地下空間可持續(xù)發(fā)展
——深圳益田村地下停車(chē)庫(kù)抗浮問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉卡丁

(深圳地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518172)

地下空間可持續(xù)發(fā)展
——深圳益田村地下停車(chē)庫(kù)抗浮問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉卡丁

(深圳地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518172)

以深圳益田村地下雙層停車(chē)庫(kù)工程為例，指出該工程結(jié)構(gòu)抗浮存在的主要問(wèn)題，通過(guò)對(duì)比分析3種結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)方案(錨桿抗浮、鉆(沖)孔灌注樁抗浮及泄水引流抗浮)，最終決定采用泄水引流抗浮方案，即利用動(dòng)水壓力小于靜水壓力的原理，通過(guò)滲流、濾水措施排泄一部分地下水、控制底板下的動(dòng)水壓力，從而減小結(jié)構(gòu)受到的浮力，解決抗浮問(wèn)題。該方案縮短了工期、減少了投資、減少了建筑材料的用量、使地下水得到循環(huán)利用，符合節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的方向。

地下停車(chē)庫(kù)；結(jié)構(gòu)抗浮；錨桿抗浮；鉆(沖)孔樁抗?。恍顾骺垢。豢沙掷m(xù)發(fā)展

0 引言

根據(jù)聯(lián)合國(guó)國(guó)際能源署的最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)已超過(guò)美國(guó)，成為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)。2010年，中國(guó)的GDP 占全球的9.27%。中國(guó)能源、資源消費(fèi)占全球消費(fèi)總量的比例為：鐵礦43%、銅25%、煤炭43.4%、鋼材47.7%、鋁32%、水泥超過(guò)53%、原油9.7%。據(jù)國(guó)內(nèi)報(bào)道，再過(guò)21年，我國(guó)煤礦蘊(yùn)藏量將消耗殆盡。國(guó)際能源總署預(yù)測(cè)，再過(guò)28年，我國(guó)煤礦告罄(一般煤礦需要上億年的時(shí)間形成)。而哥本哈根全球氣候會(huì)議對(duì)我國(guó)的評(píng)價(jià)顯示，我國(guó)是環(huán)境污染大國(guó)、資源消耗大國(guó)及高成本國(guó)家。2009年單位GDP能耗統(tǒng)計(jì)顯示：我國(guó)單位GDP能耗相當(dāng)于世界平均水平的3倍；每萬(wàn)元GDP耗水量是世界平均水平的4倍；我國(guó)GDP相當(dāng)于日本的49%，而能耗則是日本的3倍；我國(guó)用水總量與美國(guó)相當(dāng)，但GDP僅為美國(guó)的1/8?？梢?jiàn)，節(jié)約能源和資源勢(shì)在必行。在針對(duì)地下空間可持續(xù)發(fā)展利用的整體規(guī)劃、全局把握和模式研究方面，已經(jīng)有不少專(zhuān)家、學(xué)者作了很多研究，如文獻(xiàn)[1]在節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)方面提出面向低碳經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展；文獻(xiàn)[2]結(jié)合通州國(guó)際新城運(yùn)河新商務(wù)區(qū)地下空間的規(guī)劃研究,提出可持續(xù)發(fā)展的城市地下空間發(fā)展模式；文獻(xiàn)[3]主要認(rèn)為應(yīng)在加強(qiáng)地下空間使用的立法方面來(lái)確保地下空間開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展；文獻(xiàn)[4]主要從地下空間總體結(jié)構(gòu)布置方面論述地下空間規(guī)劃的編制過(guò)程中應(yīng)該著重注意以人為本、減少消極空間、適當(dāng)超前兼顧現(xiàn)實(shí)和注重銜接突出重點(diǎn)4個(gè)問(wèn)題；文獻(xiàn)[5]探討了各個(gè)城市發(fā)展面臨的共同問(wèn)題，分析了現(xiàn)今低碳城市的發(fā)展模式，不同地區(qū)地下空間的研發(fā)方向。可見(jiàn)，隧道及地下工程的節(jié)能、減排、可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題已日益受到重視。

