城市地下综合管廊结构的设计和施工研究赵增璐

城市地下综合管廊结构的设计和施工研究赵增璐

天津市静海区科慧热力有限责任公司301600

摘要:在城市建设过程中,通过对地下综合管廊的合理应用,能够解除现代城市建设过程中,出现的“蜘蛛网”和“拉链路”问题,促进城市的健康发展。这就要求,城市综合管廊结构设计必须要合理、科学的进行,保证质量的前提下,向外观和美化发展,满足城市建设的多样化需求。本文将对综合管廊建设中的设计与施工问题进行探索,总结相关细节要点,旨在为相关工程人员提供方案选择。

关键词:城市建设;地下综合管廊;结构设计;施工

1、综合管廊规划及设计原则

1.1因地制宜规划设计

综合管廊的开发与建设对城市基础建设起着至关重要的作用,是一次涉及到大系统、大投资的决策行为,并具有不可逆性。因此,应因地制宜的选择规划区域及规模。对于大规模的规划建设,必须从前期决策到项目实施以及具体规划设计都要做出详细的论证,树立城市建设全局和长远观点。

1.2远近结合、统一规划、统筹建设

综合管廊规划是城市规划的一部分,是地下空间开发利用的一方面。它对一个城市综合管廊的建设乃至整个城市地下空间的开发利用都具有特别重要的意义。综合管廊的规划要服从城市总体规划和市政基础规划,并注重近期规划与远期规划的协调统一,使得综合管廊的建设具有良好的拓展性。另外,城市综合管廊规划建设应满足市政管线的技术要求,充分发挥市政管线服务城市的功能。

1.3以城市形态为发展方向,城市地下空间相对应

综合管廊作为城市地下空间的一部分,必须是对城市上下部空间的整体利用,维护和保障城市整体利益和公众利益。同时,道路级别对综合管廊的系统规划具有重要的指导意义,城市交通主干线宜优先规划干线综合管廊,以减少对交通动脉的反复开挖,并形成综合管廊网络系统的主体框架,以利于管廊的延伸和拓展。

1.4规划设计应以点、线、面为主体

综合管廊的建设,根据不同条件有两种建设方式,一种是全面规划建设,另一种是从点、线、面做起,逐步完善。根据我国目前情况,第二种方式较为现实可行,即在有条件城市的重点节点建设,作为综合管廊的关键协调点,在结合城市的地上、地下交通的建设,共同修建综合管廊,也可将点逐步连接成线。

2、综合管廊的常用结构形式

2.1现浇混凝土综合管廊

在国内近年来众多的管廊项目中,钢筋混凝土现浇综合管廊以其工况适应性强、工法成熟度高和实际防水防渗效果好等特点仍然占据着主流位置。

2.2预制装配式综合管廊

管廊预制装配技术是指将综合管廊的结构主体分块或分节段在工厂先预制好,然后在明挖、暗挖或盖挖等施工条件下,运到现场进行拼装的一种绿色环保快速高效的施工技术。,预制装配式综合管廊又可以细分为装配式混凝土综合管廊、装配式钢制综合管廊及装配式新材料综合管廊等。

3.综合管廊结构设计要点

3.1确定综合管廊断面尺寸和埋深

综合管廊断面尺寸需根据管廊内容纳的管线种类及数量,并充分考虑安装、检修所需的空间尺寸以及相互影响等因素综合确定;综合管廊埋深的确定需要重点考虑其在道路横断面下的具体位置、结构抗浮要求及排水管道与其发生交叉穿越的情况等方面因素综合考虑。当综合管廊位于道路机动车道下面时,其埋深尚需考虑车载对其结构的影响,此时埋深一般要大于2.5m。

3.2节点处理

综合管廊节点是综合管廊设计及施工的关键区域。节点包括:十字路口或丁字路口、河道、重要的地下工程设施如地铁、高架道路桩基、人行地道等,以及现有的大直径雨污水管道。管廊十字路口或丁字路口的设计实质是管廊的立交,可将管廊在此设计为双层而实现互通的功能,也可以通过平面尺寸的加宽来实现互通功能。当管廊在穿越重要河道、重要的地下工程设施以及大口径污水管道时,需要根据相互标高和位置情况,最后确定采用上穿或者下穿通过。

