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1工程概况
本地下通道工程位于某厂区内的熔铸车间与挤压车间之间,北起熔铸车间内部,依次穿越现有厂区道路及厂区内部铁路,南接入挤压车间内。总长度约125m,采用一组箱形双孔连续框架通道。净宽为4.3m+4.3m,净高为5.565m。框架通道的底板标高相同,并在底板以上路面标高以下采用回填处理。本工程采用通常的凹形纵剖面,详见下图1。因要求施工地下通道过铁路段时,不得中断铁路运行,因此考虑过铁路段的地下通道框架(约10m长)采用顶进法施工。
2场地工程地质条件
根据岩土工程勘察报告,本工程拟建场地面积大部分为原煤矿堆矸石山,虽经平整,但由于人工填矸、填土、取土等因素影响,使该场区沟坑凹凸不平,地势起伏较大,场地东部为农田,地形简单,地势平坦。地面标高48.72~44.46m。
3顶进结构设计
在顶进地下通道施工前,应做好工程降水,在此基础上做好基坑、顶力、滑板、后背及隔离层、预制箱体的结构设计,以及施工便梁加固线路设计、便梁支墩的结构选型等。
3.1基坑的设计
预制和顶进地下通道的工作场地称为基坑,基坑前端应紧靠穿越的既有铁路,后端需布置后背,坑内设有底板和排水设施。地下通道顶进工作能否顺利进行与基坑布置是否合理有很大关系。基坑的设置应在确保铁路行车安全和顶进施工质量的前提下,力求减少加固支撑材料,降低成本消耗。根据工程中线路情况,在保证排水和安全的前提下,选择了在铁路线北侧留出基坑,同时根据地下通道的长度、宽度在底板和后背间留出了3m的位置布置顶进设备,并在通道两侧预留了2m左右的工作宽度;在通道箱体前端预留了安装钢刃角和箱体空顶的位置。
3.2顶力计算[1]
地下通道顶进时需克服的各种阻力之和称为顶力,顶力的大小与通道箱体的重量、隔离层的力学性能、路基土质、施工机械与设备等因素都有关系。正确地确定顶力的大小,结合施工单位的设备条件对如何选用合适的顶进设备及进行后背设计,使其既简单合理又有一定的安全储备来说极为重要。当在铁路上采用便梁架空再顶进通道箱体时,两侧的土压力较小,顶力主要来自箱体底部土体的摩阻力,计算时可按简化公式:P=μN,式中:P为顶力,kN;μ为顶力系数,一般取1.0~1.5;N为通道箱体重力,kN。
根据上式计算,得出顶力大小约在12000~17000kN之间,再根据得出的顶力,考虑到施工单位的设备条件及需保证顶力均匀、局部压力满足要求等条件,笔者考虑采用起顶力为200t千斤顶,按5根/m的配置。经顶力曲线分析,当通道箱体启动时顶力较大,而后的空顶阶段,其顶力减小,但当刃角入土后顶力逐渐增加,最大顶力发生在通道箱体脱离底板时。因此在设计中,笔者考虑通过采用改善滑道的平整度、优化隔离层等措施来减小启动顶力。
3.3后背、滑板及隔离层的结构设计
后背位于基坑后部,是顶进施工时千斤顶的承力面,承受顶进时的水力。后背虽然是临时构筑物,但对顶进施工十分重要,应根据顶力的大小、地形地貌、土质等条件来选定,必须保证安全可靠。本工程中,根据现场情况,采用了钢轨桩加夯填后背的形式,来保证顶进后背具有足够的刚度及足够的承载力和稳定性[2]。
滑板的设置也应满足预制的通道箱体所需的强度和刚度,以及顶进时的稳定要求。笔者采用了300mm厚的C20混凝土滑板,并在滑板下设置了100mm厚的碎石垫层,为提高滑板的抗滑能力,保证通道箱体在顶进时不会被带走,还在锚板以下设置了400x500的混凝土锚梁。
3.4施工便梁加固线路
地下通道顶进施工中,为保证铁路线路安全,必须对铁路线路进行加固。铁路加固形式可分为:(1)吊轨、扣轨梁加固;(2)纵挑横抬加固;(3)低高度便梁加固等三种方案。根据铁路线路、通道长度等因素,采用了D24的低高度便梁加固铁路线路,同时限制列车速度为45km/h。
4 施工注意事项
采用顶进法施工地下通道时,还需注意以下几点:(1)铁路相关管线的防护或拆建未完成之前,不允许顶进框架开工;(2)铁路路基附近有很多电缆,施工时要注意;(3)基坑开挖后应作平整处理,并采取必要的排水措施;(4)施工中应合理控制箱身裂纹,防止箱体出现“扎头”现象;(5)本通道框架钢筋较复杂,在施工时必须严格按照有关施工规范及标准办理。
5结 语
随着社会的发展和科技进步,为适应既有铁路提速要求,沟通铁路两边道路交通,在铁路线路下采用顶进法施工地下通道已经被广泛使用。实践证明,在既有铁路线路下采用顶进法施工地下通道对交通干扰小,结构轻巧,可以确保铁路不间断运行,满足生产生活的要求。
一前言
城市道路交通随城市化建设的推进有了迅速发展,尤其是城市道路交叉口,人流常采用地下通道加以分流。传统采用无挑底板的连续箱型结构和桩基础形式。通过分析以往通道使用过程中的问题,结合某工程的特点,决定首次采用劈裂注浆来加固地基土控制主干道大荷载下的沉降。为了满足上述功能要求和条件限制,其设计及施工做了如下改变。
二地基劈裂注浆加固处理
根据设计要求箱型结构底板下地基的承载要达到90MPa以上。而该区域为淤泥和淤泥质粘土,属弱水性地基。经方案比较,采用劈裂注浆加固技术,总加固面积约2000,计1199个孔,成孔深度约10m(箱型结构底板以下),注浆深度6m。
孔距为方型1.2×1.2,双液主剂(A液)由32.5 硅水泥、粉煤和水按1:0.4:0.8配比;外加剂(B液)为硅酸钠水玻璃(=10~15,模数3.4左右)按A液的15%加入。采用单管双液注浆工艺,每孔注入混合浆液约860L,注浆压力0.2MPa~0.6 MPa,注浆流量不大于30L/min.注浆由深层向上每隔0.5m分层注浆。劈裂注浆工艺示意如图1:
加固后经N10轻型动力触探,数据处理和评价以一定厚度被加固土体的N10击数之总和平均进行评价;且触探陡深度增加杆壁摩擦阻力影响也陡之增大。数据无代表性等综合考虑,取加固土体0~0.9m和0.9m~1.8m两层为数据统计与分析依据。其结果0.0~0.9m厚度范围内 N10的平均击数为15.6击;0.9m~1.8m厚度范围内∑N10的平均击数为24.4击。均满足国标《建筑地基基础设计规范》GB50007和其他相关地方标准同类土质条件加固后地基土承载力≥90 MPa的要求,也满足设计规定。
需要指出,由于工期紧,该静力触探工作是在加固完成后一星期进行的,随注浆水泥结石体逾期增长,地基土 度还会进一步提高,加固达到了预期效果。
三地下箱型结构分段设置沉降缝
由于地基不能设桩基处理,又下地道路规划中要作地铁出入口保留使用以及混凝土施工裂缝等原因,人为设置沉降缝,以满足功能要求和防止侧墙开裂,布置如图2示意
⑴温度应力引起裂缝最大设缝间距
根据王铁梦著《工程结构裂缝控制》,对地基上长墙不留设伸缩缝(沉降缝)的裂缝间距计算公式:
最大间距[Lmax]=2 EH/CxXarcch|αT|/(|αT|-ζP) (2.1-1)
式中:E――混凝土弹性模量,一般可按设计深度等级的50%计;
H――地下长墙的高度;
Cx――土侧段刚度系数,也称地基水平阻力系数,对软粘土可取1×10¯²~3×10¯² N/m;
α ――混凝体材料的线膨胀系数;
T――结合温度变化梯度,由水泥水代热温差和收缩温度组成;
ζP――混凝土极限拉应变,是一个配筋率,钢筋直径以及混凝土抗拉强度标准值有关;
ζP――混凝土抗拉强度标准值;
ρ――配筋率乘100值;
d――配筋的直径。
经计算该工程最大伸缩缝(沉降缝)间距长22.9 m;最小间距为11.5 m;平局间距为17.2 m。考虑功能性的要求,最终该地下通道设。如图2示意。设置沉降缝后,在整个施工阶段和使用过程,均未发现裂缝出现渗漏现象发生,说明主动设缝也是一种有效阻止混凝土开裂的有效方法之一。
⑵沉降缝防水处理。沉降缝的防水处理按常规方法,采用可卸式止水带变形缝防水构造,如图3示意
经实际工程应用,沉降缝处均未发现渗漏等耐久性问题,说明采用的方法和构造是合理的。
⑶长墙裂缝开展宽度计算
式中wfmax ――计算最大裂缝宽度;
Ψ――与配筋率大小有关的裂缝宽度或系数;根据公式(2.3―1)和(2.3―2)计算结果,最大裂缝宽度仅0.056。实际结果并未发现裂缝出现,从另一侧面说明计算公式的可信性和最大裂缝间距计算结果的可靠性。
