城市中心区地下人防商业综合地下空间开发关键技术ppt课件

汇报人 童立元 东南大学 合作人 余巍 东大岩土设计所 城市中心区地下人防商业综合地下空间开发关键技术 东南大学岩土工程研究所 城市地下空间研究中心东南大学城市地下工程与环境安全重点实验室南京东大岩土工程技术有限公司岩土工程设计所 第十二届土力学及岩土工程学术大会 上海 汇报内容 一 背景二 历史 现状与存在问题三 人防商业综合开发利用关键技术四 案例分析 Mega city 交通 电力 水及污染水 空气 人居环境及健康 安全 城市化 人居环境恶化 生态危机 生存危机 纽约局部鸟瞰 生态城市建设理念 18亿亩耕地红线将被突破 2007年耕地18 26亿亩 中国快速城市化突显 土地安全 困境 中国未来15年 1 城市化水平需增城市建设用地3459km2 520万亩 城市无地 上 可用 城市中心区土地资源匮乏 寸土寸金 商业开发未来 上海浦东 能源运输管道能源存储设备地下电力运送系统地下发电所 变电所地下仓库 地铁地下停车场上下水道地下共同沟污水处理厂地下水池 地下商业街地下体育设施地下游乐园 地铁地下停车场上下水道地下共同沟污水处理厂地下水池 地下空间开发 城市可持续发展的需求 城市地下空间开发的社会效益 生态效益 城市地下空间开发利用 地铁交通系统 地下快速道路系统 地下停车系统 地下市政设施 地下能源设施 地下步行系统 地下公共服务设施 防灾设施 共同沟 连续 管线综合地下化 雨水污水再利用 减少社区结构隔离 优质的公共活动 地铁交通系统 地铁交通系统 文化价值 安全 商业价值 城市生态效益 节能 减少环境污染 节地 绿化 城市社会效益 城市地下空间开发应兼顾人防要求 我国城市正处于高速发展阶段 在此过程中 还存在着许多短期行为和商业运作趋势等问题 特别是缺乏总体规划指导 这些问题使城市地下空间资源造成严重浪费 人防工程面积 比例失衡 后续人防工程建设 地下空间开发难度加大 资金投入量增多 城市地下空间开发兼顾人防要求的几个切入点 大型交通设施地下空间开发兼顾人防要求 地下轨道交通 城市中心区 副中心区的地下空间开发兼顾人防要求 城经济文化中心 是地下空间开发最为活跃的地区 也是战时最可能遭受打击的区域 居住区规划中的地下空间开发兼顾人防要求 城市共同沟的建设兼顾人防要求 二 历史 现状与存在问题 早期人防工程 浙江温州华盖服装市场 简介 华盖服装市场的即华盖人防隧道 位于温州市鹿城区区政府附近的华盖上 在不影响防空袭能力的前提下 成为城市建设 经济建设的一部分 产生良好的社会效益和经济效益 隧道功能 主要用于小商品的经营 及仓库 停车场和纳凉之地经营种类 小饰品商店 生活用品 化妆品的商店 饰品超市等日常小商品为主 经营模式 人防工程是国防工程的组成部分 国家投资和依据法律规定修建的人防工程 其产权为国家所有 经营者则拥有经营权 使用权和收益权 中期 平战结合人防工程 佳木斯地下商业街简介 黑龙江省佳木斯地下商业街位于城市中心繁华商业带 是集人防 交通 商贸 食品 公用设施 游览为一体的市内大型商贸中心和最大的平战两用人防工程 商业布局 地下商业街呈H型布局 全长451延长米 有25个出入口 总建筑面积13301平方米 设有两个营业大厅和70个营业室 一个精品世界和8个精品屋 共有标准柜台1026节 现有集体 个体业户1000余家 经营种类 服装鞋帽 家电 布匹 大小百货 化妆品 食品等十五个大类近二万种商品 内部设施 四块大型滚动电视屏幕 有进排风供热系统 烟感报警 消防自动喷淋系统 给排水系统 广播通讯系统等 商业特色 地下商业街商品款式新颖 品种齐全 档次高 变化快 购售和批发规模庞大 年销售额超亿元 青海省西宁大十字地下商业街 简介 工程位于西宁市的交通中心和商业集中区 主体地下一层 呈十字型布置 东西长约745米 