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北京也有河,好像叫護城河,偌大一個紫禁城里都要有一條環(huán)境的河,圓明園、頤和園都有,可見“無河不成宮”啊。
上海也有河――蘇州河、黃浦江,現(xiàn)在說起黃浦江來總覺得有股濃濃的情,特別是去年世博會開園那天,宋祖英演唱了一首由周杰倫作詞曲的《黃浦江深》,很有情意,我非常喜歡。“周杰倫是個才子。”我們生物老師說的。黃浦江在中華民族沉淪的那段時期,似乎有著另類的顏色,有歷史的飄渺,也有藝術(shù)的痕跡。而且,黃浦江的周邊比如說陸家嘴、外灘這些,都是上海的文化中心、商業(yè)中心,可見河水具有怎樣的凝聚力!
遵義的中心“丁字口”也是河,其中當?shù)啬觊L點的人們都知道有一條很古老的橋――獅子橋,和盧溝橋頗為相似,但是,現(xiàn)在你再也看不到上面神態(tài)各異的獅子了,他們早已消失在歷史中,只留下坑坑洼洼的石樁。
貴陽也有河,所謂的甲秀樓不也是河的文化產(chǎn)物嗎?
張家界,說實話,對于我這樣生長在大山里的孩子來說不怎么迷人,反而是累人,但是那兒也有河――澧水河。湖南的河還有很多,湘江、瀏陽河等。
重慶的夜景很美,尤其都是依江的景觀。嘉陵江給了這座城市無盡的生命力與夜間的活力,重慶的美還在于它用江所詮釋出來的現(xiàn)代美。
關(guān)鍵詞:板樁碼頭;加固;減壓平臺;渣土轉(zhuǎn)運
前言
上海在上世紀90年代建設(shè)了一批小規(guī)模的內(nèi)陸板樁碼頭,主要用于木材、棉花等散貨的轉(zhuǎn)運,而由于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,原先的運營模式也發(fā)生了改變。目前上海地區(qū)由于城市化發(fā)展,周邊已經(jīng)沒有渣土傾倒場所,而大規(guī)模的土建又造成了大量的建筑渣土,主要靠船只外運至江蘇指定棄泥地,而做渣土轉(zhuǎn)運也變成這些碼頭運營轉(zhuǎn)變的主要方向。
1 板樁碼頭加固改造方法
板樁碼頭技術(shù)改造的主要途徑可以從以下五個方面考慮:(1)墻前新建結(jié)構(gòu)如承臺、墩臺,將原碼頭作為直立駁岸使用。(2)調(diào)整、加密或新設(shè)拉桿和錨碇結(jié)構(gòu)。(3)加固或置換墻前土層、提高土抗力。(4)在墻后設(shè)置型結(jié)構(gòu)如半遮簾樁、全遮簾樁、減壓平臺,調(diào)整或減少墻后土壓力的大小及分布。(5)加固地基,改善后方填料性質(zhì),減少土壓力。
2 工程實例
2.1 工程概況
本段黃浦江防汛墻始建設(shè)于1972年,1994年對防汛墻前沿改擴建,新建了板樁碼頭,碼頭長度約70m。2002年,《黃浦江干流新增防洪工程A2標》對防汛墻進行了翻新加固,形成了兩級防汛墻體系。
碼頭現(xiàn)因業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)向土方、渣土駁運方面,計劃在距碼頭后新建一處臨時渣土中轉(zhuǎn)池,為了確保防汛墻的使用安全,XX公司委托我院對該段碼頭進行方案論證。
2.2 工程現(xiàn)狀
本段黃浦江防汛墻為兩級擋墻式防汛體系,前沿第一級防汛墻為單錨板樁式碼頭防汛墻,擋墻頂高程4.80m;碼頭后35~45m為第二級防汛墻,擋墻為“L”型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),與防汛鋼閘門組成后防汛體系,墻頂高程為5.80m。
碼頭始建之初為停泊60T級內(nèi)陸船只的錨碇板樁結(jié)構(gòu)碼頭,具體結(jié)構(gòu)如下:
駁岸采用鋼筋混凝土板樁結(jié)構(gòu),胸墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),錨定設(shè)施采用現(xiàn)澆帶水平導梁連續(xù)錨碇板結(jié)構(gòu),墻前采用鋼護舷,系船柱為50KN。由于錨碇板前土質(zhì)較差,因此錨碇板前設(shè)拋石棱體,拉桿采用Φ50鋼棒,拉桿間距1200mm或1300mm,預(yù)制板樁按兩短一長間隔施打,長板樁長15m,短板樁13m。碼頭面采用料石鋪砌20cm,下墊黃沙墊層5cm,20cm級配碎石鋪底。
板樁后沿陸域形成方法,采用回填法,板樁后填土分層夯實,分層厚度不大于30cm,錨碇板下基床石料需級配良好,錨碇板前塊石要求理砌,拋理石料從岸側(cè)向江進行,盡量將淤泥擠掉。
原碼頭設(shè)計高水位3.37m,設(shè)計低水位1.30m,碼頭泥面高程-1.00m,設(shè)計荷載:結(jié)構(gòu)物自重,均載20KN/m2,流動荷載8t起重機,30t汽車,經(jīng)復(fù)核,原碼頭整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.533,滿足規(guī)范規(guī)定。
2.3 加固方法