隨著城市化進(jìn)程的加快，可用的城市土地資源越來(lái)越少，地下空間的開(kāi)發(fā)日漸成為城市發(fā)展的主要方向之一，大型地下停車(chē)庫(kù)、地下商業(yè)城、地下樞紐工程越來(lái)越多。受各方面因素影響，這類(lèi)地下結(jié)構(gòu)工程有時(shí)未規(guī)劃設(shè)計(jì)地面結(jié)構(gòu)或上部荷載較小，使得地下結(jié)構(gòu)抗浮問(wèn)題特別突出。如何在既節(jié)約資源、能源，又對(duì)周邊環(huán)境影響小的前提下，解決結(jié)構(gòu)抗浮問(wèn)題，是大力發(fā)展地下空間必需面對(duì)的重要問(wèn)題之一。目前，大部分地下結(jié)構(gòu)工程是靠增加結(jié)構(gòu)抗拔荷載或增加結(jié)構(gòu)自身及上部荷載等方法來(lái)解決抗浮問(wèn)題。在工程抗浮研究方面，文獻(xiàn)[6-7]介紹了錨桿作為地下工程抗浮措施的設(shè)計(jì)、施工和試驗(yàn)的方法；文獻(xiàn)[8-9]介紹了抗拔樁在地下工程抗浮中的應(yīng)用。在GB 50157—2003《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]條文說(shuō)明中，對(duì)地下結(jié)構(gòu)使用階段的永久抗浮措施的第4條為“在底板下設(shè)置反濾層泄水引流”。可見(jiàn)，泄水引流抗浮法早已被提出并寫(xiě)入規(guī)范。但是，在實(shí)際工程中采用泄水引流抗浮，特別是采用控制水位的工程案例卻不多見(jiàn)。該方法對(duì)地下水位較高、上部荷載較小、抗浮問(wèn)題比較突出的大型地下工程或大型下沉式廣場(chǎng)具有比較實(shí)際的借鑒意義。本文以深圳益田村中心廣場(chǎng)地下停車(chē)庫(kù)工程為例，重點(diǎn)介紹、分析超大淺埋地下結(jié)構(gòu)泄水減壓抗浮設(shè)計(jì)。與錨桿抗浮和抗拔樁抗浮相比，該工程達(dá)到了節(jié)能、節(jié)資的目的，是可持續(xù)發(fā)展的地下工程的典范。

1 工程概況

深圳市益田村中心廣場(chǎng)地下車(chē)庫(kù)位于小區(qū)居住區(qū)的中部，南面為高層住宅，東西面均為多層住宅，北面為空地，周邊緊鄰小區(qū)的主要車(chē)行道。地下車(chē)庫(kù)為二層，負(fù)一層的層高為5.5 m，負(fù)二層為4 m，覆土為1.3 m；總建筑面積為58 218.1 m2,停車(chē)位1 498個(gè)，其地面為小區(qū)休閑廣場(chǎng)。上部荷載較小、地下水位高，結(jié)構(gòu)抗浮問(wèn)題突出。

圖1是地鐵益田站平面布置圖，地下停車(chē)庫(kù)中部是地鐵益田站折返線，其上部即為該社區(qū)二層地下停車(chē)庫(kù)空間。占地面積約3.56萬(wàn)m2，周邊為高層、多層高密度住宅區(qū)。圖2是益田村雙層地下車(chē)庫(kù)效果圖，圖3是地鐵益田站原設(shè)計(jì)剖面圖。

圖1 地鐵益田站平面布置

圖2 益田村雙層地下車(chē)庫(kù)

(a)1-1剖面

(b)2-2剖面

本工程場(chǎng)地屬海沖積平原地貌，地下水主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水。本工程地質(zhì)自上而下為：人工素填土、海沖積淤泥質(zhì)土、黏土、砂層及殘積黏土，下伏基巖為燕山期花崗巖。基坑底板大部分位于黏性土及全風(fēng)化花崗巖中，局部位于淤泥、淤泥質(zhì)土及中、粗砂中。工程地質(zhì)情況見(jiàn)圖4。水文地質(zhì)情況見(jiàn)圖5。

圖4 工程地質(zhì)條件

為了減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，克服場(chǎng)地緊張的情況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻方案。基坑深度12.5 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入底板以下6 m，主要在全風(fēng)化花崗巖以及黏性土內(nèi)。本工程采用中心島法開(kāi)挖；先施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊逆作段鋼管柱及頂板，再放坡開(kāi)挖中心島土方并施工該部分車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)，最后在頂板封閉后完成逆作段土方及車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)構(gòu)抗浮存在的問(wèn)題

