造价师土建工程第二章知识点:主要地下工程组成及构造

发表时间:2017/11/28 9:55:19 来源:互联网 点击关注微信:关注中大网校微信
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主要地下工程组成及构造

(一)地下交通工程

1.地下铁路

随着城市交通的发展和地下铁路的建设,近年来,一些城市形成了城市快速轨道交通系统,其定义为:凡以电能为动力,采用轮轨运行方式的交通系统,速度大于30km/h,单向客运能力超过1万人?次/h的交通系统称为城市快速轨道交通系统。

城市地铁工程主要由土建工程和系统工程两大部分构成。其中土建工程又分为车站和区间隧道(地面上为地面线路或高架线路)等;系统工程又可分为轨道系统、通信系统、

信号系统、电力系统、供电牵引系统、屏蔽门系统、防灾报警系统、设备监控系统、电力监控系统、人防系统、车辆段及车辆系统、自动售检票系统、环控通风系统、控制中心、电梯和自动扶梯等。

地下铁路有很多优点,如运行速度快、运送能力大;准点、安全;对地面无太大影响(噪声小,无震动,不妨碍城市景观);不存在人、车混流现象,没有复杂的交通组织问题;不侵占地面空间;环境污染小。但是,地铁建设在地下,施工条件困难,工期长,工程建设费用较地面高。因此,对地下铁路建设必须做好可行性研究。

2.地下公路

(1)地下公路的形式。

1)地下越江(海)公路。当城市中有较大的江、河贯穿时,越江隧道是城市地下交

通体系的重要组成部分,20世纪70年代上海就已经在黄浦江下修建了第一条地下越江公路;越海隧道在日本等国家很普遍,日本四岛已由地下交通系统连成一体。

2)地下立交公路。当公路与铁路相交时,或两条公路交叉又都需具较快速度、大容量交通特定点时,需要考虑利用地下立交公路来解决。地下立交公路一般距离短,在我国较为常见。

3)地下快速公路。现代城市的发展,对快速交通容量有不同程度的需求,为了保证城市交通的正常运营,就需要建设地下快速公路,它具有如下优点:改善相邻环境,有利于公路景观的保护;利用街道与公路之间的地下空间,修建停车和其他公共设施,实现快速公路地下空间的多功能用途。

4)半地下公路。该种公路有两种结构形式,即堑壕构造和U形构造。其主要特点是:有利于减少噪声和排放的废气;能得到充足的日照和上部的开敞空间;在绿化带有自然气息较足的地区,能与周围环境较好地和谐共存;造价介于全地下公路与地面公路之间。缺点主要是排水、除雪不易。

(2)地下公路的线路与断面特点。

地下公路与普通道路一样,根据公路规范设计,地下公路的平面线形,一般采用直线,避免曲线。综合排水、通风等各方面要求,地下公路隧道的纵坡通常应不小于0.3%,并不大于3%。

地下公路隧道净空,是指隧道衬砌内廓线所包围的空间,它包括公路的建筑限界、通风及其他需要的断面积。

道路建筑限界是为保证车辆和行人正常通行,规定在道路一定宽度和高度范围内不允许有任何设施及障碍物侵入的空间范围。地下公路的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度以及车道,人行道的净高。公路隧道的横断面净空,除了包括建筑限界之外,还包括通过管道、照明、防灾、监控、运行管理等附属设备所需的空间,以及富裕量和施工允许误差等。

公路隧道净空断面的形状,即为衬砌的内轮廓形状,其形状的确定,应使衬砌受力合理、围岩稳定。在浅埋和深埋公路隧道中,多采用矩形或近椭圆形断面。

3.地下停车场

(1)地下停车场。按设置形态、利用方法、设置场所等分类如下:

1)公路式地下停车场。设置于公路下方,形态狭长,多为汽车自行方式,.规模较大,日本停车场60%属此类型。

2)公园式地下停车场。占用公园的地下空间建造车库,规模较大,规划设计容易,但原则上应保持公园的功能,更好地保护好地面园林。

3)广场式地下停车场。充分利用广场的地下空间,可与地下街、地下商场一起规划,修建地下停车场。

4)建筑物地下室式停车场。是利用建筑物的地下室部分做停车场。

(2)汽车停车场的构造基准。停车场的构造基准是设计的基础尺寸,包括直线车道宽度、净高、弯道处车道宽度、车道坡度等。

1)直线车道宽度。供微型车、小型车双向行驶的,通道宽度不应小于5.5m,单向行驶的不应小于3.0m;防火疏散用单车道不小于4m,双车道不小于7m。.