中图分类号: U291 文献标识码: A
引言
近年来,随着经济建设的发展,乌鲁木齐城市交通日趋发达,人行过街需求与车辆通行之间的矛盾日益突出,如何提高城市路网的通行能力、又能确保行人安全方便的过街,是一个急需解决的问题。而解决这一问题的有效方法就是修建人行天桥或者地下通道,形成立体过街,从而获得最大程度的满足车辆通行及人行过街双向需求且互相影响最小的方案。人行天桥或者地下通道的建设能够对提高车辆运行速度、实现人车分流、改善交通拥挤状况,提高城市居民步行质量等有良好交通和社会效益。BRT快速公交的建设又是解决人行公共交通的较好的方案,然而如何将人行天桥和地下通道设计与BRT站台设计相结合,从而充分利用好这三大解决行人通行的方案,充分体现“以人为本”的设计理念, 将是广大设计人员在今后很长一段时间内需要重点关注的问题。
本文结合笔者参与完成的一些天桥和地下通道的设计,对设计过程中的一些问题提出个人的看法。
一、人行天桥或地下通道建设的选址
城市人行天桥大多在大型商场附近或者其它交通流量集中的地区,这样肯定会遇到用地紧张问题,而天桥的净空要求以及梯道落地处的地形地物决定着梯道的长度和梯道落地的位置,最终决定天桥整置【1-2】。影响天桥的楼梯设计主要有两个方面:一个是一步台阶的高度和宽度;第二个是楼梯的宽度。根据《城市人行天桥与人行地道技术规范》(CJJ69-95)“……踏步的高宽关系按 2R+T=0.6m 的关系式计算……”梯道坡度不得大于1:2……手推自行车及童车的坡道坡度不宜大于 1:4”,以及天桥净空大于5m的要求,天桥单个梯道的长度如果考虑人、车混行的话基本要达到 20m 以上,两边合起来就有 40m 以上了,由于城市中心的土地的紧张局势很难有这么大的空间范围。个人认为在用地紧张的地区人车混行的楼梯可以考虑适当1:3斜坡,这样就可以使得整个梯道缩短至少5米以上,很好的解决了用地紧张的问题。在乌鲁木齐南湖北路BRT7号线宏怡花园站人行桥的方案设计中由于用地限制就采用了这一坡度。人行天桥的或者地下通道的选址与BRT站台的结合很重要,它也是解决人行过街和乘客换乘的关键。BRT站台一般会设置在交叉口等行人过街需求较大的地方,通过线路换乘;尽量减小交叉口的用地。一般天桥的选址应优先考虑满通需要和行人的便利。但是,对于城市中心区,由于周围环境和建筑物的限制,以及地下管线等的影响,通常桥址的确定一般很难达到理想状态,只能在结构设计和实际地形上找到折中点。
结构分析
在选择人行天桥和地下通道结构体系时, 应对工程性质、环境特征、结构功能、造型需要、施工条件、技术力量、投资可能等因素进行综合分析。对于在旧城区由于道路交通量通常较大,故在施工时不允许占用过多的桥下路面,也不容许施工时间太长。那么结构设计时就必须考虑方便,快捷的施工方式。一般采用预制预应力混凝土箱梁或钢结构箱梁。由于钢结构箱梁有重量轻,造型多,施工时间最短的优势,目前的人行天桥设计大量采用了钢结构箱梁。采用大跨度钢结构还可以根据当前情况采用异型板,一般而言施工和安装是不受限制的而且最大的优点是不会造成道路交通的中断,而且天桥的建设周期一般都比较短。地下人行通道设计,主要考虑地下基础情况以及出口的位置等因素。通道地基处理不仅要提高地基承载力,减少处理措施,如地下水位和考虑挖基坑防护、地下水对地表沉陷的负面影响【3~4】。因此地下人行通道设计应综合考虑管道工程,市政公共设施和周边环境的情况,以及项目投资和维护条件等因素,根据水文和地质数据,以结构安全为原则确定结构防水处理方案。
二、人行天桥与地道的对比分析
(一)心理作用。行人使用地下通道的思想阻力远小于天桥。天桥高差大,上下桥比较费力,特别是老弱病残的人更加困难;行人通过人行天桥在第一感觉上会有畏难心理,觉得攀登天桥会比较劳累。通常城市人行天桥的高差较大、梯道长度也会比较长。人行地下通道相对而言高差较小,容易行走;通道的雨篷可以遮挡炎热的太阳,行走起来比较凉爽舒适,通道内还可以避免雷雨,先下后上给人感觉上会轻松很多【5】。
(二)气候。天桥一般没有遮盖,暴露在夏季和寒冷的冬天,特别是北方的冬天,经常与冰雪冻天桥的台阶上,容易滑倒。在隧道里,夏天不热,冬天没有雪,无论老人和小孩都可以顺利通过。
(三)经济状况。一般来说,人行通道高于人行天桥成本20% ~ 40%地下通道在建造过程中要考虑很多地下管线的迁移费用,以及地基处理,基坑防护等费用,而且地下通道在使用过程中需要考虑排水,照明以及使用时的维护管理等。因此很多立体过街的形式中选择了人行天桥。
(四)景观条件。地形相对空旷,建筑较少的地方建造人行天桥,如果天桥的造型和颜色与环境协调,可以起到点缀和美化环境,在相对狭窄的街道,两边的建筑密集建设桥梁将会影响视野,使街道建筑显得更加拥挤,这种情况下修建地下通道是影响较小的方案。
(五)建设。地下通道的施工,会破坏现状路面,中断交通,对道路交通造成很大的影响。由于地下管线,如复杂的地质水文导致施工困难;但人行地道与架空电缆可以避免干扰。人行天桥施工可以在晚上进行,只需要2 ~ 4 h,大大的减少了对交通的影响;人行天桥对地下管网的建设影响较小,架空电缆,有时需要迁移杆或者提升电缆。
三、工程实例
(一)BRT(104团中学站)地下通道,BRT(104团中学站)附近有104团中学及西山医院等人流量聚集的场所,行人过街的需求量比较大,此处西山路与克拉玛依西路均为主干道,行人平面过街或者进行BRT换乘很不安全,而且行人平面过街会影响到整个道路的通行能力,因此在BRT(104团中学站)东侧――即西山路与克拉玛依西路交叉口,设置一座地下通道,既方便行人过街也可解决行人换乘BRT的问题。此处受西山高架的影响,修建人行天桥净空不足,此处高架桥底面距离地面约8.1米,若要保证天桥净空5米,而主桥结构为1.35米。天桥顶面距离高架桥顶面只有1.6米左右的距离不满足人的通行。故在此处设置地下。
(二)王家梁住宅小区附近BRT(煤矿站)附近有王家梁住宅小区和自建住宅区等人流量聚集的场所为方便行人在BRT(煤矿站)进行换乘,进行了立体过街设计。此处较为开阔,附近有大型的住宅小区以及大型的公交车场,此处现状车流量较大。为了避免地下通道施工,造成地面交通,交通相对很大的影响;为了避免地下管线和复杂的地质水文导致施工困难;这里建议建立一个人行天桥。
四、结语
总之,在实际工程设计、人行天桥或地下通道不能一概而论,而高投资的地下通道可能会受到许多不确定的因素的影响,特别是对地质条件复杂的地区,多重限制,但在当前条件特别是影响城市景观和没有意识的人过马路(安全、平稳、舒适),投资较少的人行天桥就行不通了。作者认为在人行天桥、地下通道与BRT站台结合设计时应该充分考虑到各方面因素的影响,分析其利弊,尽量在满足人们通行需求的基础上选择弊端最小的设计方案。正确的理解和应用各种原则的适用性。在经济、美观的条件下使人行天桥或地下通道方面的功能、结构满足他们的特定需求。
【参考文献】
[1] 翟国强, 张玉坤. 当代国内人行天桥建设的几个趋向[J]. 建筑学报 2005(2)
[2] 曹薇. 城市人行天桥设计新概念[J]. 中国科技信息,2005(17)
[3] 黄俊,杨小丽.武汉市常青路地下人行通道超浅埋暗挖施工技术[J].铁道标准设计,2005 (2)
[4] 地基处理新技术[M]. 陕西科学技术出版社
[5] 单晓芳浅谈景观人行天桥的设计「J}城市道桥与防洪,2006(5):72-74
一、 背景分析
随着经济建设快速发展,城市机动车私有化进程的加快,农村人口大量涌入城市,安阳市交通日显拥挤,为提高城市路网的通行能力、确保行人过街安全方便、建设完善便利的人行过街天桥(或地道)是不可缺的。城市人行立交的建设对提高车辆运行速度、实现人车分流、改善道路交通拥挤及混乱状况、保证行人过街安全、提高城市居民步行质量等有良好的交通和社会效益,因而越来越受到市政府、市人大、相关部门及领导的重视。
本次研究范围是安阳市区。
二、国家相关对设置人行天桥和地下通道的有关规定
