山東超大型廣場(chǎng)及地下空間工程施工關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)匯報(bào)

高鐵站前超大型廣場(chǎng)及地下空間

建造關(guān)鍵技術(shù)2014年4月申報(bào)單位：完成單位：

目錄1成果來源及工程背景2成果主要內(nèi)容3成果查新報(bào)告4應(yīng)用效益證明5工程質(zhì)量證明6

成果證明材料1

成果來源及工程背景2.1成果來源及用途“高鐵站前超大型廣場(chǎng)及地下空間建造關(guān)鍵技術(shù)”依托西站片區(qū)場(chǎng)站一體化工程研究總結(jié)而來，由、共同完成，適用于城市廣場(chǎng)及地下空間的設(shè)計(jì)施工。2014年3月30日，建筑工程總公司組織了成果鑒定，成果總體達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。2.2工程概況西站北綜合體南綜合體長(zhǎng)途客運(yùn)樞紐東廣場(chǎng)高層辦公樓工程位置及周圍環(huán)境西站片區(qū)場(chǎng)站一體化工程是西站交通樞紐的配套工程，包含地鐵、公交、商業(yè)、辦公、酒店等設(shè)施?？偨ㄖ娣e42萬平方米。

本工程于2010年9月開工，2013年9月竣工。2.3工程特點(diǎn)（1）基坑面積大、開挖深度深?；悠矫娉叽邕_(dá)470×346m，大面積開挖深度13m、局部深度達(dá)21m。（2）基坑變形控制要求嚴(yán)，地下水保護(hù)要求高?；游鞑考s80m處有300km/h級(jí)高速鐵路通過，設(shè)計(jì)中提出了“零沉降”要求，即在基坑施工中，不允許對(duì)高鐵路基處的地下水位有任何影響。（3）地下工程單層面積大，超長(zhǎng)超寬混凝土構(gòu)件抗裂要求高。地下工程單層面積達(dá)14萬平方米，地下室外墻單側(cè)長(zhǎng)度達(dá)470m，控制混凝土收縮及溫度變化產(chǎn)生的裂縫，是設(shè)計(jì)、施工中重點(diǎn)研究解決的問題。（4）站前廣場(chǎng)面積大，觀感要求高。站前廣場(chǎng)總面積達(dá)9萬平方米,對(duì)廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)施工提出了很高的要求。（5）地下空間大，通風(fēng)空調(diào)要求高。地下空間超過100萬立方米，地下商業(yè)及地鐵帶來的巨大人流，對(duì)通風(fēng)空調(diào)工程提出了巨大挑戰(zhàn)。2

成果主要內(nèi)容“高鐵站前超大型廣場(chǎng)及地下空間建造關(guān)鍵技術(shù)”的主要內(nèi)容包括：（1）富水地層大型深基坑變形控制關(guān)鍵技術(shù)

（2）超長(zhǎng)地下室外墻U型凹槽伸縮補(bǔ)償抗裂設(shè)計(jì)施工技術(shù)

（3）超大面積混凝土樓蓋預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

（4）大坡度混凝土底板單側(cè)支模體系施工技術(shù)

（5）超大型廣場(chǎng)石材地面建造技術(shù)

（6）超大地下空間通風(fēng)空調(diào)工程技術(shù)（1）富水地層大型深基坑變形控制關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容：通過有限元數(shù)值模擬，評(píng)估基坑施工引起的地下水位變化和基坑變形，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的降水和支護(hù)方案。