2)净空高度。指室内地面到顶棚或其他构件底的距离,不含设备及管道所需空间。小(微)汽车净空高度不小于2.2m。地下汽车库坡道出入口净高度不小于2.4m。

3)弯道处车道宽度。供微型车、小型车双向行驶的弯道处,当转弯半径(内径)小于15.0m时,双向行驶的通道宽度,坡道弯道处通道宽度不应小于7.5m,平面弯道处通道宽度不应个于7.0m,单向行驶的通道宽度不应小于4.0m。

4)车道坡度。现行行业标准《汽车库建筑设计规范》JGJ100—1998规定,小型车直线坡道坡度最大为15%,若采用曲线坡道,坡道的最大坡度为12%。当条件允许时,

汽车坡道的舒适坡度应设计在8%?10%之间。

(二)地下市政管线工程

1.市政管线工程的分类

市政管线工程一般应包括供水、能源供应、通信和废弃物的排除四大系统。市政管线工程按性能与用途、敷设方式、管线覆土深度和输送方式的不同分为若干类型。

(1)按性能与用途分类。按性能与用途,市政管线工程分为铁路、道路、给水管道、

排水沟管、电力线路、电信线路、热力管道、城市垃圾输送管道、可燃和助燃气体管道等。这些是常见的管线工程,此外,还有空气管道、液体燃料管道、灰渣管道、地下建筑线路及工业生产专用管道等不常见的管线工程。

(2)按敷设形式分类。按管线的敷设形式分为架空架设线路,如电力、电信、道路照明等;地下埋设线路,如给水、排水、燃气、热力、电信等线路。各种工业管道则根据工艺需要和厂区具体情况进行敷设;电力和照明线路,也可能采用地下敷设。

(3)按管线覆土深度分类。一般以管线覆土深度超过1.5m作为划分深埋和浅埋的分界线。在北方寒冷地区,由于冰冻线较深,给水、排水以及含有水分的煤气管道,需深埋敷设;而热力管道、电力、电信线路不受冰冻的影响,可以采用浅埋敷设。在南方地区,由于冰冻线不存在或较浅,给水等管道也可以浅埋,而排水管道需要有一定的坡度要求,排水管道往往处于深埋状况。

(4)按输送方式分类。各种输送管道,按承压情况可分为:压力管道,如给水、燃气、热力、灰渣等管道;重力流管道,如排水管道。

市政管线中的地下管线工程主要有:各种给水、污水排放、供热、煤气、原料供应、运输等管道工程,供电、通信等电缆工程及用来敷设各种工程管网和专门管道的综合管道。

2.市政管线工程的布置方式与布置原则

多数市政管线工程是随着城市的发展逐步形成的,因此,往往自成体系、分散布置,互相之间缺乏有机的配合。例如,排水能力与供水能力不相适应;在一个系统内部,各个环节之间也可能不够协调,如在排水系统中处理能力往往小于排污能力等。

市政管线工程的布置,到目前为止,除少数管道布置在管沟中外,大部分管线均直接埋设在土层中。为了避开建筑物的基础,多沿城市道路敷设,不但维修困难,还占据了道路以下大量有效的地下空间,缺乏适应发展的灵活性。

设计地下工程管网,要综合考虑到远景规划期的发展。工程管网的线路要取直,并尽可能平行建筑红线安排。城市工程管网基本上是沿着街道和道路布置,为此,在道路的横断面中必须考虑有敷设地下管网的地方。

一些常规做法是:建筑物与红线之间的地带,用于敷设电缆;人行道用于敷设热力管网或通行式综合管道;分车带用于敷设自来水、污水、煤气管及照明电缆;街道宽度超过60m时,自来水和污水管道都应设在街道内两侧;在小区范围内,地下工程管网多数应走专门的地方。此外,地下管网的布置,还应符合相应的建筑规范要求。

