图1.5 东京湾横贯公路海底隧道（2007-2-2）图1.6 广岛祗園新道的共同沟（2007-2-6）图1.7 广岛祗屋町地下街及地下停车场（2007-2-6）图1.8 西大阪治水事物所（2007-2-7）图1.9 中之岛线（2007-2-7）图1.10 大阪机场地下防洪工程（2007-2-8）图1.11 拜访韩国土木工程师学会（2007-2-9）图1.11 韩国仁川跨海大桥（2007-2-10）2日本地下空间建设与管理日本各级政府部门都非常重视地下空间的开发建设，特别重视地下空间开发建设的规划以及与地上建设的协调发展。日本在20世纪20年代就开始了地下空间的开发建设，地下空间利用功能涉及到交通、通信、水务、防灾以地下商场等大型公共建筑。2.1日本首都高速中央环状新宿线由于国土面积较小，地上空间有限，日本的地下交通设施很发达，纵横交错的地上地下立体交通在为居民出行提供方便。日本大公司或大商场楼下几乎都有地铁，交通非常方便。首都高速中央环状新宿线颇具代表性。中环新宿线位于中环线的西部，长约11km，双向4车道，设计时速60 km/小时，将高速号涉谷线、高速4号新宿线、高速5号池袋线联系起来，将放射道路与首都高速道路连成一体，提高效率。中环新宿线共设有6个出入口，9个换气塔，同时采用了很多环保新技术：出入口地面部分路中央设有遮音壁，桥梁底面设有吸音板，路面采用低噪音铺装，换气塔中安有消音装置。为保证线路内空气清新，除设有换气塔外，还设有空气中悬浮颗粒除去装置和低浓度脱硝（NO2）装置。在防灾方面除线路的监控室外，全路还设有摄像监视器、喷淋设备、应急电话、照明设备、排烟口、灭火器、灭火栓、自动火灾检测器、紧急出口、触压式报警器和报警板。大桥连接高速号涉谷线与中环线。地上36m，地下35m，周长约400m，地下施工时支护结构采用密排桩+内支撑，支护桩的施工工艺为SMW工法。施工现场的组织管理井然有序，各种机械设备作业区、道路等安全标识清楚醒目。图2.1中央环状线、新宿线位置图图2.2中央环状新宿线大桥及相邻建筑示意图图2.3中央环状新宿线出入口降音防噪技术图2.4中央环状新宿线除尘及换气技术图2.5中央环状新宿线防灾系统图2.6中央环状新宿线大桥施工现场1 (地上)图2.7中央环状新宿线大桥施工现场2 (地上)图2.8中央环状新宿线大桥施工现场1 (地下)图2.9中央环状新宿线大桥施工现场2 (地下)2.2大阪中之岛线大阪市南北方向有三条地铁，交通发达，东西方向交通薄弱，由中之岛线高速铁路解决，地上无陆地可用只能走地下。该线路起点为大阪市北区中之岛,终点为大阪市中央区的天满桥,线路全长2.9km, 线路最大坡度40%，最小曲线半径160m，轨距1435mm,轨重50 kg /m、60kg/m、机车为架空单线式直流1500V，车辆长18.9m宽2.7m，一列最多8辆编组。中之岛线高速铁路经过几条干线道路，延线设有4个车站，车站设在主要干线道路的交口处。中之岛线采用盾构施工技术。图2.10 中之岛线概况图2.11 中之岛线施工方案图2.12 施工材料进出地面的通道口 图2.13 正在进行的盾构施工图2.14 正在施工中的支护和衬砌图2.15 已做好的支护和衬砌2.3日本桥区域地下空间再开发“日本桥”已有四百年历史了(建于公元1603年), 是日本很有名的历史文化“名桥”，东京里程的零起点位于“日本桥”上。“日本桥”周边地区建筑物密集，商家、老店铺、金融结构林立，百年老店三櫟百货等大型商场和诸多知名大公司等都位于此。随着城市的快速发展，已有的地下空间不能满足需要，地下空间的再开发已成必须。由于地上道路交通繁忙及环境的限制，地下施工只能在夜间进行，同时要求对施工进行周密组织设计和管理，现场我们看到的挖掘设备等相关机械都非常小巧和精制，从中可看出施工的精细。 图2.16日本桥东京原点 图2.17现在的日本桥 图2.18日本桥周边拥挤的地上建筑 图2.19百年老店三樾百货 图2.20现有三樾百货地下步行街道 图2.21地下扩建施工过程中停放在地面的机械 图2.22日本桥地区地下施工方案 图2.23 地下施工现场（暗挖法）2.4广岛祗園新道共同沟观了广岛祗園新道的供给管干线共同沟，共同沟内除汇集了电力、电话等线缆及上水、下水（雨水）、下水（污水）等管道外，还为将来增设其它管线预留有充足的空间。共同沟内整洁，检查维修空间宽敞。共同沟的运营管理机构完善，自动控制系统发达，安全设施齐全。