1)該地下停車(chē)庫(kù)上部荷載較小，地面為小區(qū)休閑廣場(chǎng)，沒(méi)有規(guī)劃高層建筑，上方局部只有2座三層建筑，頂板覆土只有1.3 m。

2)東西兩側(cè)有采光帶、中部有采光井。

3)地下水位較高(設(shè)計(jì)水位為-1.5 m)，水浮力較大，對(duì)鋼筋有中等腐蝕性，扣除結(jié)構(gòu)及覆土荷載后仍有90 kN/m2的浮力。

可見(jiàn)該地下停車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)抗浮問(wèn)題比較突出。

圖5 工程水文地質(zhì)條件

3 抗浮方案比選

3.1 錨桿抗浮

采用φ180預(yù)應(yīng)力錨桿，按2.1 m×2.1 m布置，抗拔設(shè)計(jì)承載力特征值為400 kN，數(shù)量約5 500根，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告計(jì)算需進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層。由于錨桿截面小，表面積與體積之比大，施加預(yù)應(yīng)力后增加了應(yīng)力腐蝕的因素，容易受到腐蝕，因此在本工程的環(huán)境中，錨桿的防腐處理工作量也很大。而且由于截面小，不易振搗密實(shí)，需要采取壓力灌漿等措施保證成樁質(zhì)量。錨桿抗浮方案可略減底板厚度為100～200 mm，在造價(jià)上以一個(gè)柱網(wǎng)8.4 m×8.4 m計(jì)，需錨桿15根，錨桿長(zhǎng)度約為20 m，一個(gè)柱網(wǎng)的抗浮造價(jià)約為9萬(wàn)元。

3.2 鉆(沖)孔灌注樁抗浮

采用φ1 000鉆(沖)孔灌注樁抗浮，樁按4.2 m×4.2 m布置，抗拔設(shè)計(jì)承載力特征值為1 200 kN，樁端進(jìn)入全風(fēng)化花崗巖不小于7 m。由于樁直徑較大，相對(duì)表面積與體積之比較小，受地下水的腐蝕影響小。由于布置間距大，能比較充分地利用承壓樁的抗浮能力，同時(shí)截面大，成樁質(zhì)量更有保證，無(wú)需采用特別措施。從造價(jià)上看，以一個(gè)柱網(wǎng)8.4 m×8.4 m計(jì)，需鉆孔樁3根，樁長(zhǎng)約為15 m，一個(gè)柱網(wǎng)的造價(jià)約為8萬(wàn)元。

3.3 泄水引流抗浮

本工程地下連續(xù)墻進(jìn)入了基坑底下的弱透水層并基本切斷了基坑內(nèi)、外的水力聯(lián)系；地下水只能通過(guò)弱透水層繞流過(guò)地下連續(xù)墻到達(dá)底板下。通過(guò)在底板下設(shè)置反濾層排泄一部分地下水、控制底板下地下水的壓力，使地下車(chē)庫(kù)的水浮力與結(jié)構(gòu)自重及覆土重達(dá)到一定的平衡，從而解決抗浮問(wèn)題。不需設(shè)置抗拔樁及錨桿等結(jié)構(gòu)工程，只需增加濾水、排水工程的一次性投資及后期維護(hù)成本，較錨桿及抗拔樁抗浮方案減少投資1 000多萬(wàn)元。同時(shí)，因施工開(kāi)挖至基底時(shí)，不需施工相關(guān)錨桿或抗拔樁，減少了基底暴露時(shí)間，及時(shí)封閉底板，有利于基坑施工的安全，同時(shí)縮短了工期3～4個(gè)月。

通過(guò)上述分析可見(jiàn)，泄水引流抗浮方案節(jié)約了工期和成本，因此采用本方案。

4 泄水引流抗浮方案研究

4.1 方案原理

按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的計(jì)算方法[11]，淺埋、明挖法施工的地下工程在設(shè)計(jì)中可不考慮地層的側(cè)向彈性反力，其抗浮計(jì)算為

K=Q重/Q浮≥1.0。

式中：K為抗浮安全系數(shù)；Q重為結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備及上部覆土重力之和；Q浮為地下水浮力。

大多數(shù)地下結(jié)構(gòu)工程水浮力Q浮采用靜水壓力計(jì)算

Q浮=h靜γA。

式中：h靜為結(jié)構(gòu)底板水位高度；γ為水的重度；A為結(jié)構(gòu)地板的面積。

如果允許地下水穿過(guò)底板、流入地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部的排水體系中，形成地下水在地下結(jié)構(gòu)內(nèi)外的滲流體系，在地下結(jié)構(gòu)底板下的水壓為動(dòng)水壓