3.共同沟

(1)共同沟概念。共同沟也称“地下城市管道综合管廊”,即在城市地下建造一个隧道空间,将市政、电力、通信、燃气、给排水等各种管线集中布置于共同沟体内,设有专门的检修口、吊装口、监测系统、排水系统、通风系统和照明系统等,并为人员检修、维护、增容等工作预留操作和交通空间。

共同沟的优点包括:减少挖掘道路频率与次数,降低对城市交通和居民生活的干扰;容易并能在必要时期收容物件,方便扩容;能在共同沟内巡视、检查,容易维修管理;结.构安全性高,有利于城市防灾;由于管线不接触土壤和地下水,避免了酸碱物质的腐蚀,延长了使用寿命;对城市景观有利,为规划发展需要预留了宝贵的空间。另外,对共同沟中管线的管理部门来说,设施设计、保养、管理容易,安全性高,与相关单位协调容易,手续简单。

(2)共同沟系统组成。

1)共同沟本体。共同沟的本体是以钢筋混凝土为材料,采用现浇或预制方式建设的

地下构筑物,其主要作用是为收容各种城市管线提供物质载体。

2)管线。共同沟中收容的各种管线是共同沟的核心和关键,共同沟发展的早期,以

收容电力、电信、煤气、供水、污水为主,目前原则上各种城市管线都可以进入共同沟,如空调管线、垃圾真空运输管线等,但对于雨水管、污水管等各种重力流管线,进入共同沟将增加共同沟的造价,应慎重对待。

3)地面设施。包括地面控制中心、人员出入口、通风井、材料投入口等地面设施。

4)标识系统。标识系统的主要作用是标识共同沟内各种管线的管径、性能以及各种出入口在地面的位置等,标识系统在共同沟的日常维护、管理中具有非常重要的作用。

此外,共同沟组成中还包括监控、通风、供电、排水、通信等其他系统。

(3)共同沟建设常用形式。按照其功能定位,可以分为干线共同沟、支线共同沟、缆线共同沟等。

1)干线共同沟。主要收容城市种的各种供给主干线,但不直接为周边用户提供服务。.

设置于道路中央下方,向支线共同沟提供配送服务,管线为通信、有线电视、电力、燃气、自来水等。特点为结构断面尺寸大、覆土深、系统稳定且输送量大,具有高度的安全性,维修及检测要求高。

2)支线共同沟。主要收容城市中的各种供给支线,为干线共同沟和终端用户之间联系的通道,设于人行道下,管线为通信、有线电视、电力、燃气、自来水等,结构断面以矩形居多。特点为有效断面较小,施工费用较少,系统稳定性和安全性较高。

3)缆线共同沟。埋设在人行道下,管线有电力、通信、有线电视等,直接供应各终端用户。其特点为空间断面较小,埋深浅,建设施工费用较少,不设通风、监控等设备,在维护及管理上较为简单。

根据施工方法的不同,共同沟又可分为暗挖工法共同沟、明挖工法共同沟以及预制拼.装共同沟。

(三)地下工业工程

1.地下工业工程分类

(1)地下轻工业与机械工业工程。由于地下空间的封闭性和热稳定性及其防震、防磁等性能,特别有利于某些轻工业、手工业、精密性生产等工业的生产。实践证明,把这些建筑设在地下是完全合理的,腾出极宝贵的地面作为绿化、运动和休闲之用,地面和地下结合获得了很大的综合效益。

(2)地下能源工业工程。地下空间具有防火、防盗等优点,它对于能源开发和合理利用及贮能、节能,对于应付日趋严重的能源危机,潜力巨大。目前,世界各国利用地下空间贮能、节能的方式主要有:开凿洞室的贮备方法,利用废旧矿井系统,利用岩盐溶淋洞室和含水层贮藏等。

(3)地下食品工业工程。由于地下温度稳定,在此自然低温下冷藏冻肉、蔬菜、水果等,保鲜效果好;消耗能源少,经济效益显著。此外,某些要求恒温、恒湿的食品生产车间,将之放在地下空间也十分容易,往往只要除湿就可达到要求,如营养价值和药物价值都很高的竹参、银耳、木耳、天麻等均可在地下空间中生产。