天桥与地道设计布局应结合城市道路网规划,适应交通的需要,并应考虑由此引起附近范围内人行交通所发生的变化,且对此种变化后的步行交通进行全面统筹设计。属于下列情况之一时,应该设置天桥或地道。其中机动车交通量应按每小时当量小汽车交通量(辆/时,即PCU/H)计。
(1).进入交叉口总人流量达到18000p/h,或交叉口的一个进口横过马路的人流量超过500p/h且同时在交叉口一个进口或路段上双向当量小汽车交通量超过1200p/h。
(2).进入环形交叉口总人流量达18000p/h时,且同时进入环形交叉口的当量小汽车交通量达2000pcu/h时。
(3).行人横过市区封闭式道路或快速干道或机动车道宽度大于25m时,可每隔300-400m应设一座。
(4).铁路与城市道路相交道口因列车通过一次阻塞人流超过1000人次或道口关闭时间超过15min时。
(5).路段上双向当量小汽车交通量达1200pcu/h或过街行人超过5000p/h。
(6).天桥桥下为机动车道时,最小净高为4.5米,行驶电车时,最小净高为5.0米。
(7).跨铁路的天桥,其桥下净高应符合现行国标《标准轨距铁路建筑限界》的规定。
(8).天桥桥下为非机动车道时最小净高为3.5米,如有从道路两侧的建筑物内驶出的普通汽车需经桥下非机动车道通行时其最小净高为4.0米。
(9).地道通道的最小净高为2.5米。
(10).天桥或地道的选择应根据城市道路规划,结合地上地下管线、市政公用设施、现状周围环境、工程投资以及建成后的维护条件等因素做方案比较。地震多发地区宜考虑地道方案。
三、 安阳市天桥及地下通道现状情况分析
目前安阳市区无人行天桥,一些路段(区域)居民步行不能便利的过街,甚至还出现步行系统的中断,造成居民的无故绕行。经过对安阳市交通实际调查及快速路和人流、车流量大的路段现状情况分析,有充足的空间来进行人行天桥的建设或与周围建筑物进行衔接建设。
为了调查规划范围内主要路段的交通状况,我们选择了两个有代表性的时段,即分别在2010年11月11日(周四)和2010年11月23日(周六)对各路段的交通入(出)口处进行车流量及人流量统计,观察时段分为三个,分别为6:00--9:00,10:00--13:00,16:00--19:00。
车流量统计见下表 单位:辆/每小时
日期
时段
路段 2010年11月11日
(星期四) 2010年11月13日
(星期六)
6:00-9:00 10:00-13:00 16:00-19:00 6:00-9:00 10:00-13:00 16:00-19:00
解放路上(安阳宾馆前) 1396 2679 1980 1484 2756 1696
文峰北外环(丹尼斯前) 540 1476 1372 822 1020 1110
人民大道与人民大道小学交叉口 640 1580 1356 1920 1920 2168
解放路上(人民医院前) 1744 1756 1860 1120 3732 2106
解放路与彰德路交叉口 3512 3276 3780 3725 3638 4148
新兴街北口 772 1704 1332 1416 1704 1200
解放路上(中医院前) 812 2016 1964 1532 2360 2276
华祥路上(电厂前) 816 1002 931 986 1200 1112
安辛公路与北外环交叉口 576 601 364 543 824 516
东外环与安棉路交叉口 804 946 632 968 997 852
人民大道上(东汽车站前) 1626 1543 1328 1761 1957 1654
日期
时段
路段 2006年11月11日
(星期六) 2006年11月13日
(星期一)
6:00-9:00 10:00-13:00 16:00-19:00 6:00-9:00 10:00-13:00 16:00-19:00
解放路上(安阳宾馆前) 3320 4648 4544 3180 3944 2556
文峰北外环(丹尼斯前) 2316 2696 4440 8253 2820 2298
人民大道与人民大道小学交叉口 1208 2412 1840 4544 2936 6248
解放路上(人民医院前) 3304 3712 4280 2874 3732 2358
解放路与彰德路交叉口 7012 5160 8984 4742 4278 4916
新兴街北口 2596 2456 2724 2142 3222 1326
解放路上(中医院前) 1988 4296 4352 3632 3860 4348
华祥路上(电厂前) 822 673 679 981 837 794
安辛公路与北外环交叉口 390 316 346 376 342 306
东外环与安棉路交叉口 300 346 294 351 372 310
人民大道上(东汽车站前) 1572 1734 1543 1735 1834 1469
人流量统计见下表 单位:人/小时
四. 建设安排
通过对各人行立交布局节点的步行交通需求分析,结合相关道路的建设时间以及各主要道路的改造时间,对以下11处建设人行立交作出分析如下:
A、解放路上(安阳宾馆前)
人行天桥设置在安阳宾馆前解放路上,主要用来解决安阳宾馆、卫东购物中心、及快乐时光KTV等所引起的大量行人过街及该路段交通管制所引起的非机动车过街不便的问题,此处设置人行天桥北侧占用安阳宾馆部分广场用地,南侧占用部分步行道,建设条件尚能满足。但其距解放路与彰德路交叉口处人行天桥较近,因此不建议建设。
B 、 人民大道与人民大道小学交叉口
该人行天桥设置在人民大道与人民大道小学交叉口,主要用来解决人民大道小学、及洹瀛宾馆、锦绣大酒店、安阳国税局、市人民政府外事侨务办公室等单位引起的大量人流及非机动车车流。通过对现状的调查分析,节假日最高人流量为1580人/小时,车流量为2412辆/小时,工作日人流量为6248人/小时,车流量为2168辆/小时。建设条件尚能满足,此处学生上下学时人流量比较大考虑到学生安全,因此在此处建设人行天桥。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求4.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
C 、 解放路上(人民医院前)
该人行天桥设置在解放路上,人民医院前,附近有工人文化宫、安阳宾馆、安阳市按摩医院、中国农业银行安阳市分行等单位,现状交通流量很大,人、车流比较混乱,修建人行天桥可缓解交通压力,方便行人过街、保证行人安全。此处设置人行天桥两侧占用了部分人行道,建设条件满足。但其距解放路与彰德路交叉口处人行天桥较近,因此不建议建设。
D、解放路与彰德路交叉口
该人行天桥设置在解放路与彰德路交叉口处,该区域坐落有市人民医院、工人文化宫、市体育总工会、国营华侨友谊公司等单位,人 流量及非机动车流量都非常大,当前该路通非常拥挤、混乱。通过对现状的调查分析,节假日最高人流量为8984人/小时,车流量为3780辆/小时,工作日人流量为4916人/小时,车流量为4148 辆/小时。该人行天桥的建设,实现人车分流,方便行人过街、保证行人安全,有利于该路口的有序组织。该人行天桥建设条件满足。
该人行天桥设计为菱形,天桥净空要求4.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
E、解放路与新兴街交叉口西侧
该人行天桥设置在解放路与新兴街交叉口西侧,解放路上,附近有铁矿招待所、市机床厂家属院、阳光宾馆、市文化市场、鸿泰公寓。目前该路段人流量、车流量都比较大,人行天桥的设置主要用来解决上述吸引的大量行人的过街问题,同时在交叉口实现人车分流,缓解交通压力。此处设置人行天桥两侧占用了部分人行道,建设条件尚能满足。 但其距解放路与彰德路交叉口处人行天桥较近,因此不建议建设。
F、文峰北外环(丹尼斯前)
该地道设置在文峰北外环(丹尼斯前),满足大量人流集散的需要,同时为横穿文峰北外环路的行人提供安全通道。
人行地道为一字型,净空为3.5米,设4个坡道,条件许可的情况下设置自动扶梯。
G、安辛公路与北外环交叉口