創(chuàng)新點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)了“止水帷幕+帷幕內(nèi)降水+帷幕外回灌”的降水方案，采用分階段降水方法。其中“底板下盲井盲溝埋管真空泵降水”保證了底板下連續(xù)降水。（2）設(shè)計(jì)了“土釘墻、土釘及預(yù)應(yīng)力錨索”等多種支護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期變形控制目標(biāo)?；悠矫鎴D地下水滲流流有限元分分析采用FLAC3D軟件，建立立了基坑及及周邊范圍圍內(nèi)地下水水滲流模型型，分析計(jì)計(jì)算了止水水帷幕不同同深度、不不同降水時(shí)時(shí)間降水漏漏斗曲線，，為評(píng)估基基坑周邊不不同距離地地下水位降降低量、地地面沉降量量提供了理理論依據(jù)。。模型平面布布置圖模型縱斷面面圖以靠近東側(cè)側(cè)6號(hào)地鐵線的的站前廣場(chǎng)場(chǎng)基坑止水水帷幕為邊邊界（x=0），西側(cè)邊邊界取200m（基坑外側(cè)側(cè)），東側(cè)側(cè)邊界取100m（基坑內(nèi)側(cè)側(cè)）。南北北方向取30m。垂直方向向以地表為為z=0，底邊界z=-45m。序號(hào)工況止水帷幕降水井深度(m)疏干井深度(m)回灌井深度(m)深度(m)滲透系數(shù)(cm/s)1工況A不設(shè)止水帷幕1818無2工況B181e-61818無3工況C201e-61818無4工況D241e-61818無5工況E301e-61818無滲流計(jì)算工況降水漏斗曲曲線（無止止水帷幕））降水漏斗曲曲線（止水水帷幕24m深）比較各種工況，考考慮施工速速度，選擇擇止水帷幕幕深24m降水240天作為設(shè)計(jì)計(jì)基礎(chǔ)，此時(shí)基坑外側(cè)降降水影響范范圍約50～60m，可以保證證基坑降水水基本不會(huì)會(huì)影響到80m外的京滬高高鐵路基處處水位。降水方案設(shè)設(shè)計(jì)施工根據(jù)分析結(jié)結(jié)果，止水水帷幕按25m深設(shè)計(jì)，降降水方案采采用“止水水帷幕+帷幕內(nèi)降水水+帷幕外回灌灌”。經(jīng)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，，基坑外圍圍水位開始始下降較快快，在止水水帷幕閉合合、采取回回灌措施后后，水位緩緩慢上升并并趨于穩(wěn)定定。降水沒沒有影響到到高鐵路基基地下水位位，實(shí)現(xiàn)了了“零沉降降”?；幼冃蜗尴拊治鰬?yīng)用FLAC3D軟件，采用用平面應(yīng)變變模型，對(duì)對(duì)不同支護(hù)護(hù)條件下的的基坑變形形進(jìn)行有限限元分析。。分析研究結(jié)結(jié)論1）地表沉降降。基坑開開挖引起的的地表沉降降值為-4.00～-6.00mm，出現(xiàn)在離離基坑邊緣緣約16～20m的位置。基基坑開挖卸卸荷對(duì)基坑坑最大影響響范圍在60m之內(nèi)。2）坡面變形形。整個(gè)坡坡面變形呈呈現(xiàn)上小下下大，最大大變形出現(xiàn)現(xiàn)中下部。。最大水平平位移分別別為30～60mm。均小于0.4%H允許變形值值。基坑支護(hù)設(shè)設(shè)計(jì)施工根據(jù)分析結(jié)結(jié)果，土釘釘墻、土釘釘墻加預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨索的的組合方案案，完全能能夠滿足基基坑變形要要求。實(shí)際際監(jiān)測(cè)結(jié)果果顯示，基基坑坡頂沉沉降最大值值為18mm，周邊道路路及路面最最大沉降14mm，皆未達(dá)到到預(yù)警值。。