(4)地下电力工业工程。在电力工业方面,利用地下空间建设地下发电站、变电站等,正在不断发展,以期收到良好的经济效益。可以预见,燃料的地下储备、原子能发电站的地下选址等地下工程将会有较大的发展,也可以利用地下空间采用管路的形式作为输电设备。

2.地下工业工程的布置

(1)遵循厂房工艺流程的基本要求。合理的工艺流程要求做到短、顺、不交叉、不逆行。因此,从保证生产的合理和提高生产效率出发,要求安排好各主体厂房,各主要通道在相互位置和高程上的关系,使这一关系适应工艺流程的要求,并经过洞口,把地下部分的生产与地面上联系起来。这种布置方式与现场的地形、地质等具体结合起来,就基本上确定了地下厂房的总体布置方案。

1)工艺流程比较简单,对厂房布置没有严格的要求。例如,没有固定产品的生产,为科研服务的生产,或新产品的研制等,常常没有固定的工艺流程,可以更多地从地质、结构和施工等方面考虑厂房的合理布置。

2)工艺流程有严格的顺序,但厂房布置的灵活性仍较大。这种情况在机械制造类的生产中比较明显。从原料运入,到机械加工和装配,由各种运输方式互相连接,形成一条比较严格的生产流水线。

3)工艺流程有固定的程序,或主要在大型设备或管道中进行,像发电、核能利用、贮油和某些化工生产,往往属于这种情况,其特点是厂房必须适应严格的艺流程,因而布置方式比较定型。几个大型主厂房之间的关系必须首先满足工艺流程短、顺等要求,所以,必然形成主厂房布置集中或尽量靠近的状况,以减少通道中的能量损失。这个要求与从地质、结构和施工等角度出发,希望大型洞室不要过于集中常有较大的矛盾,特别是大型洞室直接相交,对岩石稳定和结构处理等都有影响,必须根据具体条件把这两方面统一起来。

(2)满足要求的交通运输条件。在运输工具确定以后,可根据运输量和装货后的车辆宽度确定运输通道的宽度。通道可根据需要区分为主要的和次要的,单行的和双行的。主通道一般布置在厂房的中部,也可以根据工艺流程布置在车间的一侧或两侧。要注意通道所占的面积与车间的总建筑面积保持适当的比例,比例过高是不经济的。

当两条或几条通道相交时,由于在相交处要保持一定的转弯半径,转角处的岩石需适当扩挖,这些都使顶部的岩石稳定性受影响,衬砌也复杂。有的工程采用在交叉点做一个高出通道的圆形洞室,使各通道都交在这个洞室的拱脚之下,再在衬砌外回填,顶住岩石。车间之间的转运对厂房布置提出一定要求,洞室之间的连接方式很可能影响到转运是.否方便。如果两洞室纵向连接,地面又在同一高程上,两车间的转运比较简单;如果洞室垂直相交,情况就比较复杂。在进行厂房布置时,可能由于其他条件的限制,使两个洞室与通道不在同一高程上,这样使两者之间的运输也比较困难。由此可见,除保证其他条件外,不能忽视创造较为有利的运输条件。

此外,在厂房总体布置时,组织人流路线时,必须着重考虑安全疏散问题。

(3)根据生产特点进行合理分区。地下工业厂房的布置,必须按生产特点进行分区布置。在某些生产过程中,有发生火灾或爆炸危险的,或者产生大量余热、余湿、烟尘、有害气体、噪声、振动等;而另一些生产过程,有可能要求清洁、安静、恒温、防振等。这些生产上的特殊问题和要求,都应在总体布置中加以解决,否则可能造成生产上的混乱和互相干扰,还会影响生产人员的安全。对于这些问题,应按生产特点和使用要求分区布置,即用建筑设计中常用的功能分区方法加以解决。

对于余热、余湿、烟尘和有害气体等,基本上可以用同一方法处理,即加强通风,将其及时排走(有害气体要用专门的管道直接排出地面),并补充以新鲜空气,因此,把这些车间布置在总排风通道或竖井附近是比较有利的,但是要注意把这些部分与其他车间密闭隔离,在所有与其他连通的部位,如门、孔洞等,都要有密封装置,以防有害物逸出;对于发散有害气体的设备,可以设置密封罩并通过密封管道排走。