在原板樁后增設(shè)兩排灌注樁,灌注樁直徑φ600mm,樁底高程-10.6m,考慮到原拋石菱體的分布位置,第一排局距板樁5m,第二排與第一排間距2.9m,灌注樁橫向間距2.5m。原碼頭導梁鑿出鋼筋與新底板主筋焊接,重新澆筑底板結(jié)構(gòu),底板寬9.4m,承臺底標高2.25m;挖斗機履帶外輪廓寬度為3.19m,尾部凈高1.1m,工作回轉(zhuǎn)半徑2.94m,考慮挖機作業(yè)便利性,碼頭擋墻內(nèi)側(cè)4.5m范圍內(nèi)為履帶式挖斗機通道,擋墻后4.5~9.4m為渣土池。通過樁基將上部荷載傳遞至較好的持力層,減少碼頭后方土壓力,保護現(xiàn)有錨桿結(jié)構(gòu)。
2.4 計算結(jié)果
本段碼頭增建臨時渣土中轉(zhuǎn)池后,其原有的裝卸作業(yè)流程也隨之發(fā)生了改變,因此本次對防汛設(shè)施影響的安全論證分別從施工期和使用期的不同工況對板樁碼頭的安全進行復(fù)核計算。
碼頭的安全主要從護岸的整體穩(wěn)定和碼頭自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定兩方面進行分析。
本次復(fù)核只針對后方設(shè)有臨時渣土中轉(zhuǎn)池的碼頭,其余岸段使用條件沒有發(fā)生變化。
2.4.1 碼頭泥面高程復(fù)核
本工程碼頭吃水深度按500噸復(fù)核,根據(jù)《內(nèi)河通航標準》(GB50139-2004),500噸級船只吃水深度為1.6m,本段黃浦江為Ⅰ級航道,富裕水深為0.4~0.5m,則航道水深應(yīng)為2.0~2.1m;本段黃浦江最低通航水位為1.13m,而碼頭設(shè)計泥面高程為-1.00m,1.13+1.00=2.13m,滿足500噸級船只停靠要求。
2.4.2 整體穩(wěn)定計算
加固結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分別按施工期、使用期基本和特殊工況進行復(fù)核,工程整體穩(wěn)定復(fù)核計算條件如表1:
安全系數(shù)根據(jù)《黃浦江防汛墻工程設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(試行),施工期及正常使用狀況安全系數(shù)1.375,地震期系數(shù)1.05。原報告復(fù)核結(jié)果如表2:
碼頭(防汛墻)加固結(jié)構(gòu)在運行期、施工期及地震工況下的整體穩(wěn)定均可滿足規(guī)范要求。
2.4.3 結(jié)構(gòu)安全計算
結(jié)構(gòu)計算工況選擇使用期設(shè)計低水位最不利組合工況(見表3):
結(jié)構(gòu)水平位移分別按考慮錨桿作用和不考慮錨桿作用進行復(fù)核。經(jīng)計算,考慮錨桿作用時,承臺底水平位移基本滿足行業(yè)要求;不考慮錨桿作用時,承臺底水平位移不滿足行業(yè)要求。因此錨碇板結(jié)構(gòu)不能解除,應(yīng)保留原有拉桿,形成高樁承臺加拉桿的復(fù)合結(jié)構(gòu)。表4 承臺水平位移計算結(jié)果
板樁到錨碇板容許最短距離為14.79m,現(xiàn)有15m錨桿長度滿足要求,不必對錨碇板前被動土壓力進行折減。
碼頭經(jīng)加固后,場地上部荷載通過樁基傳遞到較好的持力層,經(jīng)計算,樁基承載力滿足設(shè)計規(guī)范要求:
通過對加固后的板樁碼頭復(fù)核計算,碼頭整體穩(wěn)定、錨碇板穩(wěn)定、碼頭板樁入土深度、錨桿直徑、承臺水平位移等均能夠滿足規(guī)范要求。
2.5 方案小結(jié)
通過對工程設(shè)計方案、施工等基本資料的收集,通過經(jīng)驗公式計算并分析,本工程對碼頭加固后(防汛墻)分析結(jié)論如下:(1)碼頭前沿泥面滿足500噸船舶停靠吃水深度要求。(2)碼頭(防汛墻)結(jié)構(gòu)經(jīng)加固后在運行期、施工期及地震工況下的整體穩(wěn)定均可滿足規(guī)范要求。在使用期設(shè)計低水位最不利組合工況,錨碇板穩(wěn)定,碼頭板樁入土深度,板樁位移等能夠滿足規(guī)范標準,錨桿直徑滿足規(guī)范要求,能夠保證防汛安全。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:進出長江口航道 船舶操縱 安全
筆者于2011年6月18日套派接任藍海合作輪船長,藍海合作:總長:199.99M, 型寬:32.26M, 型深:18.00M, 總噸:33511T,凈噸:18766T,夏季滿載載重量57772.4T,滿載吃水:12.50M, 自重:10379T,主機功率8510KW。11月18日因公司需要調(diào)離該輪,該輪主要執(zhí)行華東線的煤炭運輸任務(wù),因而多次進出長江口北槽航道或出口航行南曹航道,現(xiàn)就長江口航道航行的安全操縱談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
1.VHF守聽
從長江口錨地到瀏河口長江NO1燈浮,應(yīng)注意不同的航段使用不同的交管頻道守聽并及時轉(zhuǎn)換。駕駛臺值班可進行明確的分工,由值班駕駛員負責06CH和守聽交管工作頻道并負責船與船之間的溝通與聯(lián)系,當交管中心對本船的操縱提出質(zhì)疑并呼叫本船時,由于交管工作頻道十分繁忙,須用簡短明晰的語言進行交流,船長可馬上接聽并將自己的操縱意圖報告交管中心,以便得到交管中心的理解,避免因誤會而被開罰單。
