浅谈城市地下综合管廊结构设计与施工.pdf

建材发展导向 2013 年 11 月 浅谈城市地下综合管廊结构设计与施工 叶海涛 1 何智强 2 （1.中建七局安装工程有限公司河南省 郑州市4500002.中交一公局第五工程有限公司北京市 朝阳区100024） 摘要： 城市地下管廊是被承为城市中正常运转的 “生命线” 。 在进行城市地下综合管廊的结构设计时进行直埋敷设固 墎定墩设计， 并且分析了进行设计时的问题以及采取的措施进行论述。直埋敷设固定设计对于地下综合管廊的施工中具 有可参考的价值。 关键词： 城市地下管廊； 结构设计； 施工 中图分类号： tu990.3文献标识码： b 文章编号： 1672-1675 （2013） 21-0003-02 前 言 现今城市的发展对城市中一些基础的建设的要求越来越高， 而作为城市地下的综合管廊作为城市建设中的一个重要组成部 分。它即要满足近时期的各种需要， 还要满足未来的发展需要， 尤其是由于进行直埋式管道的建设时都会造成路面的破坏， 交 通的影响， 以及对城市容貌的影响， 1所以在进行地下城市综合 管廊进行结构设计时以及在施工过程中我们应当注意以下几个 问题的发生。 1 城市地下管廊的特点 城市地下管廊的建设不仅可以提高城市的经济效益， 而且对 于社会效益也有很显著的提高。城市地下管廊的建设综合性比 较强，在城市地下空间的有效利用在城市综合管廊的建设中完 全体现了出来， 使城市中的各种管线都进行综合性的布置。在进 行城市地下的管廊的设计时使用了钢筋混凝土框架结构，可以 延长地下综合管廊的使用寿命。达到了投资一次， 长时间的利用 目的。地下综合管廊的日后维护中比较方便于维护， 而且地下综 合管廊的抗震性以及坚固性都是众所周知的。 2 城市地下综合管廊的现状分析 以下是根据 a 城市的地下综合管廊的建设现状进行的分 析： a 市面积为 158440km2， 市区的管风覆盖率是 450km2， 主任 作用是进行排水、 供暖、 以及燃气的管道。在地上有弱电以及强 电， 布置复杂有序， 进行纵横交叉的。由于 a 市经历的时期比较 长，所以在进行管廊的资料管理时不能集中地进行以及对人才 财力都造成了不小的影响。 a 市的地下管廊特点分析： 地下管廊的行单位的专用线在布 置时很复杂，而且一些专业的管理单位也是直接由我国政府直 接领导管理的；还有一些管廊管理是由之前的管廊建设进行管 理的； 在分开管理的管廊， 造成了管廊的管理比较分散。从大体 的管廊管理单位来看， 对于管廊的管理资料都是不全面的， 有许 多的管廊地下布置没有资料可以进行查阅，造成了在进行以后 的维护以及施工时困难加大，在许多的管廊管理单位也都进行 了管廊资料的补充，像一些燃气管道的管理单位都在进行全市 全面的排查工作中，在进行补充资料的期间也会由于行管理单 位的系统分开造成资料不能互相利用，使管廊信息不能实现共 享。 3 地下综合管廊的设计 3.1 工程概况 以郑州市的地下综合管廊的设计为实例进行管廊的结构设 计与施工的研究。郑州市位于某省的中部向北边的方向， 西边接 洛阳市， 东连连接开封市， 南边连接许昌市， 北面与黄河以及新 乡市进行连接。 郑州市有六个区， 五个县级市， 一个县， 一个国家级新区， 以 及两个国家级开发区， 一个国家级出口加工区。 常住人口到 2010 年为止是 86.8 万人左右。 当地属于温带大陆性气侯。 进行城市管 廊设计建设的是滨河国际新城，总体属于东北低，西南高的地 形。主要是耕和一些乡村用地， 有少量的工业用地。 3.2 地下管廊的设计方案 在进行城市地下管廊的结构设计时， 以于结构是否合理直接 影响着城市的各方面的发展。在进行综合管廊的设计时使建设 区域内的各种商业区域以及各种的主要管道可以进行很好连 接， 可以更有效地服务于城市。 图 1 为某城市的地下管廊的结构设计图。 以上这种管廊的结构设计特点是： 占用的地方小， 在进行建 设的过程时对于土方的使用量小；在进行防水的施工时不受任 何影响； 项目建成之后方便日常的维护； 在工程的造价方面也是 同等工程中最经济的一种。 在进行滨河新区综合管廊设计规划的管廊上经过了宽为 40m 的两条路、 两条街。每个主要的管线之间设计的都是相互连 通的， 使整个地下管网都形成了管网的形式， 管廊在进行工作服 务的时候可以分别从两个方向进行， 这样使可靠性大大提高了， 并且为以后留有发展的余地。 图 1 郑州市综合管廊示意设计图 规划与设计 3 建材发展导向 2013 年 11 月 3.3 综合地下管廊的结构设计 采用的是钢筋混凝土进行的结构上的设计， 混凝土的强充是 c40 防水混凝土， s6 级的抗渗等级。进行现场灌注的混凝土为 c30 的强度， s6 的高渗漏。分别使用了 hrb400 和 hpb300 的钢 筋进行设计的。主要是荷载活动来自于地面上的各种活体的设 计以及土的压力和各种设施的压力等。 