该人行天桥设置在安辛公路与北外环交叉口,通过对现状的调查分析,节假日人流量为390人/小时,车流量为601辆/小时,工作日人流量为376人/小时,车流量为824辆/小时。目前该路段人流量、车流量都不是太大,不满足人行天桥的建设条件,但考虑将来人流、车流量的增加及行人过路安全,所以设置人行天桥。此道路等级较高,通过车辆大都为机动车。为保证自行车过街安全,建议采用封闭式管理。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求5.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
H、安棉路与东外环交叉口
该人行天桥设置在安棉路与东外环交叉口,通过对现状的调查分析,节假日人流量为346人/小时,车流量为946辆/小时,工作日人流量为372人/小时,车流量为997辆/小时。目前该路段人流量、车流量都不是太大,不满足人行天桥的建设条件,但考虑将来人流、车流量的增加及行人过路安全,所以设置人行天桥。此道路等级较高,通过车辆大都为机动车。为保证自行车过街安全,建议采用封闭式管理。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求5.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
I、华祥路上(电厂前)
该人行天桥设置在华祥路上(电厂前),通过对现状的调查分析,节假日最高人流量为822人/小时,车流量为1002辆/小时,工作日人流量为981人/小时,车流量为1200辆/小时。目前该路段人流量、车流量都不是太大,但考虑将来人流、车流量的增加及行人过路安全,所以设置人行天桥。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求4.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
J、人民大道上(东汽车站前)
该人行天桥设置在人民大道上(东汽车站前),通过对现状的调查分析,节假日最高人流量为1734人/小时,车流量为1626辆/小时,工作日人流量为1834人/小时,车流量为1957辆/小时,周为有安阳市郊区人民医院、安阳市京珠农机责任有限公司、大营村等。目前该路段人流量、车流量都较大,人行天桥的设置主要用来解决上述吸引的大量行人的过路问题。此处设置人行天桥两侧占用了部分人行道,满足建设条件。此道路是城市通向高速路的一条主要道路。机动车流量很大,为保证自行车过街安全,建议人民大道采用封闭式管理。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求4.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
K、解放路上(中医院前)
该人行天桥设置在解放路上(中医院前),通过对现状的调查分析,节假日人流量为4356人/小时,车流辆为2016辆/小时,工作日人流量为4348人/小时,车流量为2326辆/小时,周为有市百货大楼、安阳电信等。目前该路段人流量、车流量都较大,地道的设置主要用来解决上述吸引的大量行人的过路问题,满足大量人流集散的需要,同时为横穿文峰北外环路的行人提供安全通道。
该人行天桥设计为一字形,天桥净空要求4.5米,天桥建设同时满足行人及非机动车过街需求并考虑设置自动扶梯。
五、对具体实施的建议
(1)加强对规划建设的领导
规划能否顺利实施,领导重视是关键。各级领导应加强对规划建设工作的领导和支持,这是实施规划的重要保证。
(2)大力宣传规划
按照“人民城市人民建,人民城市人民管”的原则,充分发动群众参与规划、了解规划,增强群众支持规划、遵守规划的积极性和自觉性。
(3)依法办事,严格审批手续强化法制意识,确立规划的权威地位,维护其严肃性。
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
通甲路为南通市规划路网中的城市主干路,通京大道为城市快速路,通甲路拓宽改造工程在通京大道交叉口为保持通京大道直行方向的快速连续行驶,通甲路主线直行方向交通流采用下穿通京大道形式,机动车下穿孔采用双向四车道,单向行车道下穿孔宽8.05m,两侧非机动车及行人下穿孔宽4.5m,下穿孔两侧各设置宽为6.5m的地面辅道及2m人行道。下穿段总长为434m。
1.雨水流量计算及取值
雨水设计流量计算公式为:Q=ψ×q×F式中:ψ为综合径流系数;q为暴雨强度;F为汇水面积
暴雨强度采用南通市暴雨强度公式: q=2007.34(1+0.752lgP)/(t+17.9)0.71L/(s・ha)
式中:P为设计暴雨重现期,a;t为降雨历时,min。t=t1+mt2; t1为地面集水时间,min;t2为管渠内雨水流经时间,min;m为折减系数。
1.1综合径流系数ψ的取值
降雨量一部分下渗,一部分消耗于蒸发,其余部分则形成地面径流。径流系数ψ是一定汇水面积内地面径流量与降雨量的比值,是<1的无量纲参数。混凝土及沥青路面ψ按0.85~0.95取值,绿地取值0.10~0.20, 综合径流系数按地面种类加权平均计算。对于一些下穿立交,绿化带由于下渗渠道不畅,降水基本形成径流,如果仍按绿地性质进行加权平均计算显然是不合理的。本工程综合径流系数ψ取0.90。
1.2设计暴雨重现期P的取值
根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)2011年版规定:雨水管渠设计重现期,应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。重现期应采用1年~3年,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区,应采用3年~5年。立交道路重现期应>3年,重要区域标准可适当提高,同一立体交叉工程的不同部位可采用不同的重现期。通甲路为城市主干路,下穿的通京大道为城市快速路,属于重要地区,故适当提高标准,采用P=5年。
1.3地面集水时间t1和折减系数m的取值
根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006)2011年版规定:地面集水时间视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定,立交一般采用5~10min,由于本工程下穿段坡度达4%,坡长较短(185m),本工程t1取5 min。根据规范暗管折减系数m=2,明渠折减系数m=1.2,在陡坡地区,暗管折减系数m=1.2~2,经济条件较好、安全性要求较高地区的排水管渠m可取1;本工程从安全性考虑m取1。
1.4汇水面积的计算
立交雨水泵站一般采用高水高排、低水低排,人为创造条件以尽可能减少排入低水系统的汇水面积。通常在地道的两端设置驼峰以阻止其他区域的雨水涌入地道,从而减少泵站负荷。驼峰之间敞开段道路的投影面积计为汇水面积。
1.5计算结果
根据上述取值原则,本工程计算的汇水面积ΣF=1.37ha,q为306L/(s・ha),泵站进水总管设计流量Q为376.4L/S。
2. 收水形式
本工程在下穿孔两侧各设置一道排水沟,上设雨水篦子,同时在道路低点设置一道横截沟,该方式截水、收水效果好,道路两侧排水沟上设置钢纤维雨水篦,具防盗功能,结构简单,布置美观。
3. 泵站工艺设计
本泵站d800进水管管底高程为-2.98m,采用顶管法施工,泵站沉井兼作顶管工作井。泵站d800出水管管底高程为1.25m,通过道路雨水管排入北侧法伦寺河。泵池采用内径10米的钢筋砼圆形水池,水池用隔墙分为两间,一间内设进水闸门、格栅,并与集水池合二为一,另一间内设出水阀门及止回阀。集水池底高程为-4.45米,泵池采用沉井法施工。
3.1进水闸门采用d800双向受压铸铁镶铜园闸门一座,闸门采用手电两用启闭机一台,闸门采取附壁式安装。格栅采用GL型链条回转式多耙不锈钢格栅除污机GL1.2-7.8,格栅宽1.2m,格栅井深度为7.8m,栅条间隙25mm,格栅安装角度为80°,栅条高2.2m。格栅前后设置液位计,格栅前后控制液位差为10cm,通过格栅前后的液位差来控制格栅的启闭。