南北长约245米 工程主体东西大街宽度约18米 南北大街宽度约22米 主体净高4 2m 建筑面积约22000 经营种类 商品类别上采取以中高档品牌服装为主 以鞋帽 皮具 箱包 百货为辅助类别的经营方式 为了提高商业街的档次 对商业街经营客户采取了准入制 以保证品牌的知名度和含金量 经营面积 平均每个商铺的营业面积达到75平方米 商铺开间严格限定在7 5米以上 一些品牌店铺的开间甚至达到22 5米 最大的商铺开间达到37 5米 单店营业面积近500平方米 地下商业布局 包括商街室外入口 下沉广场以及室内大十字中心大厅 教场街大厅 商街通道 公共卫生间 主题文化墙 大十字休闲大厅 大十字休闲大厅 教场街休闲大厅和下沉广场内 设置休闲椅凳等设施并适度进行绿化和包装 提供冷饮 报刊 ATM机 电视等服 教场街休闲大厅 下沉广场 在下沉广场西侧设置积600多平方米的餐饮商务区 在东西大街和南北大街内 选择适合的空间设置休闲区 摆放休闲椅凳等设施 在西门口以及东 南 北尽头出入口部位 设置小型便利店 冷饮店 经营小百货 饮料等商品 满足不同顾客的购物需求 入口处 商业街大厅 商业街大厅 文化墙设计 广州地一大道 项目简介 广州地一大道是广州市近年来的重点人防工程 地一大道建筑面积6万多平方米 以十字形纵横于广州黄金地标站前路 站南路地下 防护等级为5级 投资商 人和商业 成功打造了哈尔滨第一大道 郑州地一大道 广州地一大道 成为人防商业的领军企业 建筑规划 2公里长 4米宽的人行通道 分布着纯使用面积达13 160平米的商铺1200余家 3层地下设计 3部大型垂直客货两用梯 18部自动扶梯 24个出入口 经营种类 广州地一大道主要经营服装批发及零售 并根据租户经营种类的不同 划分为童装街 内衣街 时尚女装街 外贸服装街 靓仔街 韩国城 商务休闲男装街 餐饮美食等 青岛龙山地下商业街 简介 青岛市人防地下商业街位于青岛火车站附近 是青岛市人防平战结合的 窗口 是全国开发使用最早 闻名国内外的大型综合型人防平战结合项目 经营种类 人防地下商业街是以服饰商场为主体 经营店铺400余户 主要经营服装 鞋帽 皮革制品 工艺制品 小商品 小饰品 文化艺术品 家具等12大类2000多种商品 商业特色 龙山人防地下商业街已跻身于岛城现代化商城之林 初步实现了创建 品牌 市场的经营理念 引领岛城服饰时尚潮流 并被青岛市市政府命名为为青岛市首批商业专业特色街 龙山地下服饰街 社会影响 先后被国家 省 市及有关部门授予 全国人防平战结合先进单位 人民防空先进单位 全国文明市场 等荣誉称号 青岛龙山地下商业街 简介 铁大街地下人防商业街工程项目位于包头繁华的钢铁大街地下 平时为地下商业街 战时为甲类六级戊类物资储备库 建筑规划 本方案分为东西两区 东区为钢铁大街机动车道地下人防商业街林荫路至鞍山道段 建筑面积10323 70平方米 西区为钢铁大街机动车道地下人防商业街鞍山道至白云路段 建筑面积9323 80平方米 总建筑面积19647 50平方米 经营种类 将内设300余个商业精品店铺 包括服装 饰品 箱包 鞋帽等 还会有一个大型的餐饮区 经济效应 在原有南北向的人防商业街的基础上 呈十字型商业街 省级商圈潜力 挖掘出更大商业价值 包头钢铁大街 地下人防商业街 工程鸟瞰图 现代 地下空间综合开发利用 日本的地下商业综合体 日本国土狭小 城市用地十分紧张 积极拓展城市地下空间已成为日本城市再开发的重要内容 尤其是日本东京上野火车站的 地下街之端 以及大阪的长掘地下街商业街 至今 地下街已从扮演单一的商业角色演变成为一个角色多样的地下综合体 包括集城市功能如交通 商业等为一体的共同组成的大集合 目前日本已在26个城市建造地下街 至少多达150处 并且日进出人口数量达到1200万人 约占其国民总数的八分之一到九分之一之间 