3.4 综合管廊地基的结构设计 在进行地下管廊设计时对于地基的处理时可以采取以下几 方面的措施： 进行地下管廊的建设时通常都是几千米的甚至更长的工程， 所以在进行施工过程经常会碰到不同的复杂的地型，尤其是碰 到一些地基比较软的城市中， 尤其是一些沿海的城市中， 进行勘 测的时候对于探孔之间的距离也不能太小，所以以于地基的控 制很难把握好。如果只是进行探孔的地基检测也不是很有效地， 可以采取以下几方面的措施： 在一些沿海的城市中地基具有承载能力比较低， 而且变形的 机率比较大，如果在进行管廊建设的时候对于地基的处理不当 的时候会发生裂缝的地方以及容易变形的地方，如果一旦发生 坡坏的话， 就会使管廊发生渗漏的原因， 针对以上问题的发生， 在进行地下管廊的建设时可以使用堆载预压或者 cfg 桩进行地 基的处理， 将地基的变形控制在允许的标准范围内， 2在进行施 工的过程中， 有一项重要的施工过程是验槽， 在进行填土层还不 是很厚的情况下， 将其全部进行挖除， 进行垫层厚度的增加。比 如进行杂填的范围比较大， 而且比较厚时， 要根据当时的施工情 况、 条件以及材料供应情况， 在进行施工过程中进行压实， 以及 进行换垫土层等一些施工技术。 在进行混凝土的浇注时， 综合管廊沿线在每 25cm 相隔距离 设置一条穿行于全截面的变形缝，在进行设置的时候一定要避 开一些检查井以及固定墩的位置，可以将变形缝设在塑料止水 带等一些位置。 综合管廊的主干线与分支线之间的进行连接的时候， 在管廊 的低板下面的分支线，通常在进行主干线的施工过程中会受到 施工的破坏，所以分支线的地基需要重新地进行人工的施工处 理， 可以有效地避免分支线由于地基变形过大， 而发生裂缝的出 现沉降的问题发生， 裂缝大于 0.21mm 致使发生渗漏发生。 3.5 固定墩的设计 从目前的城市管廊的建设来看， 对于一些地下的管廊建设一 般都是在一些比较重要的地区用于了管廊的建设，对一些进行 供暖的传输管道都是使用了直埋敷设方式。在进行施工的过程 都会受到热力的影响， 造成了位置的移动。在进行一些管道之间 的接口时， 以及进行一些其它的附件在连接时， 应当进行合适的 位置设置固定墩的位置， 可以说将位移在符合标准范围内进行。 所以在进行供暖的传输的过程中一般会产生位置呈水平的方式 进行推力。固定墩具有对于位置固定管道的进行设计确认， 可以 有效地抵抗热力管道的传输过程中的位置水平推力的现象发 生， 从而更好地使供暖传输管道正常的运行于城市管廊中。在进 行固定的墩设计施工时可以根据我国的城镇直埋供热管道工 程技术规程 （cjj/t81-98） 第 5.2.1 条明文规定， 直埋固定墩必须 满足抗倾覆验算和抗滑移定性计算。3 4 进行城市地十管廊的建设设计构想 4.1 实现城市地下管廊统一管理体系 首先是进行管廊的管理进行统一， 进行专业的管廊管理单位 进行统一的管理。比如说，成立一些地下管廊的管理协会之类 的。在进行管廊的管理时可以根据相关法律以及制度进行合理 地科学地管理。 4.2 完善城市地下管廊的管理法律制度 现阶段进行管廊的相关法律还不是很完善， 只是有一些政策 上的支持， 这对在进行管廊的管理时是远远不够的， 没有法律的 效力进行执行效果，从很大一部分造成了城市政府在进行管廊 的管理时各管理单位的职责不清。所以说我国应尽快进行完善 以及建立好自己的管廊管理的相关管理法律制度。对于管廊的 管理应当多建立一些相关促进管理的制度。我国与其它的发达 国家相比较下，对于在管廊的施工以及建设中都有着很大的差 距，尤其是在法律制度的制订以及建设中与发达国家的差别很 大。例如说， 在英国， 如果进行管廊的开挖工作就有着相当的严 格的申批手续，而且明文规定在进行管廊的每次施工中管廊长 度不能超过 35m， 而且是必须在不打扰居民的情况下进行的。 5 总 结 城市地下综合管廊集中将地下管线放到一个空间里面， 不仅 有效地提高了地下管线的应用效率，而且在进行检修和管理都 十分方便。 “通俗地讲， 采用直埋的方式， 只需要把地面挖开， 把 管道敷设进去， 保证上面的浮土层及相关的荷载要求就可以了， 但是综合管廊必须建一个相当规模的混凝土结构箱体，再敷设 各种管线。” 据悉， 上海浦东新区 1994 年底建成的国内第一条规 模较大、 距离较长的地下管廊， 其费用 （包括设备在内） 每米就近 1.6 万元。 综合管廊的建设最好有一个城市的总体规划， 但中国目前正 处在飞速发展的过程中， 城市规划往往跟不上城市建设的脚步。 国外的城市总体规划比较成熟，而且它们不像中国城市发展得 如此迅速， 基本上都是很成熟的城镇或城市， 很少大兴土木、 到 处开挖建设。目前， 无论从设计上， 还是从施工角度看， 在我国综 合管廊都还处于摸索阶段， 从设计到施工、 管理均有待进一步完 善。 参考文献 1于家庆.浅谈城市地下综合管廊结构设计