3.2 集水池停泵水位为-3.28米,开泵水位为-2.28米,集水池有效水深为1米,有效容积为50 m3。对雨水泵站集水池的容积,我国现行《室外排水设计规范》规定不应小于最大一台水泵30S的出水量。笔者认为集水池容量尽可能大些,这样可为水泵的安全运行提供更好的保障。本泵站集水池容积适当放大,约为一台泵5min的出水量。潜水泵具有占地小、土建工程简化、安装快捷方便、噪声小、运行维护方便、效率高、阻塞小、自动化程度高等优点,且生产和使用经验非常成熟,本次设计推荐采用潜水排污泵,共2台工作泵,要求泵工况点数据为:Q=677.5 m3/h,H=9.0m,N=30KW,n=980r/min。潜污泵采用自动耦合安装方式。
4. 泵站监控设计
4.1 监控设计要求
本次监控设计按"远程监控"原则进行设计,泵站设有通讯接口,可与泵站监控中心进行数据通讯,另外为了使泵站管理人员能及时了解掌握现场情况,提前发现隐患,以保证泵站正常运行,设立摄像系统、红外探测仪、双签探测仪、夜间补光灯,监测泵站内生产及安全状况,防止外人非法入侵。
4.2 监控系统描述
采用集中监测、集中控制的控制模式,在泵房控制室内设置PLC柜,并预留与远程监控中心的通讯接口。在泵站站区、控制室设置摄像监控系统,保护泵站的运行安全,可在泵站远程监控中心或专门的保安部门相关的计算机上方便地实现云台、变焦、历史充录、变化报警等操作,可配合边界红外探测仪、室内的双签探测仪实现泵站的无人值守。夜间补光照明灯仅在探测泵站有异常情况或远程巡视时开启。
5.泵站运行主要控制过程
两台潜水泵能实现依据泵池液位高低自动运行(液位高低设定参工艺数据),并可根据运行时间、累计时间或运行状态的不同自动选择水泵的运行切换。机械格栅依据进出口液位高差设定自动运行,也可按设定时间定时运行。泵站内潜水泵、机械格栅、电动阀门等主要设备均可在远程监控中心计算机上实现远程集中控制。
6.沉井施工
6.1 排水下沉与不排水下沉
沉井施工有排水下沉及不排水下沉两种。排水下沉适用于渗水量不大、稳定的粘性土,或在砂砾层中渗水量虽很大,但排水并不困难时使用。不排水下沉适用于在严重的流砂地层和渗水量大的砂砾层中使用,且地下水无法排除;降水施工可能引起沉井周围建(构)筑物地基基础和道路的不均匀沉降或影响安全生产;在沉井下沉深度范围内,土层中存在着承压隔水层,沉井下沉破坏隔水层会导致涌土、涌砂、冒水、位移、倾斜以及沉井在终沉阶段下蹿较快,继而可能越过设计标高的情况。施工前应根据地质、地下水、周边情况通过技术经济比较确定下沉方法。本工程沉井位于粉砂夹粉土层上,该层土渗水量较好,易发生管涌、流砂等不良地质现象;泵站南侧紧邻南通高等师范学校,离泵池约5.5米处为学校刚建的二层楼的食堂,降水施工可能引起二层楼地基基础不均匀沉降,故本工程采取不排水下沉。
6.2 排水封底与不排水封底
中图分类号: U468.5 文献标识码: A 文章编号:
前言
在建筑设计中大型汽车库特别是地下汽车库项目越来越多,地下汽车库的通风排烟设计成为暖通专业的重点。地下车库内汽车排放的有害物质主要是一氧化碳( CO )、碳氢化合物( HC )、氮氢化合物( NOx )等,还有聚积的汽油蒸汽,这些有害成分要么对人体生理系统造成损害,要么有易燃易爆的危险,形成安全隐患,如何改善地下车库的空气品质,防止和减少火灾危害,并有效降低工程成本,是通风与排烟设计的基本点。所谓车库的通风,也就是要排除汽车尾气和汽油蒸汽,送入新鲜空气,以便有害物(这里主要指CO)的含量稀释到国家规定的卫生标准要求。防排烟就是保证火灾发生时迅速排除滞留烟气,限制烟气的扩散,保证人员和车辆安全撤离现场,减少伤亡。
一 诱导通风系统的工作原理及组成
诱导通风系统又称自动喷流导引系统,其理论依据是动量守恒定律和空气动力学中高速喷流的扰动特性。当诱导风机的喷嘴向一个不受界面表面限制的空间喷出高速的空气时,就形成了自由射流。射流与周围的空气之间不断发生质量、动量的交换,带动周围静止的空气流动,使射流的质量流量、射流的横断面积沿着射程方向不断增加,形成了向周围扩散的锥体状流动场,随着锥体状的范围的扩大,其射流轴心速度则不断衰减。当轴心速度衰减到某一速度时采用另外一个射流来接力,从而形成气流推拉作用,使得空间产生流动的速度场。诱导通风系统由送风机(非必选)、多台诱导风机、排风机、测控设备组成。诱导风机的机箱内装有喷嘴、污染物质感受器、程序控制器、电磁接触器、变压器等元件。送风机输送新鲜的空气;诱导风机把车库内的空气扰动均匀,并把新鲜的空气沿着设定的路径向排风口输送,同时把污染物吹至排风口,经排风机排出室外;测控设备感测库内污染物的浓度,自动开启或关闭诱导风机、送风机、排风机。当某诱导风机附近污染物质浓度达到80ppm时,诱导风机开启,此诱导风机对污染物进行吹散稀释,直到污染物浓度下降至30ppm时,诱导风机关闭。如果在一定时间段内,诱导风机感受到的污染物浓度没有下降至30ppm时,此台诱导风机将信号通过网线传至诱导通风系统的集中控制器,然后集中控制器通过网线将信号传至送风机和所有诱导风机的程序控制器,使其开启所有送风机和诱导风机,诱导风机将新鲜的空气和污染物吹至集中排风机房,集中控制器再将排风机开启,将污染物排出室外。
二 诱导通风系统的特点
1 节省空间。减少土建投资一般诱导风机箱体仅250mm高,在梁间布置,直接吊挂于楼板下,可降低地下汽车库设计层高约400mm,减少地下工程开挖费用和混凝土浇筑费用,使室内空间开阔,布局简洁美观。
2 施工简单,减少安装费用。诱导风机体积小,重量轻,无需接管;安装形式多样,纵吊、横吊、壁挂式均可;单相220V电源,配线简易。
3 管理方便,节省运行费用。由于无管路阻力损失,送、排风风机所需风压低,使风机电机功率大幅下降。诱导风机采用高效低噪音风机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的高速喷嘴,噪音较低,所用的高品质无油式轴承电机无需定期添加油,维修量很小。
4 通风效果好。诱导通风系统能够有效扰动周围空气,不易产生死角。当出现有害物滞留时,可随时方便地调整喷嘴向,以适应不同的建筑形式。室内空气分布均匀,混合效果好,有害物经充分稀释后平均浓度低。即使送、排风风机停止运行,诱导风机单独运行也能使空气流动。
5 噪声小,一般A声级噪声均小于等于56dB。诱导风机风量小,送排风机压头低,地下停车库内噪声明显减小。
6 其系统设计简单,变动弹性大,即使系统施工完毕,仍可视实际情况增减风量。
三 诱导通风系统设置及设计要点
现以同时需要排风排烟设计的地下车库为例概述诱导通风系统的设计要点。
1 风机选型:按《民用建筑暖通空调设计技术措施》要求,如无计算资料时可参考换气次数计算,一般排风量不少于6次/h送风量不少于5次/h;按《汽车库、候车库、停车场设计防火规范》(GB50067—97)要求,面积超过2000平方米的地下汽车库应设置机械排烟系统排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定计算。送风机不需克服风管阻力,采用轴流风机;排风(烟)风机采用排烟风机,保证280℃时能连续工作30min,电机为防爆型。
2 计算出诱导风机的数量,再按两个喷嘴前后间距保持在17m以内的原则布置。
3 气流组织诱导通风系统的布置按送、排风风机的位置、停车方向等来组织气流行程。
(1)诱导风机回风口与障碍物的间距不小于600mm,喷嘴出风口向下15b前无障碍物。风机吊装高度以允许最低高度为宜,一般取箱体底部与梁底或管线底部相平,诱导风机沿车道布置时,前方射流中心,到第二台诱导风机处水平方向保持在8m左右,且射流中心到达此处距地面应在1m高度。
(2)确定气流走向:主气流通道一般设置在车库的通道上,此处设备和隔墙少,有利于射流运动和卷吸周围空气,可发挥诱导风机的射程优势。
(3)空气流方向尽量与车行方向一致。
(4)通风空间内有多个进风口或排风口时,尽量使各进、排风口均衡发挥作用。
