大地「傷疤」上「繡花」 湖南百米深坑下「藏」了座雪城
2020-08-23 16:14:41 來源: 科技日報 作者: 俞慧友
「無論是拓展城市空間,還是促進城市綠色生態發展,開發地下空間都有極為重要的戰略意義。湖南長沙利用深坑礦體開發的湘江歡樂城建築具開拓性意義,也為我國廢棄礦坑、採石坑、礦井的有效改造提供了良好的借鑑意義。」日前,在長沙召開的「全國首屆地下空間創新大賽暨創新發展高峰論壇」上,國家最高科學技術獎獲得者、中國工程院院士錢七虎說。
大地「傷疤」上「繡花」 百米深坑變樂園
錢七虎所說的,是湖南新「網紅景點」——建立在廢棄百米深坑中的湘江歡樂城冰雪世界。整個冰雪世界仿若一顆大鑽石,「鑲嵌」在廢棄了近50年,深100多米、敞口面積18萬平方米的礦坑中。
如若不說,人們在充滿阿爾卑斯風情的冰雪世界裡,很難想像自己腳下竟是百米深坑,周邊全是峭壁林立。
2014年7月,湘江集團和中建五局總投資120億,共建佔地1.6平方公裡、總建築面積50萬平米的湘江歡樂城。從建設到開園,耗時六年。其核心子項目冰雪世界,是目前國際上唯一一座名副其實「懸浮」於礦坑上的冰雪之城。也被Discovery頻道稱之為「世界九大最難施工項目之一」。
「設計時,主要想充分利用深坑『保溫蓄水』特徵,並以生態修複方式,將礦坑『變廢為寶』。最後的結果是,打造了世界上唯一一家『冰雪與水』結合的主題樂園。這是我們在大地『傷疤』上繡花,和地下空間拓展上的一次嘗試。」中建五局冰雪世界項目副總工程師李璐說。
400多根鋼管柱,1.5萬噸貝雷架 ,「撐」住了這個「世界」
與會專家認為,冰雪世界是一個城市雙修、流域治理和工況棚戶區改造相結合的民生工程和地下空間拓展範本。被業內認可的這個地下「超級工程」裡,融合了多項應對世界級難題解決的核心技術。
建造冰雪世界的廢棄礦坑,用地呈不規則多邊形狀,南北跨度300米、東西跨度500米、地塊最大高差近100米。工程主體結構分支撐、平臺和屋蓋三部分。平臺為預應力混凝土結構,面積約3萬平方米。屋蓋為主桁架、次桁架、環桁架組成的重型空間網格結構。整個冰雪世界,重達20餘萬噸。
要安放這座樂園,就要在曠坑上鑿孔。不過,該礦坑為典型喀斯特地貌,溶洞、裂隙、斷層及破碎帶廣泛分布。複雜的地質條件,使塌孔、卡鑽、掉鑽現象頻發。團隊通過三維地質雷達加勘探數據,來輔助「預應力錨索+格構梁」工藝,有效解決了巖壁穩定性和承載力問題。最終,5000多根錨索製成的大網,將「冰雪世界」牢牢「困」在百米礦坑巖中。
相當於4艘遼寧艦重量的冰雪世界主體,要以絕壁依託,「懸浮」在60米坑空,還要解決混凝土向下百米輸送難題。團隊採取優化配比後的高性能混凝土,配合發明的向下溜送設備攻克了混凝土100米深坑輸送的技術壁壘。此外,主體平臺離地60米高,要在高空中安全保質量的施工巨型結構,團隊在10幾種支撐方案中,最終確定了鋼管柱貝雷架支撐體系,400多根鋼管柱和1.5萬噸的貝雷架,最終託舉起了這個巨型重載平臺。
除開拓地下空間,還有生態環保上的技術處理。建成後的冰雪世界雪場常年需保持在零下3攝氏度。團隊採用28米長超長保溫板,運用自動打膠技術,配合特殊設計的防排煙口等一系列冷熱橋阻斷技術,最大程度解決了雪場漏冷難題。分布式能源系統的設計,還能回收利用冰雪樂園工藝製冷的冷凝熱,實現能源綜合利用。