2.重點航段的安全操縱
(1)長江口錨地附近:從南方或北方港口裝貨進長江,在抵達錨地之前應(yīng)及時與聯(lián)系進港時間,(重載進口一般要求申請在吳淞管制時間進口為好,因為非管制時間經(jīng)常回遇到長江口急退水而致船速太慢,達不到吳淞交管中心要求的10節(jié)以上的速度)進入報告線時要使用VHF08CH向吳淞交管中心報告動態(tài)或申請錨地拋錨,進港時應(yīng)提前15分鐘向交管中心起錨,起錨后向交管中心報告并服從交管中心的指揮把船駛近長江口燈船,在錨地航行應(yīng)與其他起錨進口船保持聯(lián)系,以掌握他船的動態(tài),控制好自己的速度,以便按交管中心規(guī)定的管制時間抵達北槽航道的D3浮。
(2)長江口燈船附近進出口,長江口燈船附近通航密度大,橫交船多,操縱難度大,應(yīng)特別謹慎地駕駛,控制好船速,保持與他船的聯(lián)系,要嚴格遵守分道通航制,充分了解來船的動態(tài)以確定本船的操縱措施,確認安全時應(yīng)馬上全速前進列隊進槽,進槽后應(yīng)及時調(diào)整流壓,以確保船舶順著航道的右側(cè)行使。出口時可于D10浮下線在航道的南側(cè)行使,但應(yīng)注意在D4浮附近上下引水員的船舶加強聯(lián)系,協(xié)調(diào)避讓行動,以策安全。
(3)圓圓沙警戒區(qū)附近,圓圓沙燈船附近是進出南北槽船舶的交匯處,通航密度大,交通十分繁忙。因而駛近圓圓沙燈船時應(yīng)蜜切注意南槽方向的進口船,同時也要十分注意前方進口船的速度,如前方船舶慢車應(yīng)馬上降速并將我方的降速動作告訴后面的進口大船,以保持適當?shù)陌踩嚯x,同時也避免與前面進口的船形成追越局面,要注意小船穿越航道延伸段搶頭,有時由于小船的速度太慢又要強行搶頭而不得不大幅度降低船速,而船速太慢又會造成后面進口大船操縱困難而招來譴責聲,因而,如因避讓須大幅降速時應(yīng)提早通知后面的進口船,以免造成緊迫危險。所以,船舶在通過圓圓沙燈船附近時,應(yīng)保持高度的警戒,控制好船速,觀前顧后,在確保安全時適當加車盡快通過。從圓圓沙燈船到長江NO1浮,吃水大于或等于7米的大型船舶,應(yīng)順著航道的延伸段的船舶總流向,以小于12節(jié)的速度行使。
(4)吳淞口附近,該航段與進出黃浦江的船舶形成多個方向的交叉對遇,局面復(fù)雜,應(yīng)很好地控制好船速,進口接近NO61浮時應(yīng)保持高度警惕,注意有些進黃浦江的小船在此處悄無聲息地突然向左轉(zhuǎn)向搶頭,因而在不具備追越他們的情況下勿跟得太近,留有足夠的安全距離并做好隨時操縱的準備;另外,進江的大型船舶大多安排在NO69浮附近上引水或更換引水并持續(xù)降速,此時應(yīng)與前后的船舶保持好溝通與聯(lián)系,控制好船速,與他船保持有足夠的安全距離,同時,要注意因船速降低時水流對船舶的嚴重影響,及時調(diào)整流壓,保持船位在航道延伸段的右側(cè)行使;在NO64浮附近則應(yīng)注意從黃浦江出口的上水進江小船向右搶頭,小船太多時應(yīng)將船速減到能維持舵效的最小速度并鳴笛警告,以策安全;出口至NO66浮前應(yīng)細心觀察前方進黃浦江及從錨地起錨穿越航道的船舶,保持06CH的聯(lián)系暢通;如遇初漲水則有大量小船乘潮進江橫越船頭,也應(yīng)將船速減到能維持舵效的最小速度并鳴笛警告,當有較大空檔時應(yīng)毫不猶豫地快車通過。因為06CH較為繁忙,小船太多與其聯(lián)系容易發(fā)生誤會,往往會錯失通過他們船頭的機會,將自己置于危險當中。
3.追越
警戒區(qū)內(nèi)追越他船(大船)會被交管中心以違章行為開出罰單,因而在決定追越前船時應(yīng)根據(jù)本船位置到進入警戒區(qū)的距離及兩船的相對速度,判斷是否在進入警戒區(qū)前完成超越,如不能則應(yīng)放棄,以免造成在警戒區(qū)為避免追越他船而采用急停急退車而造成船舶操縱上的困難。因追越他船而進入分隔帶時在完成超越后應(yīng)馬上離開分隔帶,追越時切勿出現(xiàn)三船并駕齊驅(qū)的局面。
4.及時調(diào)整航行計劃
關(guān)鍵詞:世博軸 江水源熱泵系統(tǒng) 地源熱泵系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng)
中圖分類號:TU831.3+5 文獻標識碼: A
引言
隨著我國經(jīng)濟文化的不斷發(fā)展,世博會的開展也是如火如荼。而世博會的開展需要依托一定的建筑物和相關(guān)的系統(tǒng)才能正常運行。上海世博會中最大的單體建筑就是世博軸,世博軸的重要性是不可言喻的,世博會的各個展館和公共場合都與其息息相關(guān),密不可分。而世博軸的江水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,充分體現(xiàn)出了世博會的節(jié)能、環(huán)保以及生態(tài)等方面的特征。所以我們很有必要對世博軸的江水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用情況進行研究。