Q浮=h動(dòng)γA=(h靜-h設(shè)-h損)γA

式中：h動(dòng)為動(dòng)水壓中結(jié)構(gòu)底板相對(duì)水位高度；h設(shè)為動(dòng)水壓中的初始降低設(shè)計(jì)水頭；h損為動(dòng)水壓中的水頭損失。

可見(jiàn)，針對(duì)同一埋深地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)水壓力要小于凈水壓力。泄水引流的抗浮方案主要就是利用這一原理。

4.2 h動(dòng)的確定

動(dòng)水壓力中的h動(dòng)由h靜、h設(shè)、h損3個(gè)因素控制。其中，h靜為固定值，地下水位明確后便可穩(wěn)定；h損是在h設(shè)穩(wěn)定后、利用達(dá)西定律通過(guò)有限元數(shù)值模擬或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出；h設(shè)是確定h動(dòng)的關(guān)鍵，可通過(guò)多次設(shè)定，使動(dòng)水壓力產(chǎn)生的水浮力與結(jié)構(gòu)自身及上部荷載的總和基本相同，并綜合考慮泄水量引起的投資變化、地面沉降對(duì)周邊環(huán)境的影響等因素方可確定。

如果h設(shè)設(shè)定越大，使得地下結(jié)構(gòu)內(nèi)外水壓越大，地下水的滲流流速越大，結(jié)構(gòu)周邊土體中的微小顆粒被地下水帶走得越多，引起周邊地面沉降越大，對(duì)周邊環(huán)境影響越大；同時(shí)，由于地下水的滲流流速增大，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部的排水系統(tǒng)設(shè)備投資及后期運(yùn)營(yíng)成本加大，也與泄水引流抗浮方案的設(shè)計(jì)初衷不符。

如果h設(shè)設(shè)定太小，結(jié)構(gòu)底板所受動(dòng)水壓力就大，水浮力Q浮也大，可能還需增加一部分抗拔樁或抗浮錨桿等措施，增大了工程投資，也與泄水引流抗浮方案的設(shè)計(jì)初衷不符。

針對(duì)該工程的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)多次有限元模擬試算，最終確定了本工程的h設(shè)為4.5 m。

在本工程中，通過(guò)控制地下車(chē)庫(kù)內(nèi)部與反濾層、盲溝連通網(wǎng)管中的立管高度h立(h立=h靜-h設(shè))，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)h設(shè)的設(shè)定。當(dāng)?shù)装逑碌乃畨毫Τ^(guò)了設(shè)計(jì)的h動(dòng)，滲流進(jìn)立管的地下水水頭大于立管高度h立時(shí)，立管里的水自動(dòng)進(jìn)入水平管內(nèi)，流入設(shè)置在車(chē)庫(kù)兩側(cè)的蓄水池中。

4.3 對(duì)周邊環(huán)境影響評(píng)估

不論采用哪種抗浮方式(錨桿、抗拔樁、泄水引流)，周邊地面及建筑物的最大沉降量，應(yīng)該出現(xiàn)在施工結(jié)構(gòu)底板期間；此時(shí)，基坑內(nèi)設(shè)置了降水井，其底部的水壓為零，基坑內(nèi)外水壓力差值最大。短期來(lái)講，不論采用哪種抗浮方式，最大沉降量應(yīng)該是一樣的。

當(dāng)然，從長(zhǎng)期來(lái)看，考慮到土體固結(jié)的時(shí)間效應(yīng)，泄水抗浮對(duì)周邊環(huán)境的影響，施工期間與運(yùn)營(yíng)使用期間有疊加效應(yīng)。這是因?yàn)檫@種抗浮方案需在運(yùn)營(yíng)使用期間不斷地抽排地下水。但是在運(yùn)營(yíng)期間，地下水的流動(dòng)穿過(guò)了弱透水層以及反濾層，全程是通過(guò)滲流的方式到達(dá)塑料盲溝內(nèi)的，水的流速也是比較慢的，土層內(nèi)顆粒的流動(dòng)、流失比較少(從目前階段的泄水量也可以看出來(lái))，對(duì)周邊沉降影響不大。

