科技日报:大地“伤疤”上“绣花”,湖南百米深坑下“藏”了座雪城

发布日期:2020-08-24
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大地“伤疤”上“绣花”,湖南百米深坑下“藏”了座雪城 


 “无论是拓展城市空间,还是促进城市绿色生态发展,开发地下空间都有极为重要的战略意义。湖南长沙利用深坑矿体开发的湘江欢乐城建筑具开拓性意义,也为我国废弃矿坑、采石坑、矿井的有效改造提供了良好的借鉴意义。”日前,在长沙召开的“全国首届地下空间创新大赛暨创新发展高峰论坛”上,国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士钱七虎说。

  大地“伤疤”上“绣花”,百米深坑变乐园

 钱七虎所说的,是湖南新“网红景点”——建立在废弃百米深坑中的湘江欢乐城冰雪世界。整个冰雪世界仿若一颗大钻石,“镶嵌”在废弃了近50年,深100多米、敞口面积18万平方米的矿坑中。

  如若不说,人们在充满阿尔卑斯风情的冰雪世界里,很难想象自己脚下竟是百米深坑,周边全是峭壁林立。

2014年7月,湘江集团和中建五局总投资120亿,共建占地1.6平方公里、总建筑面积50万平方米的湘江欢乐城。从建设到开园,耗时六年。其核心子项目冰雪世界,目前国际上唯一一座名副其实“悬浮”于矿坑上的冰雪之城。也被Discovery频道称之为“世界九大最难施工项目之一”。

“设计时,主要想充分利用深坑‘保温蓄水’特征,并以生态修复方式,将矿坑‘变废为宝’。最后的结果是,打造了世界上唯一一家‘冰雪与水’结合的主题乐园。这是我们在大地‘伤疤’上绣花,和地下空间拓展上的一次尝试。”中建五局冰雪世界项目副总工程师李璐说。

  400多根钢管柱,1.5万吨贝雷架 ,“撑”住了这个“世界”

 与会专家认为,冰雪世界是一个城市双修、流域治理和工况棚户区改造相结合的民生工程和地下空间拓展范本。被业内认可的这个地下“超级工程”里,融合了多项应对世界级难题解决的核心技术。

  建造冰雪世界的废弃矿坑,用地呈不规则多边形状,南北跨度300米、东西跨度500米、地块最大高差近100米。工程主体结构分支撑、平台和屋盖三部分。平台为预应力混凝土结构,面积约3万平方米。屋盖为主桁架、次桁架、环桁架组成的重型空间网格结构。整个冰雪世界,重达20余万吨。

要安放这座乐园,就要在矿坑上凿孔。不过,该矿坑为典型喀斯特地貌,溶洞、裂隙、断层及破碎带广泛分布。复杂的地质条件,使塌孔、卡钻、掉钻现象频发。团队通过三维地质雷达加勘探数据,来辅助“预应力锚索+格构梁”工艺,有效解决了岩壁稳定性和承载力问题。最终,5000多根锚索制成的大网,将“冰雪世界”牢牢“困”在百米矿坑岩中。

  相当于4艘辽宁舰重量的冰雪世界主体,要以绝壁依托,“悬浮”在60米坑空,还要解决混凝土向下百米输送难题。团队采取优化配比后的高性能混凝土,配合发明的向下溜送设备攻克了混凝土100米深坑输送的技术壁垒。此外,主体平台离地60米高,要在高空中安全保质量的施工巨型结构,团队在10几种支撑方案中,最终确定了钢管柱贝雷架支撑体系,400多根钢管柱和1.5万吨的贝雷架,最终托举起了这个巨型重载平台。

除开拓地下空间,还有生态环保上的技术处理。建成后的冰雪世界雪场常年需保持在零下3摄氏度。团队采用28米长超长保温板,运用自动打胶技术,配合特殊设计的防排烟口等一系列冷热桥阻断技术,最大程度解决了雪场漏冷难题。分布式能源系统的设计,还能回收利用冰雪乐园工艺制冷的冷凝热,实现能源综合利用。


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