综合管廊工程抗震设计初步研究论文_王伦

广西城乡规划设计院 广西南宁 530000

摘要:结合某综合管廊工程,对综合管廊抗震设计的技术标准、设防目标、抗震设防方法、抗震构造措施和防止发生次生灾害措施进行初步研究。

关键词:综合管廊;抗震设计

我国综合管廊建设已如火如荼得展开,而我国对综合管廊抗震理论研究还处于起步阶段,应用研究更是空白。本文结合某综合管廊工程,对综合管廊抗震设计进行初步研究。

1.工程概况

该综合管廊工程全长1279.166米,标准段结构覆土3~4米,结构采用现浇钢筋混凝土箱形结构。综合管廊本体横向共分3舱,其中综合舱(含通信、中压电、给水管)净宽3.2m,高压舱净宽1.9m,燃气舱净宽1.9m。结构净高3.3~4.3米。主要节点包括进风口、排风口、吊装口、引出口、端部井、人员出入口、交叉口等。

2.工程地质

2.1场地岩土工程地质条件

经现场踏勘、钻探和区域地质资料表明,场地内及其附近无活动性深大断裂带通过,场地平整开阔,无滑坡、坍塌等不良地质作用,总体上场地稳定性较好。

根据区域地质资料及现场钻探资料场地的地层有:上覆新近堆积素填土①(Qml)、杂填土①1、第四系残坡积成因(Q4el+dl)粉质黏土②,含砾黏性土③,下伏石炭系(C)粉砂岩④、砾岩⑤、硅质岩⑥、泥岩⑦、石灰岩⑧。

各地层的物理力学参数见下表。

2.2水文地质概况

根据现场踏勘及钻探资料,勘察期间场地地下水为上层滞水和基岩裂隙孔隙水。上层滞水赋存于素填土①、杂填土①1中,无统一稳定水位。基岩裂隙孔隙水主要赋存于粉砂岩中。

根据现场水位测量结合工程剖面图,管廊持力层主要为粉质黏土,上层滞水埋深不一,水量小,多数钻孔在施工过程或施工完成后慢慢往孔底下渗,无统一稳定水位,故可不考虑基岩裂隙水的抗浮设计。

2.3地震烈度

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)有关规定,该场地地震基本烈度为Ⅶ度,地震动峰值加速度0.10g,设计地震分组为第一组。

2.4场地类别划分

场地中的杂填土①、素填土①1属“软弱土”,剪切波速经验值取vs=120m/s;粉质黏土②、含砾黏性土③、粉砂岩④、硅质岩⑥、泥岩⑦属“中硬土”,剪切波速经验值分别取vs=280m/s、vs=280m/s、vs=430m/s、vs=480m/s、vs=430m/s。砾岩⑤、石灰岩⑧属“硬质岩”,剪切波速经验值分别取vs=820m/s、vs=850m/s;覆盖层厚度为11.3~21.9m,大于20m计算时取d0=20.0m。土层等效剪切波速vse分别为318.94m/s、375.05m/s、232.95m/s、365.40m/s,建筑场地类别为Ⅱ类。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表5.1.4-2得,特征周期值为0.35s,属可进行建设的一般场地。

2.5液化判别

拟建场地属低缓丘陵地貌,根据《建筑抗震设计规范》4.3.3条规定结合现场钻探揭露地层情况,该建筑场地土层可判为不液化。

3.技术标准

(1)综合管廊设计使用年限为100年,结构安全等级一级,结构重要性系数1.1。

(2)综合管廊属于城市生命线工程,根据《建筑工程抗震设防分类标准》,抗震设防类别为重点设防类按乙类建筑物进行抗震设计。

4.设防目标

经抗震设计后,本工程达到以下抗震设防目标[1]:

(1)当遭受低于本工程抗震设防烈度的多遇地震影响时,综合管廊工程不损坏,对周围环境及综合管廊正常运营无影响;

(2)当遭受相当于本工程抗震设防烈度的地震影响时,综合管廊工程不损坏或仅需对非重要结构部位进行一般修理,对周围环境影响轻微,不影响综合管廊正常运营;

(3)当遭受高于本工程抗震设防烈度的罕遇地震(高于设防烈度1度)影响时,综合管廊工程主要结构支撑体系不发生严重破坏且便于修复,无重大人员伤亡,对周围环境不产生严重影响,修复后综合管廊可正常运营。

5.抗震设防方法

根据以上设防水准及性能目标,按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)与《城市轨道交通结构抗震设计规范》(GB 50909-2014),本项目采用反应位移法进行地震作用下的抗震分析,获得地震荷载分项结果后结合静力分析进行抗震验算。并按相关规范要求采取相应的抗震构造措施。

6.主体结构抗震构造措施

管廊采用现浇混凝土结构,刚度较大。同时配筋设计时,顶板、底板的负弯矩钢筋锚入侧墙,锚固长度满足规范规定的抗震构造要求。

管廊结构变形缝最大间距不大于30m,宽度为30mm。变形缝设置橡胶止水带、填缝材料和嵌缝材料等止水构造。采用柔性的变形缝设置,在地震作用下管廊纵横向均有较好的变形协调能力。

7.防止发生次生灾害措施

地震的次生灾害一般指大地强烈震动后,以震动的破坏后果为导因引起的一系列其他灾害,诸如火灾、水灾、海啸、滑坡和泥石流,以及毒气、放射、菌细性污染等。有时地震的次生灾害造成的损失远远大于地震直接造成的损失。地震次生灾害的发生往往在地震后紧接着发生,此必须迅速采取措施防止地震的次生灾害的发生。这就需要震前作好预防对策,作好工程设防,抗震加固,要有防止地震的次生灾害的思想和物资准备。各行各业生产岗位上的领导、工人和工程技术人员以及社会成员,都要明确在地震发生后,防止次生灾害发生和保证要害系统工作连续性的一系列紧急行动和方法。震后立即付诸实施,防止次生灾害的发生和蔓延,或迅速抢救由次生灾害造成的伤亡,有效治理由次生灾害造成的环境破坏。

对此,该工程采取一系列应急处置对策:

(1)采用24小时监控系统,监督控制管廊及附属设施的正常运营,并备份记录;

(2)安装备用应急系统,如应急供电、照明、通风等;

(3)建立紧急安全疏散通道,并进行明确标注;

(4)根据消防要求,安装相应的烟警、火警、消防灭火装置等;

(5)合理布置排水系统,避免震后地下水淤积。

结语

综合管廊是城市的“生命线”,其抗震防灾能力更是决定了整个城市的抗震安全性以及抗震救灾水平。随着我国综合管廊进入全面建设阶段,开展专门针对综合管廊的地震反应分析方法及相应抗震措施研究势在必行。

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.市政公用设施抗震设防专项论证技术要点(地下工程篇).2011.1.28

[2]GB 18306-2015 中国地震动参数区划图

[3]GB 50011-2010 建筑抗震设计规范

[4]GB 50909-2014 城市轨道交通结构抗震设计规范

论文作者:王伦

论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期

论文发表时间:2017/10/11

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