通過(guò)多次的有限元模擬試算可以得知，當(dāng)h設(shè)=3.4 m時(shí)，連續(xù)墻外側(cè)浸潤(rùn)線(地下水位線)的最大降深為2.8 m，距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)15 m處(周邊房屋位置)的長(zhǎng)期沉降在10 mm內(nèi)；當(dāng)h設(shè)=5.7 m時(shí)，連續(xù)墻外側(cè)浸潤(rùn)線(地下水位線)的最大降深為4.9 m，距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)15 m處的長(zhǎng)期沉降在16.5 mm內(nèi)。最終本工程確定的h設(shè)值為4.5 m，距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)15 m處的長(zhǎng)期沉降推算約為13 mm。

目前，該工程地下土建部分已全部完成，地面已覆土，經(jīng)測(cè)量得到的周邊房屋及地表最大沉降約10 mm，與有限元模擬計(jì)算的結(jié)果基本吻合。

在確定了h動(dòng)后，通過(guò)有限元模擬計(jì)算可以得到運(yùn)營(yíng)期本工程的泄水量約為400 m3/d；但施工底板期間的整個(gè)基坑內(nèi)排水量只有200 m3/d。這樣看來(lái)，運(yùn)營(yíng)使用期間的停車(chē)庫(kù)泄水量應(yīng)小于200 m3/d，周邊永久沉降可能要小于預(yù)測(cè)值。

也有可能，在枯水季節(jié)(地下水位較雨水期低)底板以下的滲透地下水壓力小于原設(shè)計(jì)h動(dòng)，使得立管里面的水不能流到水平管網(wǎng)內(nèi)，泄水量幾乎為零，對(duì)后期周邊沉降幾乎沒(méi)有影響。

5 具體措施

通過(guò)底板的土工布反濾層，地下水進(jìn)入了碎石層內(nèi)的塑料盲溝，塑料盲溝將地下水匯集到底板周邊的8處取水口內(nèi)，有壓的地下水在水壓的作用下進(jìn)入立管。水位高時(shí)，立管里的水進(jìn)入了水平管內(nèi)，流入水池中，故滲流的地下水壓力不會(huì)超過(guò)立管頂?shù)乃畨?。通過(guò)水泵，將水池內(nèi)的水抽到地面的蓄水池內(nèi)，或用于綠化。

底板反濾層設(shè)計(jì)見(jiàn)圖6，泄水管網(wǎng)系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖7，地下水存儲(chǔ)凈化裝置見(jiàn)圖8。

該方案充分利用了淤泥質(zhì)土和粉質(zhì)黏土形成的天然隔水層,滲透系數(shù)k≤0.002 m/d,為弱透水層；充分利用靜水壓力和動(dòng)水壓力的不同特性；采用該方案泄水減壓、抗浮，達(dá)到了低碳環(huán)保、節(jié)能節(jié)資的目的。

圖6 底板反濾層設(shè)計(jì)

圖7 泄水管網(wǎng)系統(tǒng)工作原理

圖8 地下水存儲(chǔ)凈化裝置

建成后的雙層地下停車(chē)場(chǎng)見(jiàn)圖9。

(a)

(b)

6 結(jié)論與思考

1)當(dāng)?shù)叵滤臐B透系數(shù)≤0.1 m/d，且無(wú)承壓水，排水量較小時(shí)，泄水減壓是非常有效的抗浮措施。

2)充分利用水流的原生態(tài)，降低有害壓力，減少建材的使用，減少環(huán)境污染，節(jié)約工程投資。

3)地下水實(shí)現(xiàn)就地循環(huán)，中水利用。

雖然，泄水引流抗浮法也存在“運(yùn)營(yíng)使用期間排水系統(tǒng)失效而引起抗浮失效、泄水量或周邊房屋沉降大于預(yù)期”等問(wèn)題，但這些問(wèn)題可以通過(guò)更多的工程實(shí)例進(jìn)行研究、解決。在今后的工作中，應(yīng)進(jìn)一步研究泄水引流抗浮法中“使用期間的排水量、地下水繞流連續(xù)墻滲透到排水立管中的水頭損失、基坑外水位變化曲線、周邊建筑沉降”等問(wèn)題，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)、建立實(shí)用的計(jì)算體系，以利于該方案的推廣。

