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独具特色的日本技术
2012-05-16

说到日本的自然景观,就要提到日本绿化技术。国外公路生物环境工程的研究始于三十年代美国,随后该技术引入日本并得到充分发展。目前,日本绿化的综合技术水平优于美国,绿化区域性设计适应性极强,居世界首位,道路护坡成绩显著,如今日本森林覆盖率已高达70%,与其精湛的绿化技术不无关系。在人口与资源矛盾压力下,日本公路生物环境工程经历了一系列技术革新。从阶梯植被技术、铺面种植技术、撒播种子技术、借土喷播技术和水力喷播技术等,演变发展到当今以客土喷播为龙头的公路生物环境工程技术体系已形成产业化,并应用到城市绿化建设中。其绿化成功的基础建立在以人为本的绿化理念、对不同地域植物生态群落的系统研究和产业化的管理上。在日本,SF绿化工法的推行应用较为广泛、成功,仅福岛县SF绿化工法协会会员达19家。以SF为基本绿化工法又结合绿化地域特点,又逐渐演变成TG绿化工法、ER绿化工法、MF绿化工法。

2002年,笔者随建筑技术交流团参观了法面施工现场,带回了客土喷播施工技术,做为北京市首例,成功应用于五环路军福沟3000平方米的山体绿化工程,身为城市建设者的我也算是为绿化北京做了一点点贡献吧。

2004年3月,再次故地重游,新横滨的2002年世界杯足球决赛主场—横滨国际综合竞技场是一大看点;设计风格上领先全世界50年的、获国际钢结构设计最高奖的“京都车站工程”;世界最大的设计事务所日建设计株式会社的办公楼,其建筑结构内全部采用清水混凝土,设计施工别具匠心,内外装修工艺精湛、建筑设计简洁明快、极具艺术美感又兼顾功能性,是日建设计员工引以自豪的建筑精品。

东京湾隧道工程

值得着重一提的是海上蛟龙——东京湾隧道工程。该工程是世界上首次应用盾式结构进行海上施工作业,隧道拱洞掘进用的盾构机叶片直径长达14.14m,堪称世界上大型工程的典范。建成的东京湾横断公路全长15.1km,包括4.4km的海上桥梁部分和9.5km的海底隧道及距离两岸5km处的海萤人工岛和风塔人工岛组成,风塔形似风帆,其造型独特兼具有换气功能,是跨海工程的标志性建筑物。东京湾隧道工程总造价为960亿日元,设计时速为80km/小时,双向两车道。该项目规划、地勘始于1966年,1994年至1996年共24个月完成隧道工程的掘进,1997年12月18日正式开通。它的建成,实现了川崎和木更津的海上直线连接,使行程由原来的陆路110 Km缩减到30Km。该项目的施工技术难度及先进性主要表现在三个方面:

规模大,建设条件复杂,施工难度大。以隧道节点的风塔人工岛为例,施工分六阶段进行:首先采用钢管山沙碎石桩加固和深层混合处理法进行软基处理,形成土体平台和坡道,然后进入双层钢壁护岸施工阶段,钢壁由28个钢架单元组成,最大的一组高33m,宽35m,重达2200t,堪称世界之最。第三阶段也是施工中的关键环节,即构筑地下连续墙,排除存留在双层钢壁间的地下水。地下连续墙内径达98m,高119m,厚2.8m,施工中的结构允许误差仅控制在±70mm。第四阶段中,在撤除内侧钢护壁后,采用多种大型挖掘设备进行土体移运,并完成了地下连续墙内侧混凝土墙体的浇注。第五阶段,在底板施工完毕后所形成的竖井中,搬入盾构设备,进入隧道掘进阶段,同期完成人工岛下部结构施工。随着隧道工程的开始,人工岛风塔进入内部结构和上部结构的施工。

成功采用了盾式结构施工技术。隧道长9.5km,内径13.9m,最深处位于海平面以下60m,是在高水压、软基础的条件下建成的。在隧道设计中部,采用深61m,长200m钢壳沉箱施工法建立海中作业平台,再在内部相距3.2m套用两个钢筒作为盾构机掘进的海上对接口。隧道掘进共采用8台盾构机,同时由设计线路两侧向中间对向掘进并在中部结合。该项目施工中充分体现了施工测控技术的精密和盾构工法的先进性,是大口径、大深度、长距离、在海上恶劣条件下成功作业的先驱代表。

良好的通风换气设计和安全性设计。人工岛风塔的设计提高了隧道内部的换气效率。它设计形状很特别,一大一小两个四分之一球阙,其构思及排风换气通道的设计原理是通过模拟东京湾地区特有的气流特点,进行风洞实验后经科学分析的结果。此外,在隧道设计中,采用了先进的止水和耐压、减压装置,确保结构在施工和使用中的稳定和密闭性。

日本之旅行程短暂,仅仅是见识了其社会的一角,但却实实在在地感受到了科技发达给社会生活带来的新鲜感受——快捷、舒适、方便,生活的高品更是人与自然和谐的产物;在文明的社会环境里我们会约束自己的行为,在优美的自然景观中我们会放下心中的浮躁。在感慨的同时,我们也应以发展的眼光去学习,并汲取精华为我所用,感悟生活的真谛,用不断创新、追求卓越、严谨执着的态度去描绘属于我们未来。

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