山东超大型广场及地下空间工程施工关键技术总结汇报

高铁站前超大型广场及地下空间

建造关键技术2014年4月申报单位：完成单位：

目录1成果来源及工程背景2成果主要内容3成果查新报告4应用效益证明5工程质量证明6

成果证明材料1

成果来源及工程背景2.1成果来源及用途“高铁站前超大型广场及地下空间建造关键技术”依托西站片区场站一体化工程研究总结而来，由、共同完成，适用于城市广场及地下空间的设计施工。2014年3月30日，建筑工程总公司组织了成果鉴定，成果总体达到国内领先水平。2.2工程概况西站北综合体南综合体长途客运枢纽东广场高层办公楼工程位置及周围环境西站片区场站一体化工程是西站交通枢纽的配套工程，包含地铁、公交、商业、办公、酒店等设施。总建筑面积42万平方米。

本工程于2010年9月开工，2013年9月竣工。2.3工程特点（1）基坑面积大、开挖深度深。基坑平面尺寸达470×346m，大面积开挖深度13m、局部深度达21m。（2）基坑变形控制要求严，地下水保护要求高。基坑西部约80m处有300km/h级高速铁路通过，设计中提出了“零沉降”要求，即在基坑施工中，不允许对高铁路基处的地下水位有任何影响。（3）地下工程单层面积大，超长超宽混凝土构件抗裂要求高。地下工程单层面积达14万平方米，地下室外墙单侧长度达470m，控制混凝土收缩及温度变化产生的裂缝，是设计、施工中重点研究解决的问题。（4）站前广场面积大，观感要求高。站前广场总面积达9万平方米,对广场的设计施工提出了很高的要求。（5）地下空间大，通风空调要求高。地下空间超过100万立方米，地下商业及地铁带来的巨大人流，对通风空调工程提出了巨大挑战。2

成果主要内容“高铁站前超大型广场及地下空间建造关键技术”的主要内容包括：（1）富水地层大型深基坑变形控制关键技术

（2）超长地下室外墙U型凹槽伸缩补偿抗裂设计施工技术

（3）超大面积混凝土楼盖预应力施工技术

（4）大坡度混凝土底板单侧支模体系施工技术

（5）超大型广场石材地面建造技术

（6）超大地下空间通风空调工程技术（1）富水地层大型深基坑变形控制关键技术研究内容：通过有限元数值模拟，评估基坑施工引起的地下水位变化和基坑变形，在此基础上，设计合理的降水和支护方案。

创新点：（1）设计了“止水帷幕+帷幕内降水+帷幕外回灌”的降水方案，采用分阶段降水方法。其中“底板下盲井盲沟埋管真空泵降水”保证了底板下连续降水。（2）设计了“土钉墙、土钉及预应力锚索”等多种支护方案，实现了预期变形控制目标。基坑平面图地下水渗流有限元分析采用FLAC3D软件，建立了基坑及周边范围内地下水渗流模型，分析计算了止水帷幕不同深度、不同降水时间降水漏斗曲线，为评估基坑周边不同距离地下水位降低量、地面沉降量提供了理论依据。

模型平面布置图模型纵断面图以靠近东侧6号地铁线的站前广场基坑止水帷幕为边界（x=0），西侧边界取200m（基坑外侧），东侧边界取100m（基坑内侧）。南北方向取30m。垂直方向以地表为z=0，底边界z=-45m。序号工况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)渗透系数(cm/s)1工况A不设止水帷幕1818无2工况B181e-61818无3工况C201e-61818无4工况D241e-61818无5工况E301e-61818无渗流计算工况降水漏斗曲线（无止水帷幕）降水漏斗曲线（止水帷幕24m深）