全世界每年要消耗數(shù)以億噸的煤電來(lái)生產(chǎn)混凝土、鋼筋，對(duì)環(huán)境造成了不可估量的污染；土木工程在保證安全使用的條件下應(yīng)盡量減少鋼筋、混凝土的用量，實(shí)現(xiàn)土木工程界的可持續(xù)性發(fā)展。泄水引流抗浮法通過(guò)“疏導(dǎo)”而不是通過(guò)抗拔樁、錨桿等“堵”的方案解決水浮力問(wèn)題，減少了建筑材料的使用，既減小了環(huán)境污染、凈化了地下空間，又減少了投資，同時(shí)地下水也可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。該方法符合國(guó)家提倡的節(jié)約、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的政策，應(yīng)該大力推廣。

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[5]王欣婷.地下交通、物流、商業(yè)街道等地下空間開(kāi)發(fā)與城市可持續(xù)發(fā)展——地下空間的通用規(guī)劃模式研究[C]//低碳經(jīng)濟(jì)與土木工程科技創(chuàng)新——2010中國(guó)(北京)國(guó)際建筑科技大會(huì)論文集.北京：中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)，2010.

[6]袁正如，顏海春.中空錨桿在地下工程抗浮中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2007(S1)：68-69.(YUAN Zhengru,YAN Haichun. Application of hollow anchor in underground engineering anti-floating[J].Construction Technology,2007(S1): 68-69.(in Chinese))

[7]俞曉，羅明星，管洪生.地下人防工程抗浮優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013(3)：233-236.

[8]吳競(jìng).地下結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計(jì)中抗拔樁的應(yīng)用研究[D].南昌：南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，2010.

[9]陳天虹，王偉堂.抗拔樁在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].浙江建筑，2005(1)：34-35.

[10]GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[11]李志業(yè).地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與方法[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2003.

渤海海峽或建世界最長(zhǎng)海底隧道

發(fā)改委2014年1月29日公布的2014年交通發(fā)展改革工作重點(diǎn)中，渤海海峽跨海通道研究項(xiàng)目被再次提上日程，將結(jié)合“十三五”重大交通問(wèn)題進(jìn)行前期研究。據(jù)項(xiàng)目參與人士透露，經(jīng)過(guò)前期實(shí)地調(diào)研，渤海海峽跨海通道戰(zhàn)略規(guī)劃研究項(xiàng)目報(bào)告將于近期上報(bào)國(guó)務(wù)院，渤海海峽跨海通道有望在10年內(nèi)正式建成通車(chē)。

20多年的跨海夢(mèng)想就要照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

建設(shè)渤海灣海底隧道的念頭始于1992年。首先，要修建煙臺(tái)到大連的鐵路輪渡，實(shí)現(xiàn)兩大半島“軟連接”；其次，修建從蓬萊至長(zhǎng)島的試驗(yàn)工程，以小通道帶動(dòng)大通道；最后，修建蓬萊到旅順的跨海大橋和海底隧道。

1993年，一個(gè)由科技部、交通部、原鐵道部、山東省、遼寧省等相關(guān)各方組成的課題組成立。在此后的21年里，關(guān)于建設(shè)跨海通道的努力，一直沒(méi)有停止過(guò)。

2013年7月，中國(guó)工程院院士王夢(mèng)恕披露，他已與其他8名院士乘坐輪渡，在大連、煙臺(tái)之間開(kāi)展實(shí)地調(diào)研。渤海海峽跨海通道最終方案即將定稿，渤海海峽跨海通道戰(zhàn)略規(guī)劃研究項(xiàng)目已經(jīng)完成，包括一個(gè)總報(bào)告、九個(gè)分報(bào)告，將于近期上報(bào)國(guó)務(wù)院。

全隧道方案入口設(shè)在旅順、蓬萊

此前曾有專(zhuān)家提出“先隧后橋”的方案。2012年在實(shí)地考察和各種會(huì)議的研究討論后，正式否定了這個(gè)方案，定為深埋的全隧道方案。王夢(mèng)恕院士認(rèn)為深埋方案最大的好處就是抗風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)王夢(mèng)恕院士介紹，跨海通道全程123 km，平均深度20～30 m，最深約70 m，以火車(chē)為主要運(yùn)輸方式，時(shí)速200 km。隧道建成后將遠(yuǎn)超日本青函海底隧道(約54 km)，成為世界最長(zhǎng)的海底隧道。