地下共同沟的数量在全球兴建数量居于前列的国家中名列前茅 在地下街里 环境怡人 且内部设计富有吸引力 使人有耳目一新的感觉 有达到去除旅途疲劳的作用 广州珠江新城核心区地下空间工程 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 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 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 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 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 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 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 规划 立法 管理规章 设计标准 配套技术 信息平台 三 人防商业综合开发利用关键技术 人防 商业 施工技术 商用地下工程与人防工程在功用上的不同 致使二者对空间布局 结构强度等方面都要求不同 进而产生它们在联合开发中的矛盾 平战功能转换中的问题及相关技术 为使商用地下工程在战时能够快速的完成功能的转换 达到防护工程的要求 须对口部 主体结构及空间布局进行改造 出入口 一部分需要封堵 一部分要加设挡墙和防护密闭门改造为符合战时要求的出入口 主体结构则应进行临时加固 常用的加固方法有 增加支撑构件 如对顶板加设承重墙 对于跨度较大的梁在跨中加支撑柱 和增加截面刚度 如对梁进行粘钢加固或碳纤维加固 植筋 粘钢加固技术及碳纤维加固技术是在口部和主体结构平战功能转换中较常用的两种技术 1 城市地下空间兼顾人民防空工程设计规范 江苏 2 单建掘开式地下空间兼顾人防工程设计导则 试行 浙江 3 人民防空工程设计规范4 混凝土结构加固设计规范 未来城市构想图 Undergroundspace goodforsustainabledevelopment HarveyW Parker 2004 CambridgeUniversity RobertMair 工程概况 工程地质 周边环境信息条件 特点及难点 设计方案 管线障碍下基坑设计方案 止水帷幕渗漏应急措施 降水方案 四 案例分析 一 工程概况 镇江大市口地下人防通道中山东路段 大市口 梦溪路 工程位于镇江市中山东路 拟建工程采用全埋式 施工采用半逆作法 顶板距离地表3 0m 基底埋深约9 0m 基坑长度840米左右 标准段宽度约22m 地下通道出口18处 出口处拟采用明作 标准断面形式 大市口 梦溪路 二 工程地质以及周边环境信息 中山东路为镇江市市政主干道 管线多 地处商业中心 周围建筑物多且基础形式复杂 已有管线平面图 道路两侧建筑物 中山东路北侧建筑物 16栋主要建筑物 周边环境 中山东路北侧建筑物 16栋主要建筑物 中山东路南侧建筑物 19栋主要建筑物 中山东路南侧建筑物 19栋主要建筑物 梦溪路 京谷大厦 镇江日报 359医院 京口大厦 工程地质概况 杂填土 层厚4 0 6 6米 堆填时间大于10年 表层有路面 路面以下以粉质粘土为主 夹含大量的碎石 砖等 其力学性质不均匀 为基坑一阶段开挖主要土层 粉质粘土 层厚1 7 5 5米 灰色 饱和 可塑 局部软塑 夹少量粉土及砂 局部呈 千层饼 状 摇振反应无 稍有光泽 干强度中等 韧性低 全场地分布 层底埋深6 7 10 6米 为中压缩性土层 粉质粘土 层厚2 6 16 7米 灰色 饱和 软 流塑 夹少量淤泥质土 粉土及砂 局部夹少量有机质土 摇振反应无 稍有光泽 