(5)进风口和排风口最好不设在同一侧,若在同一侧时,二者的距离宜大于20m,避免相反方向的气流相互影响,形成气流短路。对于一般长方形的地下停车库,理想的主气流方式是:采用机械送排风方式,一侧送风,对面一侧排风,形成推拉式通风换气。
(6) 排烟口与该防烟分区最远点水平距离不超过30m,距疏散出口水平距离大于2m,使疏散方向与烟气和有害物浓度降低的方向保持一致,以利于迅速排除车库内的废气和烟气。
4 排烟风管可按排烟口距防烟分区内最远点的水平距离不超过30m的原则布置。风管管径按规范规定的风速上限20m/s来确定,这样排烟风管的面积大大减小,减少了管材用量和安装费用,少占用层高,也为其他专业的管线布置留出了空间。
5 系统切换:平时排烟防火阀开启,排风口开启,排烟阀关闭。通过诱导风机高速喷出气流带动周围空气,使大量新鲜空气与室内空气混合稀释后,沿预设方向运动至排风口,由排风(烟)机排出室外。当发生火灾时,诱导风机关闭,排风口关闭,排烟阀开启进行排烟。当烟气温度超过280摄氏度时,排烟防火阀自动关闭,同时风机停止运行。
四 与传统通风系统经济性比较
据有关工程实例所提供的数据,一个6000平方米左右的地下车库,分别采用诱导通风系统与常规风管通风系统设计,对其进行经济比较,前者比后者初投资节省约40%。因为地下室层高降低节省的土建造价为19万元,运行费用一年节约5万多元。
1 选用设备:虽然诱导风机所选设备数量较传统通风系统所用设备多,但传统通风系统所用排风机压头高、造价高,两者在设备初投资方面比较基本相当。
2 安装材料:传统通风系统所用风管系统复杂,排风口、排烟口数量多,比较诱导通风系统在这方面的投资大3-5倍。
3 运行费用:由于传统通风系统管路庞杂,所选设备电机功率较诱导通风系统设备电机功率总和大,运行费用高。
综合以上比较,加之诱导通风系统在节省车空间,减少土建投资方面的优势,可见诱导通风系统在地下车库中的应用较传统通风系统优势明显。
结束语
诱导通风系统是一种先进的地下车库通风系统,理论、实验研究以及工程实际都证明诱导通风系统优于传统的通风系统,它具有节省空间、降低运行费用、提高室内空气品质、便于管理等优点,值得在地下车库的通风排烟工程中推广使用。诱导通风系统在我国的应用时间很短,还有很多课题需要继续研究,如系统的智能控制、诱导风机的开发等,以便其能更好的应用。
参考文献:
[1] 董培庭,金林. 智能型诱导通风系统在地下汽车库中的应用探讨[A]. 2005年山东建筑学会优秀论文集[C].济南:山东科学技术出版社出版,2005(02)
对于层数少、空间构成较为单一的地下车站,由于光线差、方向感差、通风不良、内部空间局促,中庭空间可以作为一个中心开放的“核心”来改善空间的性质,使建筑空间具有流动性。在中庭上方设自然采光更能提供地下空间与自然环境沟通的条件。中庭空间在民用建筑中广泛应用,地下中庭车站在国外已大量推行,而我国轨道交通地下车站应用实例尚少。本文结合上海市轨道交通7号线龙阳路站、11号线隆德路车站的工程实例,浅析中庭地下车站的构成因素、受控因素、设置条件等。
1轨道交通地下站中庭的构成因素
中庭式地下车站的主要构成因素:
1)具有贯通站台、站厅的共享空间。
2)站厅公共厅要有适当的集散场所。
3)通常屏蔽门立柱与车站立柱相结合。
4)辅以必要的环境设计、引入自然光线(或模拟自然光线)。
2国内外中庭式地下车站工程实例
将地铁中庭车站和自然采光结合的设计理念已在世界很多大城市轨道交通建筑中大量体现。有的工程在人流所经之处不仅设置动态水流,环绕植物,而且顶部开设采光棚,将自然光引入地下,使人在地下能与自然亲密接触,成为建筑空间设计的核心。
新加坡东北线地铁所有车站均采用中庭建筑形式,创造良好的地下空间感和通视效果,如克拉码头站船形中庭(见图1),小印度站的条形中庭(见图2),乘客在进站后即可直视站台列车及候车情况。
目前在国内不少城市正在尝试着把中庭的设计理念运用到地下车站的建筑空间设计中。
3中庭式地下车站设计实例
3.1上海市轨道交通7号线龙阳路站
上海市轨道交通7号线龙阳路站位于芳甸路东侧、花木路南侧的上海新国际博览中心停车场内,站本体公共区位于其交通集散广场下,为7号线终点站。这是上海市第一个已完成设计工作的地下中庭车站,并已开工建设。
车站形式为地下二层站前折返岛式车站。车站长度为354.8m,宽18.6m,整个地下空间呈长条形。在基于对乘客的乘车行为调研和分析的基础上,将站厅层中部乘客极少停留和穿越区域的部分楼板取消,形成两层挑空的共享空间,即形成公共区为两个长45m、36m,宽8m的双拼中庭空间。站立于中庭,不仅站厅层的乘客可以看清站台层的候车情况和列车进出站的情况,而且站台层的乘客也可享受到宽敞、明亮的候车区大空间。
这个设计理念经过几轮专家讨论,又进行了一些修改及优化。
1)立柱与屏蔽门结合设置,如图3所示。
2)车站公共区设中庭后,集散区面积减小,考虑新国际博览中心的突发客流,故需妥善处理客流组织与疏散,设计时加大非付费区面积,并预留两部楼梯。
3)根据中庭车站性能化分析报告,增设一部疏散楼梯。龙阳路站的条状中庭主要特点是具有较强的方向性和廊式组合的特征,是建筑中的主要交通流线和视觉中心,条状贯穿了整个建筑,竖向的楼梯、电梯和横跨的楼板,使空间形成垂直与水平、静与动的强烈对比,是一个颇有活力的公共交通集散中心。
由于国家《地铁设计规范》及上海市《城市轨道交通设计规范》中均未涉及中庭车站的要求,龙阳路站在中庭车站防排烟系统设计中首次在上海进行了创新设计。确保车站中庭火灾时,有效地对车站进行烟控,维持一个可接受的乘客疏散逃生的环境。2005年6月13日,由上海市消防协会组织了上海轨道交通7号线《龙阳路车站中庭及车站轨道火灾及疏散分析研究报告》消防专题专家论证会,中庭设计的方案得以通过评审,为车站的建设提供设计和消防审批依据。
3.2上海市轨道交通11号线隆德路站
1)工程概况:轨道交通11号线在普陀区曹杨路、隆德路交叉口,东侧地块内设隆德路站,与规划中沿隆德路走向的规划轨道交通13号线形成“十”字换乘。有很大的换乘客流,11号线为零覆土地下三层岛式车站,13号线为覆土3m的地下三层岛式车站。
车站设计着重处理好轨道交通之间的换乘并充分考虑换乘方便性和安全性,尽可能缩短换乘距离。
2)中庭设计:“引入自然环境、设置中庭”是设计的原则。
(1)采光天棚。一般中庭常设在交通的主要流线上或附近,从而避免形成毫无生机的死空间。因此设计在两线交汇区域设椭圆形中庭形成共享空间,并在顶板上设采光天棚引入自然环境。采光棚的设计要求地面有相对宽阔的场地,与地面部分规划绿地,结合设置,相得益彰。
透光顶棚的形式只是中庭设计的一部分,重要的是对中庭的光线质量和气候控制的技术问题。自然光线照入中庭,常受地下建筑所在地的气候影响。要考虑天空经常阴云多雨的某些地区,一个清澈使光线不受阻碍的顶棚,可以达到光线传递的最佳照度和适宜度;而阳光灿烂的某些地区,由于进入中庭的直射光太刺眼,而阴影区相对太暗,这必须采取适当的技术手段对光线进行处理,以求得较为舒适的光照条件。
采光天棚大大改善了车站内部环境,为乘客提供舒适的候车环境(见图4)。
(2)圆壳玻璃屋顶。这一几何特征为外部广场提供了一个凝聚而又多向性的核心,为建筑物及建筑外部环境带来了完整的、向心的、富有魅力的景观。在室内,为矩形的平面布局中营造了一个圆形的、高大宽阔的空间,解决了地下建筑缺乏天然光线、不良心理反应等功能方面的弊病。
4 结语
轨道交通地下站中庭建筑设计按其空间构成因素,应考虑以下要求。
1)空间的轮廓清晰明确,空间的尺度、比例适宜,具备整体感。
TU2
1 诱导通风系统概述 1.1与传统通风方式比较传统通风方式下,风管复杂庞大,不仅占用有效空间,还大大增加了土建投资和安装费用,而且难以避免风管与其他管线(电缆桥架、消防喷淋管道等)的交叉问题。诱导通风系统的出现有效解决了上述这些问题,不仅可以保证车库良好换气,并减小通风管道占用车库的有效层高。 1.2诱导通风系统的基本原理 诱导通风系统的喷嘴射出的气流可视为等温自由射流,由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换,周围空气不断被卷入,射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减,而各断面总动量保持不变。