在即將上報(bào)的方案中，跨海通道兩端入口分別設(shè)在大連旅順和煙臺(tái)蓬萊?？绾Ｍǖ老葟拇筮B旅順附近定一個(gè)入地點(diǎn)，蓬萊有一個(gè)登陸點(diǎn)，然后到達(dá)煙臺(tái)。設(shè)計(jì)為3條平行隧道，兩側(cè)為2條上下行鐵路隧道，中間一條為服務(wù)隧道。上下行都是單線，按照現(xiàn)有技術(shù)，可以保證每6 min通行一趟列車(chē)?？瓦\(yùn)車(chē)輛時(shí)速在200 km左右，0.5 h就能從大連到煙臺(tái)。貨運(yùn)車(chē)輛速度會(huì)慢一點(diǎn)，不過(guò)時(shí)速也會(huì)保證在120～140 km。汽車(chē)可以搭載在平板貨車(chē)上，人也不用下車(chē)，通過(guò)隧道后，再把車(chē)開(kāi)下來(lái)。

針對(duì)跨海通道的技術(shù)難度一直存在爭(zhēng)議，魯東大學(xué)副校長(zhǎng)、渤海海峽跨海通道課題組負(fù)責(zé)人柳新華解釋說(shuō)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的工程來(lái)看，技術(shù)已經(jīng)不是問(wèn)題。我國(guó)已完全具備和掌握獨(dú)立建設(shè)大型跨海工程的能力。

渤海南北兩岸物流瓶頸將被打破

由于渤海海峽的阻隔，往來(lái)于山東和東北地區(qū)的鐵路、公路只得繞行山海關(guān)，路程均在1 600 km以上，增大了運(yùn)輸成本。因此，兩地之間起支配作用的運(yùn)輸方式為海上運(yùn)輸，尤其是煙臺(tái)到大連的航線，更是承擔(dān)了絕大多數(shù)的客貨運(yùn)輸量。但海上運(yùn)輸每年有1個(gè)多月的時(shí)間因風(fēng)浪影響不能通航，且存在一定的交通安全隱患。

渤?？绾Ｍǖ赖慕ǔ蓪⒖s短原先往來(lái)的運(yùn)輸時(shí)間和費(fèi)用，大大提高物流效率與經(jīng)濟(jì)效益。

王夢(mèng)恕院士認(rèn)為，總投資2 600億元的跨海通道，貨運(yùn)盈利前景非?？捎^。按照每年返利8%來(lái)計(jì)算，12年就差不多能收回成本，之后就是純收益了。

柳新華也認(rèn)為，項(xiàng)目建成以后，即使保守測(cè)算，通行收費(fèi)也能高達(dá)130億元/年，若加上各種管線收費(fèi)、土地增值、旅游開(kāi)發(fā)、節(jié)約燃油與材料等綜合社會(huì)效益則會(huì)成倍增加。跨海公鐵通道2 000多億元的投資，10～15年即可收回成本，投資回報(bào)率大大高于一般的大型工業(yè)投資項(xiàng)目。

(摘自 中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)網(wǎng) http://www.cces.net.cn/guild/sites/tmxh/read_zhxw_39317.html 2014-02-13)

SustainableDevelopmentofUndergroundSpaceCaseStudyonOptimizedDesignofAnti-floatingofUndergroundParkingGarageofYitianVillageinShenzhen,China

LIU Kading

(ShenzhenMetroCorporation,Shenzhen518172,Guangdong,China)

Main anti-floating problems of the two-storey underground parking garage of Yitian village in Shenzhen are presented. Three anti-floating methods,i.e.,anti-floating by anchor bolts,anti-floating by punching piles and anti-floating by water drainage,are compared and the water drainage method is adopted for the project. The mentioned method uses the theory of “the hydrodynamic pressure being larger than the hydrostatic pressure”,and it can reduce the floating of the structure by controlling the hydrodynamic pressure under the floor. The method used has achieved good effects in the project.

underground parking garage;structural anti-floating;anchor bolt;punching pile;water drainage;sustainable development

2013-09-05;

2013-11-28

劉卡丁(1957—)，男，重慶人，1982年畢業(yè)于西南交通大學(xué)，隧道及地下鐵道專(zhuān)業(yè)，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任深圳地鐵集團(tuán)有限公司首席規(guī)劃師，享受?chē)?guó)務(wù)院特殊津貼專(zhuān)家。主要從事城市軌道交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、科研與建設(shè)管理等工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.02.009

U 455.43

A

1672-741X(2014)02-0140-07