3.3防渗止漏设计

在地下水位比较高的地区,综合管廊施工过程中的防渗止漏是一个技术关键点,主要通过以下几个技术措施加以解决。(1)控制变形:尽可能增加每节箱涵的分节长度,减少变形缝的数量;在变形缝处设置剪力键,减少分节间的相对沉降,确保变形缝的防水性能。(2)细部构造防水:变形缝内设橡胶止水带,并用低发泡塑料板和双组份聚硫密封膏嵌缝处理,从而达到密封止水效果。管线出入预留口也是防水止漏的重要部位。在施工时宜严格按照图集选用合适的防水套管;当穿孔较为密集时,可采用专用的防水套管,或借鉴建筑专业中有关群管穿墙防水构造的做法。

3.4其他系统设计

(1)排水设计

综合管廊排水系统要求有效排出:管道连接处的漏水、管道检修时的放水、管廊内冲洗水、管廊结构连接处漏水以及管廊开口处漏水。综合管廊内设置排水沟,管廊横向坡度拟采用1.0%,沿线顺集水坑方向至少采用0.2%坡度。为防止相邻防火区窜烟,排水沟在防火区断开。排水泵压力管道全部采用热镀锌钢管,排水泵采用移动软管式安装,阀门采用法兰安装,安装位置可以根据实际情况做适当调整。

(2)消防设计

综合管廊中消防设计包括各管廊内防火分区的划分和灭火系统的设计。其中消防设备的联动控制电缆应采用耐火电缆。各防火分区内的自动设备、应急照明、排水泵等电源线路应使用耐火阻燃电缆,并且管廊内设置环境监测仪表,重点检查管廊内的温湿度和含氧量。

4、地下综合管廊施工技术分析

4.1基坑开挖

基坑开挖是综合管廊建设的基础,地下管廊复杂的施工技术,尤其是深基坑施工较一般施工要复杂的多。这就需要在建设基坑的时候监测保证安全。由于地下管廊对高度误差要求比较严格,因此需要对基坑进行沉降监测,而且对周围也要监测,避免造成建筑危害。监测点安置在基坑周围,在降雨前完成,且实时观测数据,保证数据完整性。

4.2支护施工

城市地下综合管廊在具体施工过程中较多的采用明挖法进行施工,地下综合管廊施工应当进行基础承载力核算,确保能有效承载。针对软土地基部分要及时进行处理,其基坑支护采用以下方式进行:顶部放坡+横向支撑+钢板桩+坑底水泥搅拌桩封底。

4.3钢筋施工

在城市地下综合管廊施工过程中需要大量施工钢筋,在进行钢筋施工前要对钢筋尺寸、规格进行核查,同时严格遵照图纸进行绑扎、焊接等操作,在钢筋绑扎前要现在垫层上确定好钢筋位置线,从而确保钢筋位置摆放正确。无论是结构的顶板、底板要严格遵照系统设计要求,采用相应标号垫块,对其进行固定,具体浇筑过程中要采用相应措施进行固定,在施工过程中,各类材料的使用要注意避免对钢筋造成污染。

4.4模板施工

在城市地下综合管廊施工过程中模板施工必须严格执行现浇混凝土主体结构支模模板的工艺标准,注意各部分模板材质的使用状况,同时注意模板安装工作,避免混凝土浇筑时出现漏浆。

结语:综上所述,综合管廊的规划设计与施工就是对未来基本性、长期性、整体性的考量和落实。因此,综合管廊的建设应考虑城市的经济实力和发展状况,其建设应充分调查城市的基础设施情况,合理规划设计与施工,以提高城市水平及保障居民工作和生活。

参考文献:

[1]黎丽.关于城市地下综合管廊施工技术研究[J].建材与装饰,2017(19):40-41.

[2]冯彦妮.城市地下综合管廊横断面设计及其优化研究[D].西安建筑科技大学,2017.

[3]肖伟,文凤.浅谈城市地下综合管廊的设计及施工[J].建材与装饰,2017(07):70-71.

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