共同沟的修建，既节约了地上空间，又避免了地下埋管的重复开挖。日本的地下共同沟在世界上是兴建数量居于前列的国家之一。据介绍，目前，日本全国共同沟总里程将近500公里，近年来在新建地区如横滨的港湾21世纪地区及旧城区的更新改造如名古屋大曾根地区、札幌的城市中心区都规划并实施了地下空间的开发利用。图2.24广岛市共同沟规划图图2.25祗園新道共同沟规划及标准断面图 图2.26祗園新道共同沟入口 图2.27祗園新道共同沟进入显示盘图2.28祗園新道共同沟沟内管线布置情况图2.29祗園新道干线共同沟图2.30祗園新道供给管共同沟图2.31祗園新道共同沟内安全保障设备图2.32共同沟监视系统2.5紙屋町地下步道及地下街紙屋町地下设施总面积24930m2，其中地下步道及地下广场12480m2，店铺面积712m2，机械室等5330m2：南北公共地下步道宽14m，延长225m，东西公共地下步道宽6m2，延长约390m。地下街包括多种城市功能:交通通道、商业店铺及其它设施共同组成的相互依存的地下综合体。地下街及地下广场宽敞明亮，环境优美，在空气质量、照明乃至建筑小品的设计上均达到了地面空间的环境质量，如果不是四周漂亮的立柱和墙面的“提醒”，人们很难感到是在地下。地下步道及地下街系统服务设施齐全，有人工服务台、大屏幕显示器、电子自动查询系统。通过这些服务可以查询的信息有：公共交通信息、路况信息、天气预报、广岛室内旅游信息、地下街及地下广场内店铺的客流信息及地下设施内发生紧急情况信息等。地下街及地下广场的安全管理系统也非常完备，有中央监控室、备用电力系统、防火、防水淹及人员疏散等系统为地下空间的使用提供了有力的安全保障。图2.33 宽敞明亮的地下步道和商业广场图2.34 地下步道和商业广场等地下设施的中央监控室 图2.35 人工服务台 图2.36 信息自动查询机图2.37 地下步道及商业中的信息服务体统图2.38 地下步道及商业广场的防灾应急体统2.6紙屋町地下停车场紙屋町地下停车场总面积8450m2，地上30m2，停车分上下两层，地下一层1850m2，地下二层6570m2，共有206个车位，停车设备为机械平面往复式，管理自动化程度非常高，顾客停车、取车如同我们在超市存包一样方便，非常人性化。图2.39 等待取车的顾客和正在被自动送出的车辆图2.40 地下停车场温馨舒适的休息厅图2.41 地下停车场系统设施布置3日本高速道路安全管理3.1日本首都高速公路运营管理中心截至2005年3月投入使用的日本首都高度道路为283.3km，交通流量增长到约112万辆/天。首都高速道路株式会社负责首都高速道路每天24小时的交通控制，维护道路的安全、平稳、舒适运行，巡逻车负责快速处理交通事故和清除道路上的散落物。为使首都高速道路高效运转，日本首都高速道路株式会社采用交通控制系统高速处理数据，为用户提供实时的交通信息。3.1.1交通控制系统：交通控制系统有三个功能：收集、处理和发布交通信息。该系统由三个局来实施，三个局分别负责不同的路段。收集来的数据在一分钟内即可经过处理并提供给司机。三个局之间通过数据交换形成综合的交通控制。为在更广的范围提供道路交通信息，首都高速道路株式会社与国土交通省进行在线交通信息交换。 图3.1日本首都高速路主控制室 图3.2日本首都高速主控制室隧道监视屏3.1.2、交通管理在首都高速道路上，交通拥堵主要发生在内环线，因为该处交通流量集中。为减少交通拥堵，日本首都高速道路株式会社正在改善路网，例如加宽道路、增加通向普通道路的出口等。在首都高速道路上每年约发生1.3万起交通事故。首都高速道路株式会社分析这些事故、采取相应的安全措施，同时开展不同的活动避免此类事故的发生。 图3.3交通信息发布 图3.4事故视頻(掉货塞车) 图3.5事故位置显示 图3.6事故信息发布(掉货塞车)3.2东京湾横贯公路海底隧道东京湾横贯公路全长15.1km，其中海上部分14.3km，陆上部分0.8km，其中海上部分有9.5km是采用海底隧道通过，设计时速80km，双向4车道，在海底隧道交通路面下还设有管理用路、共同沟、紧急出口、东京电力通道和机电设备室等。东京湾海底隧道有很完善的管理维护系统，该工程的规划、设计和盾构施工技术、运营管理和应急组织等方面都代表了该领域当前的发展水平，前去参观考察的技术人员很多，我们离开隧道时，刚巧碰到一队欧美考察人员进入隧道参观。