（2）超長(zhǎng)地下下室外墻U型凹槽伸縮縮補(bǔ)償抗裂裂設(shè)計(jì)施工工技術(shù)研究?jī)?nèi)容:不同條件下下墻體凹槽有有限元受力力變形分析析；根據(jù)分分析結(jié)果選選取合適的的凹槽形式式、尺寸和和間距，進(jìn)進(jìn)行凹槽設(shè)設(shè)計(jì)；凹槽槽施工。創(chuàng)新點(diǎn)：(1)設(shè)計(jì)了U型凹槽與后后澆帶間隔隔布置的抗抗裂方案；；（2）針對(duì)U型凹槽的的特點(diǎn)，，開發(fā)了了免拆除除聚苯板板內(nèi)模板板及相應(yīng)應(yīng)的防水水、開口口處理施施工方法法。凹槽受力力變形分分析采用通用用有限元元軟件ansys,對(duì)墻體凹凹槽進(jìn)行行受力變變形分析析。整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)模型的的尺寸為為450m×270m，梁、柱柱采用BEAM188梁?jiǎn)卧?，，板、墻墻采用SHELL63面單元。。考慮的的凹槽形形式為V型，取三三種不同同的凹槽槽截面尺尺寸，其其寬和高高分別為為500mm×500mm、1000mm××1000mm、1500mm××1500mm。分析結(jié)果果顯示：：（1）凹槽間間距對(duì)降降低墻體體應(yīng)力有有很大影影響，當(dāng)當(dāng)間距超超過50m時(shí)，應(yīng)力力降低很很小，設(shè)設(shè)置凹槽槽不能起起到多大大作用；；但當(dāng)間間距在27m時(shí)，應(yīng)力力降低約約達(dá)40%，效果明明顯。（2）U型凹槽同同V型凹槽相相比，凹凹槽處應(yīng)應(yīng)力集中中的程度度會(huì)有所所減小，，但是墻墻體應(yīng)力力值稍大大一點(diǎn)。。凹槽間間距對(duì)凹凹槽本身身應(yīng)力大大小及分分布沒有有明顯的的影響。。U型凹槽抗抗裂設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)根據(jù)有限限元分析析結(jié)果，，考慮到到施工方方便，采采用U型凹槽，，U型凹槽的的設(shè)置間間距為45m，與后澆帶帶（間距距54m）間隔布布置，凹槽凈寬寬100mm，其側(cè)墻凸凸出地下下室外墻墻750mm。凹槽本本身配筋筋需加密密，以實(shí)實(shí)現(xiàn)其伸伸縮補(bǔ)償償功能而而防止自自身開裂裂。U型凹槽構(gòu)構(gòu)造U型凹槽施施工技術(shù)術(shù)凹槽處模模板示意意圖凹槽處防防水處理理：首先，做做好混凝凝土的澆澆筑與養(yǎng)養(yǎng)護(hù)工作作。其次，做做好凹槽槽處外壁壁的防水水層施工工。在地地下室外外墻防水水層施工工時(shí)，將將凹槽處處作為特特殊部位位，采取取加強(qiáng)措措施。本本工程地地下室外外墻采用用1.5mm自粘卷材材+2.0mm自粘卷材材的外防防水方法法。施工工中，將將凹槽凸凸出壁及及兩側(cè)各各250mm內(nèi)增加一一道1.5mm附加層。。凹槽在室室內(nèi)開口口部分的處理：：凹槽在室室內(nèi)開口口部分，，就是一一道豎直直伸縮縫縫，按照照伸縮縫縫處理即即可。（3）超大面面積混凝凝土樓蓋蓋預(yù)應(yīng)力力設(shè)計(jì)施施工技術(shù)術(shù)研究?jī)?nèi)容容：溫度度及混凝凝土收縮縮徐變作作用下結(jié)結(jié)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)力分布布研究；；預(yù)應(yīng)力力方案研研究與設(shè)設(shè)計(jì)施工工。創(chuàng)新點(diǎn)：（1）在整體體結(jié)構(gòu)有有限元分分析基礎(chǔ)礎(chǔ)上，選選用了主主梁有粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力、次次梁無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)方案。。