一、工程概況
1、建筑概況
世博軸是上海世博會最大的單體建筑,南起耀華路,北至黃浦江臨江平臺,是聯(lián)系各軌道交通、磁懸浮車站的主要通道,與中國館、聯(lián)合展館、演藝中心、公共活動中心合成為世博軸園區(qū)內(nèi)核心部位的一軸四館,是世博會入園主要通道,并集交通集散、商業(yè)旅游等功能于一體。世博軸南北長約1000m,東西寬80-110m,地下地上各二層,建筑膜頂高度約22m,基地面積約130000m2,總建筑面積約248000m2,建筑采用南北貫通的玻璃頂棚和中間通向地下室的玻璃陽光谷,以環(huán)保、節(jié)能的理念為世博人流提供了舒適的入園環(huán)境,又以輕盈、挺直的新型結(jié)構(gòu)形象成為世博園區(qū)內(nèi)的一大標志性建筑。
2、空調(diào)系統(tǒng)概況
世博軸采用江水源+地源熱泵的復(fù)合式冷熱源中央空調(diào)系統(tǒng),利用江水和土壤作為熱泵系統(tǒng)的熱源或熱匯。江水源系統(tǒng)采用直接式系統(tǒng),通過抽取黃浦江江水與熱泵機組和離心冷水機組進行換熱,江水源系統(tǒng)機房位于世博軸地下二層最北端,配置5臺螺桿式熱泵機組和3臺離心式冷水機組;地源熱泵系統(tǒng)通過與埋設(shè)在基礎(chǔ)下灌注樁內(nèi)的換熱管與熱泵機組進行換熱,沿南北方向布置3個地源熱泵機房,其中北、中區(qū)機房配置三臺地源熱泵機組,南區(qū)配置四臺地源熱泵機組。
江水源機組、地源熱泵機組及其配套水泵多臺組合,大小搭配,既滿足設(shè)計負荷需求,又在部分負荷時節(jié)能運行。需要制訂一套完備的系統(tǒng)運行策略,以保證整個系統(tǒng)安全、高效的運行,自控系統(tǒng)在本項目中的地位也是舉足輕重的。
二、江水源熱泵系統(tǒng)
世博軸江水源系統(tǒng)是以黃浦江江水為冷熱源的熱泵系統(tǒng),夏季時它將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到江水中,由于江水溫度比用冷卻塔所得的冷卻水溫度低,所以效率較高;冬季時它從水源中提取熱量,由于江水水溫比環(huán)境溫度高,效率也比風冷熱泵機組高。世博軸北端距黃浦江邊150米,具備利用江水資源的優(yōu)越條件。
1、取水量和取水口
江水源熱泵機房位于世博軸地下二層最北端,以減小江水輸送距離,設(shè)置一個機房,配置5臺螺桿式熱泵機組和3臺離心式冷水機組。根據(jù)世博會會中和會后江水源系統(tǒng)承擔的空調(diào)系統(tǒng)負荷計算,江水的取水量分別約為2700m3/h和3500m3/h。世博軸建筑是一個永久性建筑,因此取水水量及取水泵房規(guī)模等應(yīng)按會后長期使用的要求進行設(shè)置。再者設(shè)計階段的會后空調(diào)負荷是依據(jù)商業(yè)策劃平面計算得出的,而會后商業(yè)面積還有可能增加,所以需要根據(jù)可能增加的商業(yè)建筑面積的最大值來計算,將增加江水取水量約2000m3/h,考慮一定的安全系數(shù)后提出江水最大取用量為6000 m3/h,取水口位于退水口上游約200m處。
2、污垢處理
經(jīng)調(diào)研分析,取水口的水質(zhì)在大部分時段內(nèi)能滿足系統(tǒng)要求,但懸浮物和濁度指標較難保證,因此,采取了以下措施:在進水管路上設(shè)除污格網(wǎng)井;在江水泵的出水管上設(shè)置自動反沖洗過濾器;接觸江水的熱泵機組蒸發(fā)器和冷凝器以及冷水機組的冷凝器均采用抗腐蝕的銅鎳合金換熱管,熱泵機組換熱管采用光管,采用膠球進行清洗,冷水機組采用高效管,采用管刷進行清洗。另外,系統(tǒng)還設(shè)置全自動控制在線檢測加藥裝置,在系統(tǒng)停運時,對機房內(nèi)江水側(cè)水路系統(tǒng)進行閉式循環(huán)處理,污水由下水道排出。
江水源側(cè)循環(huán)泵主要采用一次泵系統(tǒng),水泵變頻調(diào)速,既保證江水供回水總管的資用壓力和水量要求,又達到節(jié)能效果。江水源用戶側(cè)循環(huán)泵采用二次泵變流量系統(tǒng),分北區(qū)、中區(qū)、南區(qū)三套二級泵變頻水系統(tǒng),用戶側(cè)一次泵為定流量系統(tǒng),與熱泵機組和冷水機組對應(yīng)開啟。
三、地源熱泵系統(tǒng)
地源熱泵系統(tǒng)是利用熱泵機組在土壤中蓄存或提取熱量,制取冷熱水為空調(diào)服務(wù)的系統(tǒng)。地表淺層土壤溫度呈三層分布,地表凍土層附近土壤溫度受室外大氣影響,溫度全年波動大;凍土層以下有一恒溫層,溫度全年基本不變;恒溫層下到地殼深處有一定的正溫度梯度,土壤溫度隨深度緩慢上升。上海地區(qū)凍土層較淺,5m以上土壤溫度受室外氣象影響而波動;5m以下到35m處土壤溫度基本恒定,接近全年平均氣溫(15.7℃);35m以下土壤溫度以5℃/100m的溫度梯度上升,地下100m土壤溫度約為19℃。世博軸基地寬闊,作為一棟多層建筑,單位基地面積空調(diào)負荷密度不大,十分適宜利用淺層地溫資源。地源熱泵系統(tǒng)主要包括地埋管設(shè)計和地埋管聯(lián)絡(luò)兩個方面,具體表現(xiàn)在:
1、地埋管設(shè)計
世博軸共有工程樁和格構(gòu)樁6000個左右,樁直徑為Φ600~Φ800,樁長25m和40(42)m兩種,樁間距為3.89~5.5m,除樁位密集處部分樁不利用外,其余所有工程樁全部埋設(shè)W型換熱管。本工程共埋設(shè)5500多跟換熱管,根據(jù)熱響應(yīng)測試報告提供的換熱量數(shù)據(jù)(排熱量約83W/米埋深、取熱量約62W/米埋深)計算,可提供的夏季工況換熱量約為10500kW;冬季工況換熱量約7900kW。
地埋管散熱器管道采用高密度聚乙烯管(HDPE100),其公稱外徑為25mm,壁厚2.3mm,公稱壓力為1.6MPa。
2、地埋管聯(lián)絡(luò)
埋管換熱器分散穿越底板,穿出底板后的水平管道敷設(shè)于底板上的建筑面層內(nèi),進出水管分別接至位于地下二層東西兩側(cè)的分、集水器,管路同程布置;在分、集水器的每一路支管上均設(shè)有球閥,便于檢查壞管并予以隔離;系統(tǒng)各集水器接出管上均設(shè)置平衡閥,以均勻流量分配。
四、自動控制系統(tǒng)
世博軸自控系統(tǒng)通過采用新型的控制技術(shù)、合理的邏輯程序、不同策略的組合等技術(shù)手段,通過集中的把江水源內(nèi)熱泵機組、冷水機組、一次水泵、二次水泵、取水泵,以及地源熱泵系統(tǒng)中的熱泵機組和循環(huán)泵等設(shè)備連接成一個有機整體,實現(xiàn)有機聯(lián)動,達到了節(jié)能效果,對世博軸綜合體工程空調(diào)系統(tǒng)的合理、節(jié)能的運行提供了良好的技術(shù)手段。針對世博軸四個機房的控制要求和地理分布情況,我們對整個系統(tǒng)工程規(guī)劃為1個主站,4個機房設(shè)置4個子站。
主站:負責4個機房控制系統(tǒng)的設(shè)備控制和數(shù)據(jù)共享。可以對子站進行設(shè)備管理和數(shù)據(jù)存儲。主站具有最高的管理權(quán)限。
子站:負責本機房設(shè)備的管理和數(shù)據(jù)存儲。
結(jié)束語
綜上所述,江水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)在世博軸中得到了很好的應(yīng)用和發(fā)展,很好的踐行了世博會低碳、環(huán)保、節(jié)能三大理念,為世博會的人流提供了舒適的入園環(huán)境。本文通過對江水源熱泵系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)以及自動控制系統(tǒng)的介紹和應(yīng)用,很好的闡述了江水源+地源熱泵的復(fù)合式中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢與特點,更好地促進了三大系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:城市交通隧道 網(wǎng)格盾構(gòu) 土壓盾構(gòu) 雙圓盾構(gòu) 泥水盾構(gòu) 滬崇蘇越江工程
1 前言
上海城市人口1450萬,流動人口300萬,面積6340km2,目前已經(jīng)成為中國的經(jīng)濟、貿(mào)易、金融、航運中心城市。城市的經(jīng)濟發(fā)展促進城市建設(shè)尤其是交通建設(shè)的發(fā)展,城市地下軌道交通具有快捷、安全的特點。上海城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃17條線路,總長780km,其中地鐵11條線,長度385km。已建3條線,其中地鐵2條線;在建4條線,其中地鐵2條線。地鐵區(qū)間隧道總長度達700km(雙線),采用盾構(gòu)法施工,已建約100km。
黃浦江從東北至西南流經(jīng)上海城區(qū),把上海分為浦東、浦西2部分,江面寬500m~700m,主航道水深14m~16m。近10年來,浦東的迅速發(fā)展促進了越江交通工程建設(shè),采用大直徑盾構(gòu)建造江底交通隧道已得到廣泛的應(yīng)用。已建隧道5條,在建隧道4條擬建隧道6條。
上海地層為第四紀沉積層,其中0~40m深度內(nèi)均為軟弱地層,主要為粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉砂土等,這類土顆粒微細、固結(jié)度低,具有高容水性、高壓縮性、易塑流等特性。在該類地層中進行盾構(gòu)隧道掘進施工,開挖面穩(wěn)定和控制周圍地層的變形沉降十分困難。
上海地區(qū)盾構(gòu)隧道技術(shù)的應(yīng)用,始于1965年,近40年來,尤其是近10年來,盾構(gòu)隧道技術(shù)廣泛用于地鐵隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀,作一個回顧和綜述。
2 網(wǎng)絡(luò)擠壓盾構(gòu)掘進技術(shù)的開發(fā)和隧道工程應(yīng)用
2.1 Φ5.18m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)及上海地鐵試驗工程