干强度中等 韧性低 全场地分布 高压缩性土层 为基坑开挖二阶段主要土层 粉质粘土 层厚0 0 11 5米 灰褐 灰黄 黄褐色 湿 饱和 可塑 局部软塑 加少量的粉土团块 切面较光滑 摇振反应无 干强度中 韧性中 地内局部缺失 为中压缩性土层 粉质粘土 层厚4 3 7 8米 灰色 灰黄 黄褐色 湿 饱和 可塑 加少量的粉土团块 切面较光滑 摇振反应无 干强度中 韧性中 为中压缩性土层 地下水类型属潜水 其 层为其主要含水层 层为弱透水层 地下水主要由大气降水 地表径流补给 由河流 自然蒸发和侧向径流排泄 初见水位埋深2 20 5 65米左右 汛期水位上升1 50米左右 该地区地下水位最高一般在7 8月份 最低水位一般出现在12月份 翌年3月份 地下水状况 工程地质 基坑支护设计参数表 相对隔水层 土质差需要做硬支护和降水 工程地质 AB段基坑地质剖面 止水帷幕深度进入隔水层次1 5 2 0m 工程地质 BC段基坑地质剖面 止水帷幕深度进入隔水层次1 5 2 0m 三 工程特点及难点 1 工程为地下通道人防工程 地表为城市主干道 采取半封闭施工 采用半逆作法 对支护施工协调性要求高 2 开挖深度范围内 1 层土为杂填土 工程特性不均匀 3 层土为高压缩性土 含水量大 强度低 挖土难度大 3 工程环境复杂 建筑物 管线多 控制变形要求高 4 主体施工工艺采用逆做法 会出现支护结构抵抗较大竖向力的工况 顶板和支护桩连接要求高 5 土质差 含水量大 工程降水难度大 逆作协调性高 6 新老地下通道衔接 设计方案 基坑分段 根据结构形式 施工作业方法 地层状况以及周边建筑物将基坑分为AB BC CD DE EF FG A B B C C D D E E F F G 段出口 共18处 四 设计方案 本基坑工程可以采用如下方案 止水体系 三轴深层搅拌桩 形成封闭止水体系 围护体系 一阶段 挖至 3 5m 工法桩 冠梁 二阶段 挖至 9 0m 灌注桩 暗围檩 顶板作为支撑 局部明挖 灌注桩 围檩 2道钢 609 支撑降水方式 管井疏干降水 集水明排 3 边桩施工 5 道路挖土 9 中间柱施工 7 路面恢复通车 8 挖地下一层土 10 地下一层底板施工 11 地下一层侧墙施工 13 地面完工 工程施工完成 6 顶板施工 1 止水围幕 2 型钢维护 4 顶板支撑桩施工 12 拆除顶板支撑桩 设计方案 一阶段 北侧顶板施工 开挖3 5m深 钢板桩 H型钢 工法桩 围檩 预留砼挡墙 设计方案 一阶段 南侧顶板施工 开挖3 5m深 工法桩 围檩 砼挡墙 设计方案 二阶段 逆作挖土 钻孔桩 暗围檩 钻孔桩 暗围檩 顶板浇筑完成 设计方案 楼梯出口处 浇筑顶板 临时钢支撑 工法桩 围檩 灌注桩 暗围檩 设计方案 5 口过街通道处 灌注桩 钢支撑 三轴搅拌桩 施工工序简介 北侧明做部分 1 封闭北侧半幅道路交通 复核周边场地标高 2 测量放线 开挖沟槽 施工深搅桩 插入钢板桩 H型钢以及工法桩中的H型钢 钻孔灌注桩 主体结构临时支护管桩及降水井 3 开挖土方至顶板底标高 采用暗冠梁连接顶板和钻孔灌注桩一体浇筑 并在设计位置预留钢筋和侧墙连接 4 待顶板强度达到设计要求 做混凝土挡墙 回填路基土 拔除钢板桩 H型钢 5 铺筑路面 恢复交通 拔除工法桩中H型钢 南侧明做部分 1 封闭南侧半幅道路交通 复核周边场地标高 2 测量放线 开挖沟槽 施工深搅桩 插入H型钢 钻孔灌注桩 主体结构临时支护管桩及降水井 3 开挖土方至顶板底标高 采用暗冠梁连接顶板和钻孔灌注桩一体浇筑 并在设计位置预留钢筋和侧墙连接 局部顶板留有孔洞 4 待顶板强度达到设计要求 降水管井进行降水 逆作部分 1 顶板强度达到设计强度后 从预留洞口进入进行开挖土体 2 开挖到设计标高 施工底版 侧墙和中柱 3 封闭顶板预留洞口 回填路基材料 拔除H型钢 