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钱七虎院士解读地下空间开发与“城市病”

来源:隧道网 发布:2016-10-11 浏览:1454



    小编:目前我国城市病严重,例如空气污染、交通拥堵、城市内涝等,应该采取何种措施来解决这些“症状”?


    钱院士:当前,我国许多大城市交通拥堵已成常态且有加剧的趋势,一些二三线城市也急速驶入“拥堵时代”,2013年北京市交通运行分析报告显示,北京2013年道路工作日平均每天堵车1小时55分钟,比2012年平均每天多堵25分钟。我国的空气污染问题非常严重,500个城市达到标准的不足5个。世界上空气污染最严重的10个城市中国占了7个。此外,2008年—2010年间,全国62%的城市发生过城市内涝,内涝灾害超过3次以上的城市有137个,其中,2012年7月21日北京的特大暴雨造成近80人遇难。世界发达国家城市交通拥堵及空气污染治理的历史经验教训表明,小打小闹、治标不治本是解决不了问题的。




     首先要以科学发展观控制城市规模,关键要限制城市中心区的面积,推进有中心城市与多个卫星副中心相结合的结构,中心之间由快速轨道交通相连通。此外,很多发达国家开始把治理交通拥堵的目光转向了地下交通系统建设,因为地下能无限提高城市交通供给能力。美国波士顿把原来八车道现在改成了六车道;东京已经建成了新宿线、品川线;新加坡中心区建成了15公里长的四车道环行快速线;马来西亚、西班牙、澳大利亚、巴黎也在建设地下快速车道。


美国波士顿市波士顿中央大道



东京中央环状新宿线


新加坡地下道路系统-SURS



澳大利亚悉尼— Cross City Tunnel


     国内大城市的地下快速路建设也初见端倪,并在缓解交通拥堵上发挥了明显作用。南京已建成玄武湖地下快速路、城东干道地下线和内环线地下路(共10.6公里,占总长45.5%);上海正在建设井字形通道方案,其中地下线26公里;深圳也已建成港深通道的7公里地下快速路,这将对解决城市交通拥堵起到很大的作用。


南京玄武湖隧道出入口


深圳深港西部通道工程


     对于地下隧道的尾气治理问题,科技部“十一五”国家重点科技支撑计划项目“铁路隧道空气治理关键技术研究及示范工程应用”已经提出一整套综合治理技术,其成果鉴定表明,该技术对空气中的微颗粒PM静电除尘效率可达90%至95%,如果城市交通实现地下化以后,城市空气污染元凶尾气污染,包括PM2.5超标的难题可以得到解决。


     小编:我国近几年内涝问题严重,地下排水系统应该如何改进?
     钱院士:内涝外因是地球气候极端异常,暴雨强度、频度增加。内因是城市不透水地面面积占比极大,排水系统适应性极低。



     吉隆坡城市的地下路和吸洪路两用结合,没有暴雨的情况上下通车,如果大部分的下雨的情况下不是很厉害,最下面的排水道两车可以通。如果是大暴雨地下路变成吸洪道,解决雨涝。日本在城市地下河流建设方面做得也很好,北京、广州等地目前也在规划大的蓄水设施和隧道,但要相应建设排水廊道把这些蓄水设施连系起来。


     小编:谈到地下空间的发展,钱院士也提到要建设轨道交通改善交通拥挤的状况,那么轨道交通施工目前以圆形盾构为主,但在一些工程中也应用了异形盾构,不知钱院士对于异形盾构在国内的应用前景有何看法?


     钱院士:事实上,法国人布鲁诺受“蠕虫打洞”启示,设计的世界上第一台盾构就是矩形断面,而且外包尺寸达到了11m× 6m。圆形隧道以其结构受力好、设备制造简单和推进轴线容易控制等优点,在软土隧道中占据了主导地位,早先开发的矩形隧道因鲜有发展而渐渐地被忽视了。但从八十年代开始,随着地下空间的日益饱和,矩形断面因其断面利用率大(能节约35%以上的地下空间)、覆土浅、施工成本低等优点又重新进入人们的视野。随着经济的发展,日本在这方面发展的速度很快,先后进行了矩形隧道、椭圆形隧道、双圆形隧道、多圆形隧道盾构掘进机及施工技术的试验研究和工程应用。随着由石川岛播磨重工研制的DPLEX偏心多轴刀盘式土压平衡矩形盾构的出现,矩形断面的隧道尺寸越做越大、施工距离也越来越长。



    在我国,矩形断面的隧道施工实例也呈上升趋势,上海、宁波、郑州等地下快速通道、地铁出入口等工程都采用了矩形断面。今年,郑州市下穿中州大道隧道工程采用了由隧道股份自主研发的矩形掘进机,建立了一套令人耳目一新的大断面矩形顶管施工技术。同时,中国中铁股份公司也采用了矩形断面的掘进机进行施工。



     在城市建设规划和设计越来越着眼于经济和绿色时,超大断面矩形隧道可广泛应用于城市下立交、地下快速路主线及其匝道、过街人行通道和地下管线共同沟、小区地下车库等地下空间利用项目,甚至可以期待通过一些辅助措施,实现地铁车站本体的非开挖建设。从技术发展趋势看,发展异形断面的隧道施工技术和设备是非常有必要的,也是适应市场需求的。


新宿站东南口地下步行道


    小编:传统盾构法隧道需要事先构筑两个深大工作井,从而满足盾构的始发和接收要求,隧道的暗埋段则采用明挖法施工。而许多城市隧道工程,从功能上不需要设置工作井,暗埋段施工则占用了大面积地面场地,带来了建筑物动拆迁、地面交通中断以及地下管线改道等一系列问题。随着城市的更加拥挤,建筑的更加密集,在地面与地下隧道的交通接线工程中,这种矛盾越来越突出,“地面出入式盾构法隧道新技术”是改善这一问题的有效途径,不知钱院士对这项技术此有何看法?


     钱院士:传统盾构隧道始发与接收需要盾构工作井,需要对地面与地下连接区域进行大面积的开挖。盾构工作井的施工方案不仅要考虑到地下工程自身的稳定,还要考虑到其对周边地层、地面的影响。施工过程中的竖井周围加固及地下工程涌水涌砂等不可预见性因素,都会影响施工质量、进度、安全以及经济效益,给工程带来巨大的风险。同时,大面积的开挖不仅会阻塞交通,而且施工机械产生的噪音、振动会给周边居民的生活带来诸多不便。



GPST新技术盾构地面始发/到达示意图


    “地面出入式盾构法隧道新技术”是解决上述问题的有效途径。该技术的核心理念是盾构机从浅埋导坑始发,然后在超浅覆土条件下施工隧道,最终到达浅埋导坑内。其利用盾构掘进替代暗埋段明挖,可省去地面开挖面积约50%,减少搬拆迁和对周围环境的影响;以浅埋导坑替代深大工作井,减少施工风险和开挖方量,缩短了建设工期。


GPST大开口率盾构机


 

盾构地面始发


 

盾构地面到达


    这项技术突破了传统盾构法隧道对覆土的限制,研发的技术体系可保障隧道的质量要求,实现了地下隧道与地面道路连接的一体化施工,为特殊环境下的隧道线路规划设计提供了一种全新解决方法。上海隧道公司在南京用了这个技术,并且得到了成功应用,这个技术在特定情况下,在特定地质条件下要发展。


    在为期两天的会议中,钱院士认真听取了与会代表的发言,从地下空气开发如何解决交通拥堵、空气污染、城市内涝方面发表了真知灼见,对城市问题指出了未来发展的方向。



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