1964年,上海市決定進行地鐵擴大試驗工程,線路位于衡山路北側(cè),建2條長600m的區(qū)間隧道,隧道復(fù)土10m,隧道外徑5.6m,內(nèi)徑5m。隧道掘進施工采用2臺自行設(shè)計制造的Φ5.8m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu),輔以氣壓穩(wěn)定開挖面土體,于1966年底完成1200m地鐵區(qū)間掘進施工,地面沉降達10cm。
2.2 打浦路隧道Φ10.2m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)掘進施工
1965年,上海第一條穿越黃浦江底的車行隧道――打浦路隧道,全長2761m,主隧道1324m采用Φ10.2m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)掘進施工,黃浦江約600m,水深16m,見圖1所示。
φ10.2m網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)掘進機是中國第一臺最大直徑的盾構(gòu),盾構(gòu)總推力達7.84×104KN,為穩(wěn)定開挖面土體,采用氣壓輔助施工方法。盾構(gòu)穿越的地層為淤泥質(zhì)粘土和粉砂層,在岸邊采用降水輔助工法和氣壓輔助工法,在江中段采用全氣壓局部擠壓出土法施工。盾構(gòu)見圖2所示。
圓隧道外徑10m,由8塊鋼筋混凝土管片拼裝而成。管片環(huán)寬90cm,厚60cm。管片環(huán)向接頭采用雙排鋼螺栓聯(lián)接。襯砌接縫防水采用環(huán)氧樹脂。打浦路隧道于1970年底建成通車,至今已運營33年。
2.3 延安東路隧道北線Φ11.3m網(wǎng)格擠壓水力出土盾構(gòu)施工
1983年,位于上海 外灘的延安東路隧道北線工程開工建設(shè),隧道全長2261m,為穿越黃江底的2車道隧道,其中1310m為圓形主隧道,采用盾構(gòu)法施工,隧道外徑11m,隧道襯砌由8塊高精度鋼筋混凝土管片拼裝而成,管片環(huán)寬100cm,厚55cm,接縫防水采用氯丁橡膠防水條。
隧道北線圓形主隧道采用了上海隧道工程公司自行設(shè)計研制的φ11.3m網(wǎng)格型水力出土盾構(gòu),見圖3所示。在密封艙內(nèi)采用高壓水槍沖切開挖面,擠壓進網(wǎng)絡(luò)的土體,攪拌成泥漿后通過泥漿泵接力輸送,實現(xiàn)了掘進、出土運輸自動化。網(wǎng)格上布有30扇液壓閘門,具有調(diào)控進土部位、面積和進土量的作用,可輔助盾構(gòu)糾偏和地面沉降控制。網(wǎng)格板上還布設(shè)了20只鋼弦式土壓計,可隨時監(jiān)測開挖面各部位的土壓值變化,實現(xiàn)了信息化施工。盾構(gòu)最大推力可達1.08×105KN。盾構(gòu)順利穿越江中段淺復(fù)土層和浦西500m建筑密集區(qū),保護了沿線的主要建筑物和地下管線。
3 土壓平衡盾構(gòu)在城市交通隧道工程的應(yīng)用和發(fā)展
3.1 土壓平衡盾構(gòu)的引進和開發(fā)應(yīng)用
近年來,我國的城市地鐵隧道、市政隧道、水電隧道、公路交通隧道已經(jīng)越來越多地采用全斷面隧道掘進機施工,其中用得最多的是土壓平衡盾構(gòu)掘進機。上海、廣州、深圳、南京、北京的地鐵區(qū)間隧道已經(jīng)采用了31臺直徑6.14m~6.34m的土壓平衡盾構(gòu),掘進區(qū)間隧道總長度達400km。土壓盾構(gòu)具有機械化程度高、開挖面穩(wěn)定、掘進速度快、作業(yè)安全等優(yōu)點,在隧道工程中有廣泛的發(fā)展前景。
土壓平衡盾構(gòu)適用于各種粘性地層、砂性地層、砂礫土層。對于風化巖地層、軟土與軟巖的混合地層,可采用復(fù)合型的土壓平衡盾構(gòu)。在砂性、砂礫、軟巖地層采用土壓盾構(gòu)掘進施工,應(yīng)在土艙、螺旋輸送機內(nèi)以及刀盤上注入泥漿或泡沫,以改良土砂的塑流性能。
3.2 Φ6.34m土壓盾構(gòu)在上海地鐵工程中的應(yīng)用
1990年,上海地鐵1號線開工建設(shè),雙線區(qū)間隧道選用土壓平衡盾構(gòu)掘進,經(jīng)國際招標,7臺Φ6.34m土壓盾構(gòu)由法國FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程設(shè)計院、上海滬東造船廠聯(lián)合體中標,利用法國混合貸款1.32億法郎。第1臺Φ6.34m土壓盾構(gòu)于1991年6月始發(fā)推進,7臺盾構(gòu)掘進總長度17.37km,1993年2月全線貫通,掘進施工期僅20個月,每臺盾構(gòu)的月掘進長度達200~250m。掘進施工穿越市區(qū)建筑群、道路、地下管線等,地面沉降控制達+1cm~-3cm。Φ6.34m土壓平衡盾構(gòu)見圖4所示,其主要技術(shù)性能見表1。
1995年上海地鐵二號線24.12km區(qū)間隧道開始掘進施工,地鐵一號線工程所用的7臺Φ6.34m土壓盾構(gòu)經(jīng)維修以后,繼續(xù)用于二號線區(qū)間隧道掘進,同時又從法國FMT公司和上海的聯(lián)合體購置2臺土壓盾構(gòu),上海隧道工程股份有限公司制造1臺土壓盾構(gòu),共計10臺土壓盾構(gòu)用于隧道施工。