恢复路面交通 楼梯口以及过街通道部分 1 与主体结构同步施工围护以及支护体系 开挖之前降水 2 采用钢支撑作为该部分的主要支撑体系 场地内不能迁移管线 沿中山东路 一条110kv高压线管道 两条10kv高压线管道 埋深在1 0米左右 管径在600左右 备注 1 施工期间要保证其正常工作 2 制定针对性保护方案 五 管线障碍物处基坑支护设计 管线尺寸详细参数 管线与围护体交叉处详细参数 交叉口数量表 管线与围护体交叉处详细参数 交叉口管径 本工程管线障碍处止水帷幕方案 根据现场环境 场地水文 地质情况结合基坑止水帷幕规范要求对管线障碍处处理方案 1 三轴搅拌桩局部绕避 2 大直径高压旋喷摆喷桩搭接两侧三轴搅拌桩 最难处理处 DL82 起点 DL83 终点 1200mm宽 高压旋喷难以咬合 采用绕避方式 若无法绕避 可以在小管径处采用高压旋喷方案 本工程管线障碍处止水帷幕方案 绕避 普遍交叉处理 管线600mm宽 大直径高压旋喷可以咬合 采用三排以上大直径高压旋喷咬合 大直径高压旋喷桩 600mm宽管线 本工程管线障碍处止水帷幕方案 高压旋喷 正交 斜交 重叠交 本工程管线障碍处止水帷幕方案 交叉方式变换 旋喷桩施工设备简单轻便 噪音和振动小 施工速度快 机械化程度高 该项工艺适用于任何软弱土层 旋喷成各种形状的桩体而不影响到附近土体 旋喷法通常采用水泥浆液 不会造成环境和地下水的污染 且耐久性较好 对周围环境 在北京 上海 天津 广州 苏州 杭州以及南京等地的深基坑 地铁止水工程中得到了广泛的使用 需要特别注意的是 若施工不当或其它因素影响造成脱扣现象 导致帷幕漏水 将影响整个工程质量 因此 高压旋喷桩用于止水帷幕工程时 必须按照设计图纸和施工规范 结合现场地层情况精心组织施工 严把工程质量关 高压旋喷作为止水帷幕工艺特点 本工程管线障碍处止水帷幕方案 详细要求 处理原则 1 管线重在保护 止水帷幕重在封闭 2 临近管线处止水帷幕施工 必须清除周围土体 明着做 3 保证质量 紧扣工序 不留冷缝 4 变斜交为正交 使交叉口最小 高压旋喷要求 1 管线往下1m以上土层不允许成桩 2 临近范围内 钻头上下过程 浆液不允许有压力 3 成桩直径必须大于管线 且能够连续咬合 咬合处符合设计要求 以保证止水帷幕的密闭性 防止基坑开挖过程中漏水 本工程管线障碍处止水帷幕方案 管线附近止水 地表至管线往下1m以上土层不允许高压旋喷成桩 1 在开挖施工期间在管线交叉点附近设置轻型井点降水 2 人工在管线附近用素砼做防水墙止水 本工程管线障碍处止水帷幕方案 详细要求 两种桩体搭接要求 1 搅拌桩成桩初凝时间为12h 超过12h就会产生冷缝 在管线附近施工完成搅拌桩后 必须在12h内施作旋喷桩 待施工完成旋喷桩后 远离管线的安全范围马上进行搅拌桩施工 2 为保证止水帷幕的密闭性 旋喷桩施作3排 靠近搅拌桩处 咬合距离要大 确保止水帷幕的完整 高压旋喷设计参数 1 高压旋喷设计桩径为1 0m 0 8m 2 长度 与搅拌桩同长 3 管线下1 0米不成桩 4 详细参数 喷浆压力为2 0MPa 喷浆量70 100L min 气压0 7MPa 风量10立方米 min 水压30MPa 水流量80 120L min 提升速度8cm 12cm min 本工程管线障碍处止水帷幕方案 旋喷参数 常用的止水帷幕施工技术 软土地区止水帷幕常用技术 1 水泥土搅拌桩形成的止水墙 成桩质量高 要求施工空间大 2 单管 双管 三管旋喷桩形成的止水墙 方便 灵活 对施工单位经验要求高 3 地下连续墙止水技术 造价高 施工技术要求高 4 钢板桩止水 可靠性高 地下障碍物事先清理 使用完拔除 5 其他新技术 压力灌注水泥浆和水玻璃 对工程地质情况事先做试验 施工技术要求高 6 TRD帷幕技术 7 CSM帷幕技术 9 三轴搅拌桩 压密注浆 压