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地铁设计董事长谈地下装配式建筑

“目前装配式地下车站的造价比传统模式高15%。未来如果有大规模采用的话,价格就会降下来。”广州地铁设计研究院股份有限公司(以下简称“地铁设计”, 003013)董事长、首席专家农兴中近日在第八届中国(上海)地下空间开发大会介绍道。


农兴中是一级注册结构工程师,国务院政府特殊津贴专家,曾主持完成多项城市轨道交通重大工程和政府科技攻关项目,成功解决多项关键技术难题,并获多项省部级科技进步奖、全国优秀设计行业一等奖、中国土木工程詹天佑奖等奖项。


装配式建筑是大量采用预制构件的建造方式,能够有效减少现场施工带来的噪声及粉尘污染。预制构件的模块化、工业化生产也能够一定程度上节约耗材,减少建筑垃圾及废弃物的排放。


农兴中在接受()记者专访时重点介绍了地下装配式建筑的发展现状。他表示地下装配式建筑目前尚且处于研究阶段,面临多方面的技术难点,包括部件的标准化和划分、施工的协调性等。但是装配式建筑拥有众多好处,不仅在节能减排方面有优势,而且还能在提升工程质量的情况下减少建筑工地的劳动力需求。


地铁设计成立于1993年6月,是广州地铁集团控股子公司,拥有国家工程设计综合甲级、工程勘察综合甲级、城乡规划编制甲级等行业最高资质以及工程咨询甲级资信评价,是国内城市轨道交通综合设计实力最强的企业之一。


此外,农兴中表示,未来地下交通的发展仍然以地铁为主。地铁会向二线城市扩张,并且与城市其他交通网络连通、与地下空间结合,未来会向智能化、智慧化发展。



以下为专访实录:


:装配式建筑在目前地下空间的应用情况如何?装配式建筑的优点是什么?


农兴中:地下装配式建筑还未大量应用,目前处于研究探索阶段。其实地铁的盾构隧道就是标准的装配式隧道,与装配式车站的理念一致。如果能把车站进行标准化,就可以将所有构件在地面工厂做好,再到地下进行拼装。但这还有一些技术上的难点,因此目前地下装配式建筑还未大量使用。


我们在广州地铁、深圳地铁进行了研究试点工作,装配式建筑一些好处:第一,在节能减排方面具有明显优势;第二,在质量保证和控制工期方面具有优势;第三,大大减少施工现场用工需求。


关于第三点,这和我国建筑用工短缺的现状相关。现在建筑工人的平均年龄超过40岁,他们的体力在逐渐衰退;而后继的劳动力供给不足,愿意到建筑工地工作的年轻人非常少,他们宁可去送快递、送外卖或其他的都不想去工地。此外,现在也面临技术工人越来越少的问题。这给施工带来很大困难。


使用装配式建筑则会大大减少工人的数量。


:地下装配式建筑的主要技术难点在哪些方面?


农兴中:首先是标准化。做到标准化才能在工厂进行批量生产,但是由于地铁车站不同位置的地面情况不同,其形状难以统一而实现标准化。


第二,在富水地区施工,首先要挖一个基坑,并在基坑中设置支撑使其稳定。如果我们采用装配式建筑,如何在作业时跟基坑施作、基坑支撑配合协调,这方面有一定技术难度。


第三,怎样合理地划分部件。比如盾构隧道施工的盾构机上面的管片大小有规定,不能太大或太小,太大会不利于运输,太小则拼缝太多。而且地下空间建筑的各部件在承载和防水上有更高要求,因此装配式建筑存在防水上的难题。


此外,还需要考虑其经济性以及大规模推广的价值。


:地下装配式建筑在推广初期的时候,是否具有较高的成本?


农兴中:是的,现在我们试点的装配式地铁车站成本至少比传统模式高15%。成本高的原因在于只是建一个车站,没有规模效应。


:你曾在演讲中提到智慧型地下空间,什么是智慧型地下空间?


农兴中:智慧型地下空间是指在规划设计上绿色环保、能够可持续发展,并且在设计人性化以及运维管理的智能化方面呈现特色。


地下空间投资大,建设周期长。如果地下环境没有控制好,其工作条件势必比地面差。


我们提出智慧型地下空间的概念是希望将地下空间的建设周期和投资控制在合理范围内,同时也能够实现环境的人性化,做到尽可能接近地面环境。


实际上,地下环境的控制要求较高。一旦地下灯光或通风设计上有所欠缺,人会感到难受。


因此,需要引入一个对地下空间运行进行实时动态监测分析的理念,让地下空间的环境能够始终保持较高水准。不仅对环境动态监测,同时能够进行实时调控。


不过,这些都需要做到绿色环保。我们要在保持整个监控体系和设备运行体系的高品质情况下,尽可能减少能耗。


:对于目前城市地下空间的开发,你认为哪些地方可以提高或完善?