于2000年開工興建的上海地鐵明4號工程區(qū)間隧道仍將使用這10臺Φ6.34m土壓平衡盾構(gòu)施工。2001年,向日本三菱重工購置4臺Φ6.34m土壓平衡盾構(gòu),共計14臺盾構(gòu)正在掘進施工。
上海地鐵隧道外徑6.2m,襯砌環(huán)由6塊鋼筋混凝土管片拼裝而成,通縫拼裝,環(huán)寬100cm,管片厚35cm。見圖5所示,地鐵4號線部分區(qū)間隧道管片采用錯縫拼裝,環(huán)寬120cm。
上海地鐵2號與1號線垂直相交,盾構(gòu)從1號線區(qū)間隧道下1m穿越,掘進施工中采用地層注漿加固、跟蹤注漿、信息化施工等技術(shù)措施,確保1號線地鐵安全運營,沉降控制在2cm以內(nèi)。地鐵4號線與2號線區(qū)間隧道相交,4號線盾構(gòu)從2號線隧道下1m穿越。Φ6.34m土壓盾構(gòu)在城市建筑群下穿越,其沉降一般也在4cm以內(nèi)。盾構(gòu)平均月推進長度約250m,最快達400m/月。
3.3 雙圓形盾構(gòu)掘進機的引進和應(yīng)用
2002年,上海地鐵8號線黃興路至開魯路站三個區(qū)間隧道,長度2,688m,采用DOT雙圓盾構(gòu)隧道工法,并從日本引進2臺Φ6300m×W10900mm的雙圓形土壓盾構(gòu)掘進機。雙圓盾構(gòu)見圖所示,其主要技術(shù)參數(shù)見表2。
雙圓隧道襯砌采用預(yù)制鋼筋混凝土管片,錯縫拼裝;每環(huán)管片由11塊管片拼裝而成,其中2塊為海鷗形,1塊為柱形。管片厚度30cm,環(huán)寬120cm,見圖7所示。
3.4 Φ7.64m土壓盾構(gòu)掘進外灘觀光隧道
3.4.1 工程概況
上海外灘觀光隧道是我國第一條行人過江專用隧道,是一條連接南京路外灘和陸家嘴東方明珠塔的江底隧道,全長646m,隧道內(nèi)徑6.76m。隧道內(nèi)通行一來一往2條觀光車軌道。
外灘觀光隧道于1998年初開工,1999年底建成運營,土建工程包括黃浦江兩岸的2座出入口豎井和一條過江隧道,見圖8所示。隧道位于延安東路隧道北側(cè),并與上海地鐵二號線2條過江區(qū)間隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地層為粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土和砂質(zhì)粉土。
隧道襯砌環(huán)由6塊鋼筋混凝土管片拼裝而成,管片設(shè)計強度C50,抗?jié)B等級S8,環(huán)寬120cm,厚35cm。管片接縫防水采用EPDM多孔橡膠止水帶,管片背面涂防水層。
3.4.2
φ7.65m土壓平衡盾構(gòu)掘進施工
隧道掘進采用φ7.65m土壓平衡盾構(gòu),見圖9所示。盾構(gòu)大刀盤切削土體,為幅條式結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)長8.935m,中間有較接裝置,易于糾偏施工。盾構(gòu)最大推力5.2×104KN。盾構(gòu)密閉艙內(nèi)充滿切削土砂,通過直徑900mm的螺雙輸送機排土,通過推進速度、螺旋機轉(zhuǎn)速、排土量來控制密閉艙土壓,使之與開挖面水壓力平衡。盾構(gòu)掘進速度為0~4cm/min。
盾構(gòu)于1998年11月始發(fā)推進,隧道縱坡達4.8%,;平曲線最小半徑為400m,均為國內(nèi)越江盾構(gòu)隧道之最。盾構(gòu)初推段100m內(nèi)進行了土體變形、土應(yīng)力、孔隙水壓的監(jiān)測,反饋盾構(gòu)施工,調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù),控制施工軸線和地表沉降。盾構(gòu)掘進的平均速度達8m/d,646m隧道共花費3個月的時間完成,工程質(zhì)量優(yōu)良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土壓盾構(gòu)掘進地鐵過街人行地道
常用的盾構(gòu)隧道掘進機為圓形,主要是圓形結(jié)構(gòu)受力合理,圓形掘進機施工摩阻力小,即使機頭旋轉(zhuǎn)也影響小。但是圓形隧道往往斷面空間利用率低,尤其在人行地道和在行隧道工程中,矩形、橢圓型、馬蹄形、雙圓形和多圓形斷面更為合理。日本80年代開發(fā)應(yīng)用了矩形隧道,在90年代開發(fā)應(yīng)用了任意截面盾構(gòu)和多圓盾構(gòu),并完成了多項人行隧道、公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、排水隧道、市政共同溝隧道等,使異形盾構(gòu)技術(shù)日益成熟,異形斷面隧道工程日益增多。