有些精密的生产,要求恒温、恒湿、防尘、防振、防磁、安静等环境,这时可把精密生产区尽可能单独布置,远离有害的或有干扰的生产区,充分利用岩石的特点,分别采取一些技术措施,就可以比较容易的满足要求。为了使精密生产部分与其他部分联系方便,可以在两者之间布置通道或辅助性生产作为缓冲或过渡。

(四)地下公共建筑工程

1.地下公共建筑工程的种类

(1)城市地下商业建筑工程。一般包括地下商业街、地下商场、地下餐厅等,其中最典型的是地下商业街。我国的地下商业工程多为人防工程“平战转换”而来,在室内空间划分、环境指标、设计标准等方面,与发达国家相比有不少差距。

(2)城市地下行政办公建筑工程。办公需要安静和安全感,正吻合了地下空间的特征,因此,地下行政办公建筑也是较常见的地下公共建筑工程之一。现代城市的^艮多超高层办公建筑的地下部分,也被作为地面办公部分的延伸。

(3)城市地下文教与展览建筑工程。主要指建设在地下的图书馆、博物馆、纪念馆、科技馆、展览馆及建在地下的各类教育院校和科学研究勘测设计机构等。

(4)城市地下文娱与体育建筑。主要指地下影剧院、音乐厅、舞厅、俱乐部、游乐场以及其他各类娱乐活动中心和建于地下的各类体育馆、游泳池、体育训练基地等。

2.城市地下综合体

(1)城市地下综合体的含义。

随着城市集约化和程度的不断提高,单一功能的单体公共建筑逐渐向多功能和综合化发展。一个建筑空间在不同条件下适应多种功能的需要,成为多功能建筑。由多种不同功能的建筑空间组合在一起的建筑,称为建筑综合体。.经过进一步发展.,不同城市功能也被综合布置在大型建筑物中,成为城市综合性。地下综合体,是随着城市立体化再开发、建设沿三维空间发展的,地面、地下连通的,综合交通、商业、贮存、娱乐、市政等多用途的大型公共地下建设工程。当城市中若干地下综合体通过铁道或地下步行道系统连接在一起时,形成规模更大的综合体群。

(2)城市地下综合体的发展。地下综合体是在近三四十年间发展起来的一种新的建筑类型,欧洲、北美和日本的一些大城市,在新城镇的建设和旧城市的再开发过程中,都建设了不同规模的地下综合体,成为具有现代大城市象征意义的建筑类型。

我国过去的地下空间开发与利用,主要是为了备战,或与备战密切相关的防护建筑,起步较早,发展较慢。近年来,有些大城市为了缓解城市发展中的矛盾,进行了建设城市地下综合体的尝试。

(3)城市地下综合体的类型与特点。

1)新建城镇的地下综合体。在新建城镇或大型居住区的公共活动中心,与地面公共建筑相配合,将一部分交通、商业等功能放到地下综合体中,使中心区步行化,并克服了不良气候的影响。这种地下综合体布置紧凑,使用方便,.地面、地下空间融为一体,很受居民欢迎。

2)与高层建筑群相结合的地下综合体。附建在高层建筑地下室中的综合体,其内容与功能与该高层建筑的性质和功能有关,可视为地面建筑功能向地下空间的延申。

(4)城市广场和街道下的地下综合体。在城市的中心广场、文化休闲广场、购物中心广场和交通集散广场,以及交通和商业高度集中的街道和街道交叉口,都适合于建设地下综合体。我国有几个大城市的中心广场,在再开发的规划设计中,利用地下空间,形成地下综合体,以保留广场上的开敞空间,同时,对交通实行立体化改造,并适当增加一些商业、饮食等服务设施。

(5)我国城市地下综合体的发展。从上述分析可以看出,城市地下综合体建设在我国已占据一定位置,但与发达的工业国家相比,我国城市的现代化水平至少要落后30?50年,地下综合体建设还缺乏整体性、综合性、超前性及科学性。在我国应优先发展以下几种类型的地下综合体:

1)道路交叉口型。即在城市中心区路面交通繁忙的道路交叉地带,以解决人行过街交通为主,适当设置一些商业设施,考虑民防因素,综合市政道路的改造,建设中小型初级的地下综合体。同时,应适当考虑城市的发展与未来地下网络体系连接的可能。

2)车站型。我国部分城市正在规划和建设地铁、结合少量重点地铁车站的建设,把部分商业、贮存、人行过街交通道、市政管线工程,以及灾害时的人员疏散、掩蔽等功能结合起来,并与地面的改造相结合,进行整体规划与设计,实施联合开发。这是一条提高地下交通系统整体效益,探索中国城市现代化改造的有效途径。

3)站前广场型。即在大城市的大型交通枢纽地带,结合该区域的改造、更新,进行整体设计、联合开发建设的大中型地下综合体。在综合体内,可将地面交通枢纽与地下交通枢纽有机组合,适当增设商业设施,充分利用商业赢利来补贴其他市政公用设施,通过加设一些供乘客休息、娱乐、观赏、小型防灾广场等,以满足地下活动人员的各种需要。

4)副都心型。为了达到大城市中心职能疏解的目的,往往需在城市的部分重点地区新建一些反磁力中心(亦称分中心、副都心)。这种新建设反磁力中心的地下空间体系,几乎涵盖了市中心的所有职能,如商业、文化、娱乐、行政、事务、金融、贸易、交通等,与上部空间的再建,共同构成现代城市的繁荣。

5)中心广场型。市中心广场称为城市的“起居室”,但在土地效益寸土寸金的市中心,留出大片空地,单层次利用空间,其效益不能得到全面发挥。为此,许多城市在整顿城市空间的同时,充分利用地下空间资源,建设大型地下综合体,以补充地面功能的单一化,保护广场周围的传统风貌。

(五)地下贮库工程

1.地下贮库工程的类型

贮库按其储藏品的不同有很多类别。按照用途与专业可分为国家储备库、城市民用库、运输转运库等。这些贮库有的相对集中地布置在居住区内,有的则布置在居住区以外专门的贮库区中。按照民用贮库储存物品的性质,分为一般性综合贮库、食品贮库、粮食和食油贮库、危险品贮库和其他类型的贮库。

2.城市地下贮库工程的布局与要求

(1)城市地下贮库工程的布局。城市地下贮库的布烏,应处理好贮库与交通、贮库与居住区及工业区的关系。

1)贮库布置与交通的关系。贮库最好布置在居住用地之外,离车站不远,以便把铁路支线引至贮库所在地。对小城市的贮库布置,起决定作甩的是对外运输设备(如车站、码头)的位置;大城市除了要考虑对外交通外,还要考虑市内供应线的长短问题。大库区以及批发和燃料总库,必须要考虑铁路运输。贮库不应直接沿铁路干线两侧布置,尤其是地下部分,最好布置在生活居住区的边缘地带,同铁路干线有一定的距离。

2)贮库的分布与居住区、工业区的关系。一般危险品贮库应布置在离城10km以外的地上与地下;一般贮库都布置在城市外围。一般食品库布置的基本要求是:应布置在城市交通干道上,不要在居住区内设置;地下贮库洞口(或出入口)的周围,不能设置对环境有污染的各种贮库;性质类似的食品贮库,尽量集中布置在一起;冷库的设备多、容积大,需要铁路运输,一般多设在郊区或码头附近。

(2)城市地下贮库工程布局的基本要求。地下贮库必须依靠一定的地质条件才能存在。从宏观上看,存在条件有岩层和土层两类,一般地下贮库都是通过在岩层中挖掘洞室或在土层中建造地下建筑来实现的。地下贮库的建设应遵循如下技术要求:

1)地下贮库应设置在地质条件较好的地区。

2)靠近市中心的一般性地下贮库,出入口的设置,除满足货物的进出方便外,.在建筑形式上应与周围环境相协调。

3)布置在郊区的大型贮能库、军事用地下贮存库等,应注意对洞口的隐蔽性,多布.置一些绿化用地。

4)与城市无多大关系的转运贮库,应布置在城市的下游,以免干扰城市居民的生活。

5)由于水运是一种最经济的运输方式,因此,有条件的城市应沿江河多布置一些贮库,但应保证堤岸的工程稳定性。


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