但现实环境中有许多非理想条件,如建筑物中有梁、柱等障碍物和来自各方向的其它自然气流,所以在喷流的中心速度衰减至某一速度时必须有另一喷嘴来接力,从而形成整个空间产生流动的速度场。图2为喷流射程与速度分布示意图。
诱导通风系统包括送风风机、多台诱导风机和排风风机,其中诱导风机由超薄箱体、低噪音前向多翼离心风机、可任意调节方向的喷嘴三部分组成。送风机提供新鲜空气,诱导风机将室内空气与之充分混合后,沿一定方向到达排风口,由排风机排出。如图3
1.3诱导通风系统的特点 1.3.1节省空间,减少土建投资 一般诱导风机箱体仅250mm高,在梁间布置,直接吊挂于楼板下,可降低地下汽车库设计层高约400mm,减少地下工程开挖费用和混凝土浇筑费用,使室内空间开阔,布局简洁美观。 1.3.2施工简单,减少安装费用 诱导风机体积小,重量轻,无需接管;安装形式多样,纵吊、横吊、壁挂式均可;单相220V电源,配线简易。
1.3.3管理方便,节省运行费用 由于无管路阻力损失,送、排风风机所需风压低,使风机电机功率大幅下降。诱导风机采用高效低噪音风机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的高速喷嘴,噪音较低,所用的高品质无油式轴承电机无需定期添加油,维修量很小。
1.3.4通风效果好 诱导通风系统能够有效扰动周围空气,不易产生死角。当出现有害物滞留时,可随时方便地调整喷嘴方向,以适应不同的建筑形式。室内空气分布均匀,混合效果好,有害物经充分稀释后平均浓度低。即使送、排风风机停止运行,诱导风机单独运行也能使空气流动。
2工程实例
2.1工程概况 某小区地下汽车库共包括十二个防火分区,第六防火分区为移动电站和设备用房,其余防火分区为车库。以第一防火分区为例说明。该防火分区层建筑面积约3940m2,层高3.6m,梁下净高2.8m,地上28层为住宅。
2.2系统设计 由于该车库层高较低,加上小区的室外敷设在汽车库的顶板下,若采用传统通风系统势必会使室内净空高度低于2.2m,根本无法满足《汽车库建筑设计规范》的最小净高要求,而且满布管道和桥架的顶棚会使整个车库显得拥挤压抑,因此平时通风设计采用诱导通风系统。 该车库设有火灾自动报警系统、自动喷水系统和消火栓系统,形成1个防火分区,由于面积超过2000 m2,根据《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》第8.2.1条,以隔墙和顶棚下突出不小于0.5m的梁分成2个防烟分区,每个防烟分区面积均小于2 000m2,在每个防烟分区内设置1个排风排烟合用系统即可。参见图4。
排风与排烟风机合二为一,选用双速离心风机箱,可节约设备的初投资,还可根据汽车出入频率切换高速和低速档位进行调节,以节省运行费用。风机常年运行,故障易于发现并排除,确保系统安全可靠。排风与排烟系统共用部分风管,可减少管材用量和安装费用,也为其他专业的管线布置留出了空间。 平时排烟防火阀开启,排风通过诱导风机高速喷出气流带动周围空气,使大量新鲜空气与室内空气混合稀释后,沿预设方向运动至排风口,由排风机排出室外。当某一防烟分区发生火灾时,诱导风机关闭,风机在高速档位运行进行排烟。当烟气温度超过280℃时,排烟防火阀自动关闭,同时风机停止运行。平时合用风管和风口的允许风速均按排风时考虑。 防烟分区1设1个机械送风系统,防烟分区2有直接通向室外的疏散出口,依靠车道自然进风。送风风机平时关闭,火灾时运行。当送风温度超过70℃时,风机入口处的防火阀自动关闭,同时风机停止运行。 2.3风量计算 地下汽车库的通风量按稀释废气量计算,排烟量按换气次数不小于6次/h计算。设计机械排风按每辆车300m3/h的通风量设计,机械送风系统可用来补风, 补风量不小于排烟量的50%设计。风量,详见表1。
2.机选型 送风机不需克服风管阻力,采用轴流风机;排风(烟)风机采用双速离心风机箱,保证280℃时能连续工作30min,电机均为防爆型。 确定诱导风机的数量可参考表2,并根据具体情况进行计算。
本工程PF(Y)-1、P F(Y)-2系统均属第3种类型,再按两个喷嘴前后间距保持在17m以内的原则布置,数量见图5。
2.5气流组织 诱导通风系统的布置按送、排风风机的位置、停车方向等来组织气流行程。诱导风机回风口与障碍物的间距不小于600mm,喷嘴出风口向下15°前无障碍物。风机吊装高度以允许最低高度为宜,一般取箱体底部与梁底或管线底部相平,见图6。
3结论 3.1在汽车库层高受限,传统方式布置有困难的场合,不妨采用诱导式系统解决可能出现的矛盾。 3.2诱导通风系统排风口处的CO浓度真实地代表了车库内CO的最高浓度,在此设置CO浓度传感器控制送、排风风机的风量及诱导风机的启停,可进一步节省电力,降低运行费用。 综上所述,只要合理划分系统和布置诱导风机,诱导通风系统完全能够满足地下汽车库的使用要求,是一种经济可行的通风方式。
参考文献
1 GB 50067-97汽车库、修车库、停车场设计防火规范
引言
随着城市中、小型汽车数量迅速增长,地下汽车库以其面积大、节约建筑用地、管理集中等优势而越来越受到业主的青睐。如何改善地下汽车库的空气品质,防止和减少火灾危害,并有效降低工程成本,是进行通风与排烟设计的基本出发点。
1 诱导通风系统概述
1.1 传统通风方式的弊端
传统通风方式风管复杂庞大,不仅占用有效空间,还大大增加了土建投资和安装费用,而且难以避免风管与其他管线的交叉问题。在地下车库的设计中一般按室内空间上、下两部分设置,容易产生CO滞留的现象。诱导通风系统的出现有效解决了上述这些问题。
1.2 诱导通风系统的基本原理
当空气从直径D0的喷口以速度V0射入一个不受周围界面表面限制的空间内扩散时,形成自由射流。诱导通风系统的喷嘴射出的气流可视为等温自由射流,由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换,周围空气不断被卷入,射流范围不断扩大,射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减,并沿射程不断减小,同时流量沿射程方向不断增加,射流直径不断增大,而各断面总动量保持不变。
设喷口处风量为Q0,空气流动速度为V0,距喷口X处与喷口平行的断面上风量为QX,空气流动速度为VX,根据动量守恒定律:
M0=MX (1)
M0=Q0V0ρ(2)
MX=QXVXρ (3)
Q0V0=QXVX(4)
式中M―空气动量,kg•m/s2;Q―风量,m3/s;V―风速,m/s;ρ―空气密度,kg /m3
虽然理论上喷流的宽度会一直增至无限大,诱导风量也会增至无限大,各点速度将减至无限小,但现实环境中有许多非理想条件,如建筑物中有梁、柱等障碍物和来自各方向的其它自然气流,所以在喷流的中心速度衰减至某一速度时必须有另一喷嘴来接力,从而形成“气流推拉作用”,使整个空间产生流动的速度场。
诱导通风系统包括送风风机、多台诱导风机和排风风机,其中诱导风机由超薄箱体、低噪音前向多翼离心风机、可任意调节方向的喷嘴三部分组成。
1.3 诱导通风系统的特点
1.3.1 节省空间,减少土建投资
一般诱导风机箱体仅250mm高,在梁间布置,直接吊挂于楼板下,可降低地下汽车库设计层高约400mm,减少地下工程开挖费用和混凝土浇筑费用,使室内空间开阔,布局简洁美观。
1.3.2 施工简单,减少安装费用
诱导风机体积小,重量轻,无需接管;安装形式多样,纵吊、横吊、壁挂式均可;单相220V电源,配线简易。
1.3.3 管理方便,节省运行费用
由于无管路阻力损失,送、排风风机所需风压低,使风机电机功率大幅下降。诱导风机采用高效低噪音风机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的高速喷嘴,噪音较低,所用的高品质无油式轴承电机无需定期添加油,维修量很小。