（2）施工中中開發(fā)了了預(yù)應(yīng)力力筋端頭頭多種形形式的錨錨固方式式，方便便了預(yù)應(yīng)應(yīng)力施工工，保證證了施工工質(zhì)量。。大面積樓樓蓋應(yīng)力力分析采用ansys對(duì)結(jié)構(gòu)在在溫度作作用下進(jìn)進(jìn)行了整整體分析析，整個(gè)個(gè)分析過過程都是是在彈性性范圍內(nèi)內(nèi)進(jìn)行，，樓板和和墻采用用shell63單元模擬擬，梁和和柱采用用beam188單。整個(gè)個(gè)模型單單元總數(shù)數(shù)為221047個(gè)，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)為126133個(gè)。季節(jié)溫差差根據(jù)計(jì)計(jì)算出的的不同區(qū)區(qū)域的溫溫差取值值，混凝土收收縮等效效溫差取取-10℃，徐變等等效溫差差取+3℃。具體的的降溫取取值見下下圖。地下一層層溫度荷荷載地下二層層溫度荷荷載分析結(jié)果果顯示：：地下一層層板內(nèi)的的應(yīng)力大大多數(shù)均均在1.333MPa以內(nèi)，而而地下二二層板的的應(yīng)力則則大多均均在2.667MPa以內(nèi)。地下二層層的約束束相比地地下一層層強(qiáng)許多多，溫度度作用效效應(yīng)較大大。特別別是下沉沉廣場(chǎng)區(qū)區(qū)域，由由于直接接暴露在在室外，，溫差較較大，需需要特別別關(guān)注。。預(yù)應(yīng)力樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)研究根據(jù)整體體分析結(jié)結(jié)果，本本工程地地下2層、地下下1層頂板采采用部分分預(yù)應(yīng)力力梁樓蓋蓋，其中中框架梁梁為有粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力，次次梁為無無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力。。預(yù)應(yīng)力力筋數(shù)目目以全截截面1MPa的壓應(yīng)力力為依據(jù)據(jù)進(jìn)行計(jì)計(jì)算?？蚣芰侯A(yù)預(yù)應(yīng)力筋筋端頭構(gòu)造框架梁邊邊跨段固固定端錨錨固形式式（錨固固于邊柱柱內(nèi)）框架梁中中間跨段段固定端端錨固形形式（錨錨固在框框架梁內(nèi)內(nèi)）框架中間間梁柱節(jié)節(jié)點(diǎn)處張張拉端加加腋框架邊梁梁柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處張拉拉端加腋腋框架邊柱柱處張拉拉端加腋腋次梁無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋端端頭構(gòu)造次梁無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋端端頭形式式，主要要采用梁梁內(nèi)固定定端+梁頂預(yù)留槽張張拉端形式。。將固定端直直接埋設(shè)在框框架梁內(nèi)，在在次梁頂部預(yù)預(yù)留張拉槽，，。張拉完成成后采用C40微膨脹細(xì)石混混凝土封堵。。（4）超厚大坡度混混凝土底板單單側(cè)支模體系系施工技術(shù)在本工程地下室底板與與預(yù)留地鐵1#線處底板高差達(dá)7m，設(shè)計(jì)中采用用了45°斜板過渡，，因而形成了了兩道各寬度約10m的陡坡過渡段段，厚度1.5m。給混凝土施施工帶來了較較大困難。采用木模板+木方次楞+雙鋼管主楞作作為混凝土上上表面的模板板支撐體系，，混凝土浮力力由帶直彎鉤鉤的對(duì)拉螺桿桿傳遞給同樁樁頭鋼筋焊接接的槽鋼。