城市地下综合管廊结构设计与施工研究论文_赵新辉,李涛

城市地下综合管廊结构设计与施工研究论文_赵新辉,李涛

机械工业第六设计研究院有限公司 河南郑州 450007

摘要:随着我国一线城市的不断发展,城市配套的相关设备也随之不断地变化。在当下的城市配套工程中,相关的管道与设备均设置与城市主干道下。随着设备的变革的次数不断增多,马路拉链的相关项目也随之增多。为了切实解决这样的问题,城市地下综合管廊技术出现了。在本文中,笔者将根据自身的工作经验,对城市地下综合管廊结构的设计与施工进行详细的研究,希望为有关的工作人员提供借鉴。

关键词:城市地下综合管廊;设计;施工;

前言:

在我国当下的市政工程体系中,道路交通系统作为引导城市发展的基础设施,对城市的整体发展具有重要的奠定作用。随着城市规模的不断扩大,城市中道路系统也随之发生着变化。在以往的道路系统中,城市中的各个区域相连接的、城市集中提供的相关资源管道都集中敷设与城市主干道下方。但随着技术的不断革新与区域的能源需求不断变化,地下管网系统也面临这不断变更的市场态势。但直接敷设的管道在变更时需要开挖市政道路,并重新进行敷设,这个过程中需要耗费相当长的事件与成本,因此,我国近年来根据国外的市政系统管理经验,引入了城市地下综合管廊系统。在综合管廊系统实际运用的过程中,出现了一定的技术问题。在下文中,笔者将从城市地下综合管廊结构设计方面入手,对当下我国城市地下综合管廊的设计与施工进行深入的研究。

1 城市地下综合管廊结构设计

1.1 设计制定原则

城市地下综合管廊结构的设计,分为长远规划原则、适应规划发展原则以及综合化施工原则。(1)长远规划原则,就是要预留出更多的位置用于城市的铺设,从而满足未来城市的发展。通常情况下,为了节约成本,采用的都是直埋管道的铺设方法,但是这样的方法由于比较容易受热温度的影响,从而有热胀位移的现象发生,可能导致无法使用。因此,临时墩的设计在其中发挥着非常重要的作用,而其主要就是为了保障管道的正常运行,合理科学地安装固定墩的,可以避免位移现象的发生,也有利于确定正确的管道位置。(2)适应规划发展原则,就是要尽可能地促使所有的管道都能合理地铺设,并且要事先做好管线的铺设方案。(3)综合化施工原则,就是需要按照地质结构和铺设环境等,将管廊中的有效空间最大化地利用起来,需要合理地布置管线所处的位置,将可能放置下的管线都置于其中。需要依据土层的厚薄程度,进行不同方法的选择,碾压、换土垫层以及夯实都是其处理的方法。对地基的变化进行的观察,可以加强验槽的使用,对于垫土厚度的填补,需要挖去较薄的土层,从而为工程的顺利进行提供条件。

1.2 建设共同沟

综合管沟,就是共同沟,是对通信、生活用水、电力、垃圾以及污水等多个管道的承载。作为一种改造方案,一同布置在城市地下空间中的市政管道,而城市共同沟的安全等级普遍

情况下都是二级,具有以下优势:

1)可以满足城市管网中每一类管线的铺设,污水、燃气、电力、生活用水、通信以及网络等都包含在其中,从而可以在很大程度上满足城市建设的发展;

2)可以促使城市综合管廊的建设资金在使用时更具有目的性,从而合理地利用国家的财政资金;

3)能够按照管网的实际情况,增设更多的检查井,这是管道布置集中化,从而可以方便管线的维护以及检修。

2.2 设计要求

2.2.1 平面布局

城市地下综合管廊的设计,首先要保证其与城市功能分区、道路网规划以及建设用地布局等相符合,降低相互间影响。一般要基于城市现存管线项目,来完成道路、轨道交通、污水、给水、天然气、再生水、热力、电力以及通信等管线项目进行综合分析和规划,保证整体布局的合理性和科学性。对于已存的地下交通、地下人防设施、地下商业开发等建设项目,也需要作为设计重点,保证各项目与管廊设计的协调性。地下综合管廊在设计时,经常会遇到交通繁忙或者地下管线数量多的城市主干道、地下道路、配合轨道交通以及地下综合体等地段,要结合实际情况保证平面布局的科学性,提高空间利用率,尽可能设置更多管道,满足实际应用需求,为城市生产生活提供更优质的服务。