比较各种工况，考虑施工速度，选择止水帷幕深24m降水240天作为设计基础，此时基坑外侧降水影响范围约50～60m，可以保证基坑降水基本不会影响到80m外的京沪高铁路基处水位。降水方案设计施工根据分析结果，止水帷幕按25m深设计，降水方案采用“止水帷幕+帷幕内降水+帷幕外回灌”。经现场监测，基坑外围水位开始下降较快，在止水帷幕闭合、采取回灌措施后，水位缓慢上升并趋于稳定。降水没有影响到高铁路基地下水位，实现了“零沉降”。基坑变形限元分析应用FLAC3D软件，采用平面应变模型，对不同支护条件下的基坑变形进行有限元分析。分析研究鼓结论1）地表铜沉降。族基坑开候挖引起亚的地表霜沉降值洁为-4.0积0～-6.0每0mm，出现浩在离基浆坑边缘投约16～20m的位置。宫基坑开挖钥卸荷对基滔坑最大影稀响范围在60m之内。2）坡面饿变形。捉整个坡烂面变形倾呈现上胀小下大等，最大遮变形出俭现中下底部。最世大水平霞位移分沫别为30～60现mm。均小于0.4矩%H允许变形踩值。基坑支宏护设计堵施工根据分敏析结果萝，土钉因墙、土馅钉墙加级预应力剂锚索的酱组合方校案，完叮全能够枣满足基由坑变形游要求。已实际监圾测结果远显示，戒基坑坡敞顶沉降池最大值童为18m画m，周边道采路及路面染最大沉降14m损m，皆未忧达到预敲警值。（2）超长看地下室淹外墙U型凹槽洋伸缩补抗偿抗裂常设计施愚工技术研究内勾容:不同条件夺下墙体凹槽重有限元受颈力变形分染析；根据哭分析结果欠选取合适辛的凹槽形霸式、尺寸红和间距，返进行凹槽啊设计；凹苗槽施工。创新点会：(1)设计了U型凹槽与筐后浇带间栗隔布置的叉抗裂方案顿；（2）针对U型凹槽的麻特点，开讨发了免拆征除聚苯板丈内模板及握相应的防钞水、开口无处理施工驴方法。凹槽受力侧变形分析采用通用佣有限元软佣件ansy盆s,对墙体凹飞槽进行受脸力变形分冻析。整个结构陷模型的尺扯寸为450狼m×2嘴70m，梁、柱振采用BEAM载188梁单元，勺板、墙采脱用SHE胶LL6栽3面单元制。考虑唇的凹槽业形式为V型，取漫三种不归同的凹岂槽截面秧尺寸，暑其宽和姿高分别青为500敲mm×槽500杨mm、1000链mm×1拌000m椒m、1500径mm×1辜500m冰m。分析结果谷显示：（1）凹槽间花距对降低肃墙体应力卵有很大影验响，当间资距超过50m时，应眨力降低衡很小，煌设置凹熄槽不能吨起到多微大作用你；但当翻间距在27m时，应力塘降低约达40%，效果明驻显。（2）U型凹槽同V型凹槽相套比，凹槽蚊处应力集亲中的程度斩会有所减水小，但是晶墙体应力爹值稍大一顺点。凹槽毒间距对凹纽奉槽本身应勇力大小及仅分布没有端明显的影臂响。U型凹槽抗而裂设计技虑术根据有伙限元分盗析结果钓，考虑剥到施工下方便，句采用U型凹槽妥，U型凹槽翅的设置炮间距为45m，与后浇娃带（间肢距54m）间隔布证置，凹槽净宽100长mm，其侧墙凸傍出地下室谱外墙750昆mm。凹槽绑本身配鸟筋需加流密，以社实现其辞伸缩补定偿功能摄而防止逮自身开命裂。U型凹槽构表造U型凹槽施错工技术凹槽处验模板示酸意图凹槽处须防水处担理：首先，做盯好混凝土牛的浇筑与限养护工作松。其次，做故好凹槽处强外壁的防甜水层施工糟。在地下久室外墙防铸水层施工砖时，将凹侦槽处作为本特殊部位广，采取加裹强措施。柿本工程地卫下室外墙照采用1.5m掉m自粘卷僻材+2.0钱mm自粘卷材梁的外防水挺方法。施委工中，将克凹槽凸出待壁及两侧宫各250逼mm内增加偏一道1.5m它m附加层。凹槽在室授内开口部拆分的处理非：凹槽在室团内开口部育分，就是列一道竖直番伸缩缝，狭按照伸缩请缝处理即村可。（3）超大尾面积混疤凝土楼汪盖预应州力设计抱施工技键术研究内燃容：温冶度及混撒凝土收杰缩徐变难作用下柳结构的国应力分桨布研究东；预应远力方案畏研究与借设计施片工。创新点：（1）在整体麦结构有限聪元分析基抬础上，选泻用了主梁邻有粘结预响应力、次野梁无粘结慨预应力设贩计方案。鱼（2）施工捉中开发灭了预应惊力筋端刘头多种耍形式的刮锚固方静式，方魄便了预恭应力施似工，保袋证了施上工质量浩。大面积楼柜盖应力分赢析采用ansy阶s对结构在势温度作用焰下进行了债整体分析希，整个分膛析过程都和是在弹性鱼范围内进唯行，楼板酸和墙采用shel摔l63单元模丢拟，梁角和柱采专用beam江188单。整姜个模型投单元总备数为2210胆47个，节点纯数为1261趟33个。季节温差草根据计算链出的不同腾区域的温吼差取值，混凝土饭收缩等侄效温差拣取-10℃，徐变等步效温差取+3℃。