我國于1995年開始研究矩形隧道技術(shù),1996年研制1臺2.5m×2.5m可變網(wǎng)格矩形頂管掘進機,頂進矩形隧道60m,解決了推進軸線控制、糾偏技術(shù)、深降控制、隧道結(jié)構(gòu)等技術(shù)難題。1999年5月,上海地鐵二號線陸家嘴路站62m過街人行地道采用矩形頂管掘進機施工,研制1臺3.8m×3.8m組合刀盤矩形頂管掘進機,具有全斷面切削和土壓平衡功能,螺旋輸送機出土,掘進機的主要工作參數(shù)見表3,矩形頂管掘進機見圖10。
4 大直徑泥水加壓盾構(gòu)掘進越江公路隧道施工
4.1 延安東路隧道南線Φ11.22m泥水加壓盾構(gòu)掘進施工
1995年,為發(fā)展浦東建設(shè)需要,上海延安東路隧道南線開工建設(shè),為縮短工期和保護隧道沿線建筑物的需求,引進日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加壓盾構(gòu)。盾構(gòu)本體示意見圖11。
隧道南線1300m圓形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加壓盾構(gòu)掘進施工,盾構(gòu)本體示意見圖5。盾構(gòu)采用刀盤切削,總推力達1.12×105KN,刀盤扭矩4635kn·m,最大掘進速度46mm/min。盾構(gòu)密封艙充滿壓力泥漿與開挖面水土壓保持平衡,并在開挖面形成泥膜,起到穩(wěn)定的作用。盾構(gòu)設(shè)有掘進管理、泥水輸送、泥水分離和盾尾同步雙液注漿系統(tǒng)。掘進管理和姿態(tài)自動計測系統(tǒng)能及時反映盾構(gòu)掘進施工的幾十項參數(shù),便于準確設(shè)定和調(diào)整各類參數(shù)。
4.2 大連路隧道Φ11.22m泥水加壓盾構(gòu)掘進施工
上海大連路隧道全長2565m,為2來2去的兩條雙車道隧道,工程總投資16.55億元。工程于2001年5月25日開工,合同工期28個月。隧道平、剖面見圖12所示。
圓形主長1263m,采用2臺Φ11.22m泥水加壓盾構(gòu)同時掘進施工。隧道襯砌結(jié)構(gòu)在延安東路隧道工程的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化改良,拼裝形式由通縫改為錯縫,管片厚度從55cm改為48cm,環(huán)寬由100cm增大為150cm,管片分塊由8塊增為9塊,管片連接螺栓由直螺栓改為彎螺栓,螺栓手孔改小,管片形式由箱形改為平板型。隧道襯砌結(jié)構(gòu)見圖13。
泥水加壓盾構(gòu)的泥水輸送和泥水處理是盾構(gòu)施工的重要組成部分,公司自選研究設(shè)計制造了適應(yīng)上海軟土地層的泥水分離系統(tǒng),見圖14所示。
盾構(gòu)進出洞土體加固全部采用凍結(jié)法。
西線隧道于2002年3月28日始發(fā)推進,至9月20日隧道貫通,工期6個月。東線隧道于6月18日 發(fā)推進,至12月底隧道貫通。盾構(gòu)掘進速度平均為8m/d,最快為15m/d。兩條隧道最小間距為6m。
大連路隧道于2003年9月建成通車,總工期僅28個月,是上海越江公路隧道建設(shè)周期最短的。
4.3 上海越江交通工程的發(fā)展
2001年底,復(fù)興東路隧道工程開工建設(shè),為2條3車道隧道,隧道外徑11m,分為上下兩層,是我國第一條雙層隧道,全長2785m。2條1215m主隧道于2003年2月和5月先后始發(fā)推進,于11月隧道貫通。
2003年6月,翔殷路隧道工程開工建設(shè),為2條2車道隧道,隧道全長2597m,隧道外徑11.36m,內(nèi)徑10.2m,是目前車道最寬的盾構(gòu)隧道,設(shè)計車速可達80km/h。
正在設(shè)計中的越江隧道有軍工路隧道和上中路隧道(中環(huán)線配套工程),正在規(guī)劃中的越江隧道有長江西路、新建路、人民路、耀華路等4處。
長江口越江通道工程是連接上海-崇明-江蘇北部的重要交通工程,位于長江口,從上海浦東-橫沙島-崇明島-南通,采用橋隧結(jié)合的工程方案,全長68km,為3來3去6車道,設(shè)計車速100km/h。其中浦東5號溝至橫沙島穿越長江南港,采用盾構(gòu)隧道施工,全長約8.5km,隧道外徑15.2m。橫沙島至崇明島越江北港,采用橋梁施工,全長9.54km。見圖15所示。直徑Φ15.2m的盾構(gòu)隧道,目前是世界上最大直徑的盾構(gòu)隧道,隧道斷面見圖16。
5 結(jié)語
上海城市交通隧道工程的發(fā)展提高了盾構(gòu)隧道技術(shù)的水平。從最初的網(wǎng)格擠壓盾構(gòu),發(fā)展到目前的土壓平衡盾構(gòu)和泥水加壓盾構(gòu),盾構(gòu)機向機械化、自動化、信息化發(fā)展,掘進速度快,盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定,地面沉降控制好,環(huán)境影響小。盾構(gòu)襯砌不斷改進和優(yōu)化。盾構(gòu)與隧道技術(shù)正在向大深度、大直徑、長距離掘進發(fā)展。雙圓隧道、矩形隧道技術(shù)也得到應(yīng)用。隨著上海城市交通隧道工程建設(shè)的不斷發(fā)展,盾構(gòu)隧道技術(shù)水平將進一步的發(fā)展和提高。
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