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2.2.2 断面设计

在对城市地下综合管廊进行断面设计时,应结合纳入管线种类、规模、建设模式以及预留空间等要求进行综合分析,可以满足安装、检修以及维护等作业的开展要求,一般管廊内部净高应在 2.4m 以上,且两侧检修通道净宽应在 1.0m 以上,对于单侧设置支架与检修通道的净宽应保证在 0.9m 以上。其中,对于天然气管道和热力管道,基于介质特殊性,需要设置独立舱室,严禁热力管道与电力管道同舱室安装,保证管道运行安全性。另外,110kV 以及以上电力电缆,要避免与通信电缆同侧设置;同侧设置时,要求给水管道要在热力管道上方。为避免积水对管廊内部管线产生不良影响,需要采取分流制方法来设置管廊内排水管,可灵活利用管廊结构本体来收集雨水,降低对管线运行的影响。

3 地下综合管廊的施工方法

3.1 明挖现浇法

目前明挖现浇混凝土综合管廊方法是现场施工最经常采用的一种施工方法。使用该方法可以大面积的进行施工活动,把一个工程划分成多个施工标段,这样有利于快速进行施工。另外,此方法技术的难度较小,工程造价比较低廉,而且还能保障施工质量,它的缺点就是采取明挖现浇方法需要暂停交通。在现场地势平坦,四周无别的其它需要保护的建筑物。在道路施工的时候,应该要开始挖掘铺设管道,可使用大开挖进行施工,同时采取井点降水的措施。这个开挖技术方法具有施工简便、无需保护结构的施工时间、施工周期较短、有利于较大程度进行机械化作业、工程造价较低的优势;其劣势就是对土方量的挖掘相对较大,对回填要求也很高。

3.2 明挖预制拼装法

明挖预制拼装法是现行的一种比较领先的施工技术,此种发法在发达国家比较常见。使用此施工技术必须要求有很大规模的预制厂和大吨位的运输和起吊设施,另外施工技术要求很高,工程造价的成本也比较大。这种方法和现浇法相比较,预制混凝土涵管装配化施工更具有质量保证、缩短工期、降低成本、节能环保等较为明显的优点。

3.3 盾构法

盾构法是在盾构保护下构建软土隧道的一种施工技术。这种技术的特殊之处在于地层挖掘、出土转运、衬砌拼装、接缝防水和盾尾空隙注浆充填等这些作业都要在盾构保护下进行施工工作,还应该即时清楚地下水物质,以免地面发生沉降现象,所以这种方法是工艺技术要求较高、综合性很强的一种施工技术。使用盾构法进行现场施工包括几个优势:机械化程度高,施工组织简单,方便管理;施工安全,周期短,工程结构质量良好;施工造成沉降低,比较方便控制;可以在含水地表作业,不需要进行降水;作业所用地场地较小;作业对周围环境干扰低,特别符合贯穿那些构筑物之下的作业;工程投资比较容易控制。劣势就是工程变化的适应性比较差;盾构施工设备费用比较高;隧道覆土浅时地表沉降不容易把握;在小曲线半径隧道作业时有很大的难度。这些年来,伴随管廊技术的快速发展,使用盾构作业的城市管廊活动日益增多。

3.4 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是在距离地表附近的地下进行各种洞室暗挖的一种施工方法。其含有埋深浅,适应地层岩性差、含有地下水、周围环境复杂等条件。在上述两种方法不适宜的条件下,浅埋暗挖法彰显其无比的优越性。浅埋暗挖法含有随机灵活、道路以及地下管线和路面环境影响面小、拆迁占地面积小、不侵扰群众正常生活的特点,适合已建好城市的改造。浅埋暗挖法采用新奥法的基本原理,第一次支护按照承担全部基本荷载设计,第二次模筑衬砌当做安全储备;第一次支护和第二次衬砌同时具有特殊荷载的能力。使用浅埋暗挖法设计和作业时候,要同时应用多种辅助方法,超前进行支护,改善加固围岩,调动部分围岩的自承能力;同时使用各种不同的开挖方法及时支护、封闭成环,确保其和围岩共同作用形成联合支护体系;在施工过程时候,应该应用监控量测、信息反馈和优化设计,确保不塌方、少沉降、安全施工等,同时形成含有多种方法的综合配套技术。

参考文献:

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[5]城市地下综合管廊设计与施工[J].建筑机械化,2016,(09):10-14.

论文作者:赵新辉,李涛

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/4

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