1.3.4 通风效果好
诱导通风系统能够有效扰动周围空气,不易产生死角。当出现有害物滞留时,可随时方便地调整喷嘴方向,以适应不同的建筑形式。
2 工程实例
2.1 工程概况
某单元楼建筑地下一层长74.5m,宽29m,地下一层建筑面积约2170m2,高3.15~3.6m,梁下净高2.45~2.9m,平时作为小型车辆停车库,可停放42辆小型车,战时作为二等人员掩蔽所。
2.2 系统设计
由于该车库层高较低,加上水电管线,若采用传统通风系统势必会使室内净空高度低于2.2m,根本无法满足《汽车库建筑设计规范》的最小净高要求,而且满布管道和桥架的顶棚会使整个车库显得拥挤压抑,因此平时通风设计采用诱导通风系统。该车库为满足平战结合的要求,按人防防护单元通过隔墙和顶棚下突出不小于0.5m的梁分成2个防烟分区。考虑到每个防烟分区面积不大,在每个防烟分区内设置1个排风排烟合用系统即可。排风与排烟风机合二为一,选用双速离心风机箱,可节约设备的初投资,还可根据汽车出入频率切换高速和低速档位进行调节,以节省运行费用。
平时排烟防火阀开启,排风通过诱导风机高速喷出气流带动周围空气,使大量新鲜空气与室内空气混合稀释后,沿预设方向运动至排风口,由排风机排出室外。防烟分区1和防烟分区2有直接通向室外的疏散出口,依靠车道自然进风。
2.3 风量计算
地下汽车库的通风量按稀释废气量计算,排烟量按换气次数不小于6次/h计算。设计采用6次/h排风(烟)量,详见表1。
2.4 风机选型
排风(烟)风机采用双速离心风机箱,保证280℃时能连续工作30min,确定诱导风机的数量可参考表2,并根据具体情况进行计算。
本工程PY-1、PY-2系统均属第3种类型,故诱导风机的数量为:1 000m2/ 200m2=5台,再按两个喷嘴前后间距保持在17m以内的原则布置,PY-1系统设6台,PY-2系统设5台。
各风机规格如下:
排风(烟)风机:选用2台风量为20500/10500m3/h的双速前向多翼离心风机,转速为800/550rpm,风压为480/240Pa,功率5.5/4.5kw,噪声为70/62dBA;
诱导风机:选用11台风量为680~780m3/h的前向多翼离心风机,功率0.1kw,噪声为52dBA。
2.5 气流组织
诱导通风系统的布置按送、排风风机的位置、停车方向等来组织气流行程。诱导风机回风口与障碍物的间距不小于600mm,喷嘴出风口向下15°前无障碍物。风机吊装高度以允许最低高度为宜,一般取箱体底部与梁底或管线底部相平。
排烟口与该防烟分区最远点水平距离不超过30m,距疏散出口水平距离大于1.5m,使疏散方向与烟气和有害物浓度降低的方向保持一致,以利于迅速排除车库内的废气和烟气。 室内风口均采用普通百叶风口,室外风口均采用防水百叶风口。
3 结论
3.1 在传统方式布置有困难的场合,不妨采用诱导式系统解决可能出现的矛盾。
3.2 诱导通风系统排风口处的CO浓度真实地代表了车库内CO的最高浓度,在此设置CO浓度传感器控制送、排风风机的风量及诱导风机的启停,可进一步节省电力,降低运行费用。
3.3 需要指出的是,诱导风机的电机因长期运转,应具有高温自动保护装置,喷嘴应阻燃、耐腐蚀、防脱落,以避免由于个别诱导风机发生故障破坏整个气流的连续性,影响换气效果。
综上所述,只要合理划分系统和布置诱导风机,诱导通风系统完全能够满足地下汽车库的使用要求,是一种经济可行的通风方式。
参考文献:
[1]《GB 50067-97汽车库、修车库、停车场设计防火规范》北京:中国计划出版社,1997
[2]《 JGJ 100-98汽车库建筑设计规范》北京:中国计划出版社,1998
中图分类号:U231.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0349-01
近年来,轨道交通在现代社会发展中得到了广泛地应用,其一方面能够为乘客提供丰富的视频讯息等优质服务,另一方面能够有效缓解大中城市的交通压力,体现了鲜明的优越性。PIS系统主要为乘客提供到站信息、新闻、咨讯等实时信息,随着现代互联网信息技术的不断发展,人们对地铁信息服务水平与运营质量提出了新的要求,WLAN技术下的轨道交通PIS系统正是在这样的背景下应运而生。
1.WLAN技术下车地无线通信技术
目前,WLAN技术在各大行业中得到了广泛地应用,WLAN技术不需要线缆介质,其在电磁波的作用下,实现对各项数据的发送与接收,其对MIMO与OFDM技术相结合下的MIMOOFDM技术有着一定的应用,在该技术下,数据传输速率可高达700Mbps,具有较高的传输距离,一般能够达到5公里左右。在WLAN技术支持下,车地无线系统能够为处于运行状态的地铁列车提供高质量的信息传输服务,是一种传输通道系统[1]。WLAN技术下的车地无线系统不仅安装方便、应用灵活,而且能够根据实际需要进行相应的扩展。通常在进行系统建设时,要严格按照相应的操作要求对区间AP、车载AP进行安装与调试。WLAN安装完成后,只要在无线网络信号覆盖范围内的车载AP都可以实现与网络的有效连接,进而提供各项信息、通讯服务。WLAN配置方式丰富多样,在具体应用中可根据需要选择相对应的配置方式,满足通讯需求。
2.1.WLAN技术下车地无线通信技术基础
现代地铁运行对可用性提出了更高的要求,通常在地铁车头与车尾驾驶舱处往往会设置相应的车载无线单元、车载交换机,除此之外还包括视频服务器等,在无线链路的支持下,视频、数据信息能够与有线网进行通讯,若驾驶舱或视频服务器出现各种故障,车载交换机将会进行切换。通过另一通信技术设备进行通讯工作,一般情况下,切换流程主要通过车头AP实施信息传输、切换等相关操作,车头位置设置有相应的车载AP,其与列车的运行方向相反,在这一过程中需要密切关注信号强弱快慢变化、切换对数据传输的影响以及覆盖平滑性等(图1)[2]。从信道选择方面来看,作为一种无形的信号,无线电波需要依赖手工操作实现对强度、信道的调整。常见的抗电磁干扰操作主要包括AP安装、车载天线屏蔽等,需要注意的是在这个过程中要注重无线信号状态,观察其是否呈现出均匀分布。确保信道的利用效率[3]。按照IEEE802.11b/g的相关要求,通常24G频段共包括了13个信道,重叠现象较为常见,而在5.8G频段中可以发现有12个不重叠的信道,其能够在车地无线通信技术中得到应用,见图2。当前我国的车地无线通信技术已经逐渐趋于成熟,且通过QoS维持负载均衡。如出现多个终端共同竞争一个AP的情况,则要启用两种负载均衡功能,实现均衡操作。
3.车地无线系统的应用
一般情况下,在地铁车辆段与区间轨旁的位置会设置相应的无线接入点,通常每隔200m便安装一个接入点,在标准接口双绞线的作用下,实现与光电转换器的有效连接。通过光电转换器的作用,电信号成功转化成为光信号,再通过多模光纤,连接到邻近车站光电转换器,再通过机架式光电转换器的转换作用,实现光信号向电信号的转变,从而构建成为一个相对完善的分布网络,其无线网络信号不仅能够覆盖车辆段,而且能够在隧道环境下实现信息通讯,为列车与地面的通信提供必要的技术支持。通常瘦AP架构多应用于无线控制器与轨旁AP间,胖AP架构则应用于轨旁AP与车载AP间[4]。前者主要包括了无线控制器、轨旁AP两个组成部分,其无线控制器多设置于运营控制中心,以实现对轨旁AP的有效控制。后者则主要降低车载AP掉线、再上线间的时间间隔。轨旁无线AP与车站交换机的联系主要是依赖物理通道实现的,作为车载设备中极为重要的组成部分,车载无线单元能够为列车与轨旁的连接提供一定的技术保障,协助实现视频监控、运营控制等功能。
结束语
新时期,我国的无线网络技术得到了飞速的提升,基于车载系统对无线子系统带宽的多样化要求,轨道交通PIS系统车地无线通信技术的安全性、可靠性成为未来彻底系统的重要发展方向,有着广阔的应用前景,WLAN技术下的轨道交通PIS系统车地无线通信有待进一步的探索与研究。
参考文献
[1]刘增祥,彭星辉,庄威.基于无线局域网技术的乘客信息系统车地无线通信网络的设计与试验[J].城市轨道交通研究,2015,18(12):27-30.