具体的蛙降温取值柔见下图。地下一斤层温度诵荷载地下二包层温度阻荷载分析结果愧显示：地下一阅层板内固的应力直大多数景均在1斩.33清3MP闻a以内，而知地下二层为板的应力挎则大多均脸在2.66讽7MPa以内。地下二层靠的约束相桌比地下一预层强许多教，温度作殊用效应较渐大。特别拉是下沉广纪场区域，胳由于直接真暴露在室层外，温差寄较大，需借要特别关仪注。预应力楼盖设与计研究根据整灭体分析糊结果，樱本工程闹地下2层、地村下1层顶板初采用部专分预应伶力梁楼丽盖，其康中框架安梁为有疯粘结预新应力，逝次梁为劣无粘结圈预应力泳。预应笛力筋数样目以全似截面1MPa的压应饥力为依沿据进行凤计算。框架梁闯预应力缸筋端头构造框架梁边伶跨段固定絮端锚固形谋式（锚固予于边柱内垫）框架梁死中间跨微段固定喘端锚固烂形式（趴锚固在再框架梁偿内）框架中临间梁柱帽节点处指张拉端叉加腋框架边候梁柱节贿点处张缩慧拉端加应腋框架边岁柱处张象拉端加顾腋次梁无粘炎结预应力辛筋端头构造次梁无野粘结预螺应力筋酷端头形遍式，主访要采用刚梁内固董定端+梁顶预寸留槽张虾拉端形减式。将拍固定端惯直接埋敞设在框最架梁内搅，在次碰梁顶部茂预留张敌拉槽，盛。张拉低完成后骄采用C40微膨胀丸细石混榴凝土封错堵。（4）超厚大坡您度混凝土版底板单侧肠支模体系锈施工技术在本工程地下室底岗板与预留地铁1#线处底板高差达7m，设计中球采用了45°斜板过觉渡，因而脏形成了两道各宽度约10m的陡坡过励渡段，厚静度1.5m。给混凝赶土施工带丙来了较大筝困难。采用木胜模板+木方次楞+双钢管主亭楞作为混护凝土上表熟面的模板剪支撑体系捐，混凝土炮浮力由带桥直弯钩的等对拉螺杆垒传递给同扑桩头钢筋扶焊接的槽江钢。大坡度锦混凝土着底板单屈面模板膊体系设马计大坡度混陕凝土底板王单面模板称体系（5）超大吊型广场剂石材地橡面建造止技术研究内丸容：超隙大型广孩场外观野形象设辜计技术件、施工择技术。创新点：（1）综合了缝廉隙式线型酿排水沟、聋下沉式检表查井、广振场设施预从先定位技想术，开发饱了超大型种广场石材党地面外观饼设计技术棉；（2）开发音了地面外石材密蔬铺切缝棚施工技摊术及施碗工设备衔“轨道仇式切割凉机”。超大型崭广场石伐材地面厉外观设凳计技术综合了剂缝隙式兽线型排育水沟、披下沉式缴检查井纪、广场取设施预喝先定位放技术，底从设计戚上保证捷广场外旗观的整活体性、窑协调性隙、美观泼性。缝隙式红线型排饲水沟施举工详图缝隙式线沈型排水沟缝隙式线耍型排水沟来施工后效忘果图下沉式真检查井旺施工后贼效果图下沉式检始查井广场公趣共设施预先设缝计定位广场位置沾、各种变绒化部位、铅各种特殊辫位置及所孟有广场公臭共艺术设凤施在定位非上均确定皆了唯一精杏确的坐标剂并在总平屑面竖向图廉上明确标节识。广场公铃共设施预先设坡计定位图石材地求面密铺累切缝施哄工技术在铺砌狂地面石牲材时，苗各块石融材之间谁不留缝仁隙，待好铺砌完币成后，鲁再沿接扬缝用切缝割机切吩出一条职宽约5mm缝，最薯后用细零砂填缝荐。切缝挎时采用日新开发被的实用料新型专货利成果帐轨道式蒙切割机鲁，切割赵机沿轨描道运动叶，保证晒切缝宽杂窄均匀筝、线条撕顺直。工字钢是导轨水管金钢砂砌仓割机导轨提童升控制数螺杆机轨道式化石材切触缝机（实用松新型专以利：ZL201寸32姥05坐002蚂73.趟3）石材地面尚密铺切缝蜘施工施工效果搞：线条顺召直施工效炕果：宽烂窄均匀施工效再果：拼芒缝整齐（6）超大地要下空间通荒风空调工把程技术研究内到容：地况下大空贴间通风锯空调与茂节能创新点:(货1)设计了大功率高蹄压双工况捞主机冰蓄解冷空调系艳统，解决马了地下大晶空间通风码空调问题例；（2）设计应躺用了多种宿通风空调凝系统自动客控制技术核，节省了羽能源。大功率高葬压双工况配主机冰蓄万冷空调系吓统采用2台180雹0RT高压10K梦V离心式偶双工况住机组，袋另置1台800阿RT常压380V离心式蒜冷水机机组作为绸基载机汪组，基矿载机组起配置变添频器以耍满足部子分负荷舱需要。更系统最彩大供冷版量达203漏50K清W。蓄冷装作置总蓄冷痛量500霉00K啊W﹒h。系统采三用四种栗运行模冤式：（1）双工辟况主机绿单独供乔冷，最谈大供冷劲量126吐56K埋W；（2）双工况梅主机蓄冰键，最大供阳冷量837览4KW；（3）蓄冰汽装置单逗独融冰否供冷，棚最大供度冷量495挽7KW；（4）双工竟况主机民与蓄冰尾装置联馅合供冷路，最大晴供冷量1761贷3KW。基载机