图3.7东京湾海横贯公路概况图3.8东京湾海底隧道结构及抗震措施图3.9东京湾海底隧道施工方案图图3.10东京湾海底隧道双向施工对接构造图图3.11东京湾海底隧道管理用路及其它附属设备概况图3.12东京湾海底隧道安全运营管理系统 图3.13东京湾海底隧道与桥梁衔接口 图3.14东京湾海底隧道中央换气塔图3.15东京湾海底隧道管理用通路图3.16东京湾海底隧道避难方案及通路图3.17东京湾海底隧道应急方案及通路 图3.18东京湾海底隧道应急管理专用车队在演习 图3.19隧道内防灾传感器4新交通系统广岛新交通系统是界于铁路和公交之间的一种交通系统，除市区内2km外，其它部分建在市区道路中央隔离带上方，不会造成道路拥堵。轮胎和轨道结合式走行方式，电动机车，无噪音、振动和污染，成本低,是地铁的1/3。该系统建成后，为住在沿线小镇和郊区居民出行提供了便利，成为居住在远郊的居民到市内上下班的重要工具。1994年正式通车，每天交通流量4.9万人，每年1.8千万人次。图4.1新交通系统概况4.1新交通系统長楽寺车辆厂位于广岛市長楽寺的车辆基地负责新交通系统全部机车车辆的运行维护工作。图4.2新交通系统長楽寺车辆基地图4.3 轮胎式轨道机车车辆4.2新交通系统线路中央控制室新交通系统线路中央控制室承担线路安全正常运行维护的监控管理工作。图4.4新交通系统线路中央控制室5大阪市河川整治工程大阪是日本有名的“水城”，由淀川、大和川两大河流淤沙形成的，地势低洼，零海拔，大阪的资产集中在这个地区。历史上三次大台风引起海水倒灌（分别是1934、1959、1961年），淹没房屋数万户（分别为：166720、80464、126980户），死伤者数以万计（三次分别为：17898、21465、2165人），辨经济损失惨重。西大阪治水防灾的防范标准是1959年海水倒灌时的潮位偏差3m，防范措施有：建防潮闸门、上游建抽水站、加高防潮堤，以及对护岸进行抗震加固等。图5.1 西大阪地区防海潮工程概况5.1大阪的城市防洪设施大阪地区的防潮闸门分级、分层设置，分为防潮大闸门、中小闸门和防潮铁扉角落等，见图5。同时注意防潮堤岸的环境美化，见图5图5.2 大阪地区防潮闸门设置概况图5.3 大阪地区防潮闸门型式图5.4 大阪地区防潮闸门实景图5.5 大阪地区防潮堤岸的优美环境图5.6 正在进行的防潮堤岸提高及加固施工5.2大阪机场雨水整治工程大阪空港原规划的下水道不能满足城市化的要求，1994、1997、1999年相继发生汛期涝害。大阪空港排水系统解决方法是设置大型排水通道和集水池。其中管渠部分直径5.7m，长1842m，采用盾构施工工艺。衬砌采用P&PC工法，即对预应力混凝土制成的管片安装成的衬砌再进行预应力张拉，管片中为预应力筋预留环状空洞，预应力筋间距300mm。图5.7 大阪国际机场雨水集水设施工程概况图5.8 盾构施工入口及竖井图5.9 储水渠衬砌混凝土片图5.10 连接混凝土衬砌片的钢绞线和锚具图5.11 混凝土衬砌片上的预留孔和做好的衬砌6韩国仁川跨海大桥仁川大桥总长21.4公里，其中海上部分12.3公里，主跨为双塔斜拉桥，塔高238.5m，最大跨度800m,总投资达1.27万亿韩元（1美元约合1000韩元）。建成后，从韩国西部港口城市仁川市内，以及汉城南部地区到位于永宗岛上的仁川国际机场，所需时间将从现在的1小时缩短到20分钟。这将对仁川市在松岛地区建设国际物流中心的计划非常有利。图6.1仁川跨海大桥工程概况图6.2仁川跨海大桥施工现场图6.3大桥混凝土预制构件图6.4 施工中的桥墩图6.5 架设中的桥梁7图书与资料 考察期间，日方就每一个考察项目都准备了详细的资料。另由日本国际建设技术协会川村先生和专业翻译林正子女士帮助联系和查询了出售与考察内容相关的书籍、资料的书店，考察团成员利用星期日去查阅和购买了相关内容的书籍。相关城市基础设施建设与安全管理方面的技术书籍按专业分类很细，从设计原理、设计规范、施工工法到管理细则都有。8体会与建议一、主要体会实地考察了日本的城市地下空间开发建设情况，亲身感受了地下空间的利用在缓解日本城市发展空间紧缺矛盾中的突出作用，了解日本城市地下空间建设方面规划、设计、施工以及安全、运营管理等方面的具体技术水平。通过本次考察，感到日本在城市地下空间建设方面有如下特点：1、政府重视，科学规划。日本各级政府部门都非常重视地下空间的开发建设，特别重视地下空间开发建设的规划以及与地上建设的协调发展。日本在2