农兴中:目前地下空间的开发主要依据专项规划,缺乏系统完善的规划,导致地面和地下规划,地面交通和地下交通规划的系统性以及协调性不够。


:对于大城市利用地下空间拓展交通的可能性,你认为这方面有何发展趋势?


农兴中:中大城市地面交通的拥堵非常明显。毫无疑问,现在必须要发展以地铁等地下交通为骨干的交通体系。


拿北上广来说,目前地铁在城市公交的分担量已经超过50%。我想,它们未来的目标是地铁等地下交通要承担该城市超过70%的公共交通份额。地面交通可能仍为必需,不过地铁等地下交通是作为骨干存在。


现在地铁建设难度越来越大。上海已经开通了700多公里地铁,如果再加密城区的线路,则更可能在建筑、地下管线更密集之处进行建设,会造成较多房屋拆迁和管线迁移,产生高成本。即使这样,地下交通也得发展。


与此同时,要前瞻性地规划好城市地下空间,使交通与地下空间、地面建筑形成一体。


:使用地下轨道交通进行货运,您觉得这个方向可行性有多大?


农兴中:这是一个比较前瞻的话题。实际上,这也需要一个系统性规划。


城市间的物流主要解决哪些问题?我觉得城市外围的货运或者大件的货运可能难以通过地下交通来解决。而日常快递或者小型货物的内部流动,则有可能通过这样解决。


目前大家对这方面进行了一些研究和探讨。国内某些地铁在线路设计时,或多或少也考虑到这个问题并预留了货运的可能性。不过,这也有极限性。繁忙的市中心的地铁运人的运力都不够,不可能有运力来运货。


也有人认为,晚上人很少,如果压缩检修时间,可以运货。实际上,还是看我们的需求,有哪些物流可以在晚上运输。


:您觉得未来10年到20年,地下空间交通的总体发展趋势如何?


农兴中:我认为会维持以地铁为骨干交通的趋势。


第一,地铁会向二线城市发展。原来只有北上广有地铁,现在全国已有40多个城市开通地铁,线路开通之后会逐渐发展形成网络。所以地下轨道交通在若干年内还会有一个比较大的增长。


第二,地下交通跟地面交通的联系越来越紧密。现在提出高铁网、城际网、地铁网要能够“多网合一”,乘客从地面到地下、从一个城市到另一个城市都能畅通无阻。


第三,地下交通跟地下空间的结合越来越密切。比如,日本地下空间的发展程度高,有些地方的地下交通和地下商场等空间能够串在一起,如同一个地下城。


再前瞻性一点,可能有些区域会有兼顾城市物流运输的地下交通;地下交通越来越智能化,人们的出行体验越来越舒适和便捷。


:地下交通的智慧化包括哪些方面?


农兴中:主要是依据大数据给乘客提供更精准的服务。比如,“智慧地铁”让乘客在出门时就了解路面天气、交通情况等信息,比如地铁是否延误或拥挤,甚至哪条线、哪节车厢拥挤等。


:如何实现智慧地铁?


农兴中:对于新车站、新线路,我觉得要按智慧化的思路进行规划设计。


对于旧车站可以进行逐步改造。比如在票务方面,以前坐地铁需要购票或者使用地铁卡,而现在可以使用手机APP,甚至能进行跨区域使用。


但是改造也有一个循序渐进的过程,比如安检问题还有待解决。目前,安检在地铁运营中花费了一笔不少的费用,但效果究竟如何也难说。对于乘客而言,安检也是一件麻烦的事情。实现安检的便捷化、无感化是一个难点。


我们设想,使用太赫兹这种对人无害的波扫描乘客,它能识别爆炸物、枪支和管制刀具等,并将其反映到机器的屏幕上进行报警。这样有利于乘客便捷进站,也会减少运营中的人力成本。但是,目前这方面的技术还没有成熟到应用。


理想的智慧地铁体现在多个方面。对乘客而言在于增加出行的体验感,涉及出行的全过程。比如,乘客在车上进行阅读、听音乐,或者在地铁站旁的商场购物。比如韩国有设置在地铁站的虚拟现实商场,乘客可以上班途中下单买菜,下班时从商场取走。
中国装配式建筑产业联盟——专家智囊团

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