大坡度混凝土土底板單面模模板體系設(shè)計(jì)計(jì)大坡度混凝土土底板單面模模板體系（5）超大型廣場(chǎng)場(chǎng)石材地面建建造技術(shù)研究?jī)?nèi)容：超超大型廣場(chǎng)外外觀形象設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)、施工工技術(shù)。創(chuàng)新點(diǎn)：（1）綜合了縫隙式式線型排水溝溝、下沉式檢檢查井、廣場(chǎng)場(chǎng)設(shè)施預(yù)先定定位技術(shù)，開開發(fā)了超大型型廣場(chǎng)石材地地面外觀設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)；（2）開發(fā)了地面面石材密鋪切切縫施工技術(shù)術(shù)及施工設(shè)備備“軌道式切切割機(jī)”。超大型廣場(chǎng)石石材地面外觀觀設(shè)計(jì)技術(shù)綜合了縫隙式式線型排水溝溝、下沉式檢檢查井、廣場(chǎng)場(chǎng)設(shè)施預(yù)先定定位技術(shù)，從從設(shè)計(jì)上保證證廣場(chǎng)外觀的的整體性、協(xié)協(xié)調(diào)性、美觀觀性?？p隙式線型排排水溝施工詳詳圖縫隙式線型排排水溝縫隙式線型排排水溝施工后后效果圖下沉式檢查井井施工后效果果圖下沉式檢查井井廣場(chǎng)公共設(shè)施施預(yù)先設(shè)計(jì)定位廣場(chǎng)位置、各各種變化部位位、各種特殊殊位置及所有有廣場(chǎng)公共藝藝術(shù)設(shè)施在定定位上均確定定了唯一精確確的坐標(biāo)并在在總平面豎向向圖上明確標(biāo)標(biāo)識(shí)。廣場(chǎng)公共設(shè)施施預(yù)先設(shè)計(jì)定位圖石材地面密鋪鋪切縫施工技技術(shù)在鋪砌地面石石材時(shí)，各塊塊石材之間不不留縫隙，待待鋪砌完成后后，再沿接縫縫用切割機(jī)切切出一條寬約約5mm縫，最后用細(xì)細(xì)砂填縫。切切縫時(shí)采用新新開發(fā)的實(shí)用用新型專利成成果軌道式切切割機(jī)，切割割機(jī)沿軌道運(yùn)運(yùn)動(dòng)，保證切切縫寬窄均勻勻、線條順直直。工字鋼導(dǎo)軌水管金鋼砂砌割機(jī)機(jī)導(dǎo)軌提升控制制螺桿機(jī)軌道式石材切切縫機(jī)（實(shí)用新型專專利：ZL201320500273.3）石材地面密鋪鋪切縫施工施工效果：線線條順直施工效果：寬寬窄均勻施工效果：拼拼縫整齊（6）超大地下空空間通風(fēng)空調(diào)調(diào)工程技術(shù)研究?jī)?nèi)容：地地下大空間通通風(fēng)空調(diào)與節(jié)節(jié)能創(chuàng)新點(diǎn):(1)設(shè)計(jì)了大功率高壓雙雙工況主機(jī)冰冰蓄冷空調(diào)系系統(tǒng)，解決了了地下大空間間通風(fēng)空調(diào)問問題；（2）設(shè)計(jì)應(yīng)用了了多種通風(fēng)空空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)控制技術(shù)，，節(jié)省了能源源。大功率高壓雙雙工況主機(jī)冰冰蓄冷空調(diào)系系統(tǒng)采用2臺(tái)1800RT高壓10KV離心式雙工況況機(jī)組，另置置1臺(tái)800RT常壓380V離心式冷水機(jī)機(jī)組作為基載載機(jī)組，基載載機(jī)組配置變變頻器以滿足足部分負(fù)荷需需要。系統(tǒng)最最大供冷量達(dá)達(dá)20350KW。蓄冷裝置總總蓄冷量50000KW﹒h。系統(tǒng)采用四種種運(yùn)行模式：：（1）雙工況主機(jī)機(jī)單獨(dú)供冷，，最大供冷量量12656KW；（2）雙工況主機(jī)機(jī)蓄冰，最大大供冷量8374KW；（3）蓄冰裝置單單獨(dú)融冰供冷冷，最大供冷冷量