地下综合管廊的优化设计与展望

地下综合管廊的优化设计与展望

张明玥

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710054

摘要：本文主要分析了地下综合管廊的设计问题，分析了地下综合管廊优化设计的方法，以及在设计过程中如何进行有效的掌握，提出了未来的设计方向和设计的具体的趋势，供参考和借鉴。

关键词：地下综合管廊，优化设计，展望

前言

随着城市的发展和进步，地下综合管廊已经成为了一个重要的发展方向，为此，我们有必要进一步分析地下综合管廊的设计问题，进而提高地下综合管廊的设计效果。

1、地下综合管廊设计

城市综合管廊设计的优势很多，城市综合管廊内包含多个专业的管线，在城市的统一监督管理下，实现了管线的统一维护管理，大大提高了城市管线的管理效率和管理水平。随着城市化进程的不断推进，城市土地资源越来越紧张，城市的可利用空间越来越少。为了美化现代化城市的形象，城市逐渐将传统的电缆线等架空管线转移到地下，这也导致了城市地下管线越来越多，各类管线的规划设计越来越复杂，科学合理的进行城市综合管廊设计能够实现有序的布置城市各类管线，从而大大提高了城市地下空间的利用率。城市综合管廊的前期建设成本较高，然而其一旦建成，就能够节省大量的后期维护管理费用，其具有明显的经济效益。其经济效益主要表现在：（1）需要更新、补充管线时不需要反复开挖路面，有利于减少管线施工对城市交通的影响，同时避免了道路开挖对道路周边植被的破坏，节省了大量的维护、管理、修复费用。（2）地下的各类管线很容易受到地下水以及土壤中酸碱物质的腐蚀，而将各类管线放置于综合管廊内能够有效延长管线的使用寿命，很大程度上减少了管道的维护更新成本。

1.1综合管廊布置方案

综合管廊布置方案是否合理直接影响工程的经济效益和社会效益。在供水、排水、供热等管道与供电及通讯需分开布置的前提下，这样管廊集中占地较少，其优点是：（1）工程开挖的土方量小；（2）便于防水设计与施工，而且投入使用后维护管理方便；（3）管廊的检查井、通风井、安装口设置简单，与地面联系便捷；（4）在满足同样功能的情况下工程造价经济。

1.2对不良地基的处理

综合管廊一般长达几公里乃至更长，沿线经常碰到繁杂地形和杂填土，特别是沿海成都的薄弱地基。因为沿线勘察孔间距不可能过小，也就导致很难对地基进行精确的控制，固然完整用钻孔来控制地基变更也不现实。可采纳如下步伐：（1）施工过程中增强验槽是非常重要的。杂填土层不厚时，能够将其全体挖除，增加垫层的厚度，如杂填土规模较广并且厚度较大，可以根据施工要求及建筑材料的供给环境，采纳碾压、夯实、换土垫层等办法处置。部分呈现的枯井、冲沟、坑塘等不良地质前提的影响也不可忽视，不然地基部分变形过大，易形成变形缝处止水带损坏以致管廊渗漏。（2）沿海成都薄弱地基的特色是承载力低（fak=60～65KPa）、变形大，处置不当管廊易发生缝隙及变形缝处止水带损坏，以致管廊渗漏，针对这类环境联合填方采纳堆载预压或CFG桩进行地基处置，将地基变形控制在容许的规模内。

1.3电缆选择与敷设

在地下综合管廊电气设计中，安全性是所有设计实施的首要前提，尤其是对于一些电气设备和供电电缆而言，为了提高它们的安全性能，通常会在材料上给予规范。根据对地下综合管廊工程的了解，一般敷设线路都会相对较长，这样电缆截面积的选择就要取决于电压降的计算情况，之后还要结合相关规范对电缆截面积进行进一步的确定，此外，在电缆敷设过程中还需符合以下原则：（1）照明支路最远供电距离应不超过300m；（2）照明配电线路材料全部选用阻燃导线；（3）消防排风设备功率一般选用7.5KW，且最远供电距离应控制在230m以内。照明、检修电源及排水泵等设备配电电缆敷设在支架最上层的电缆桥架内；消防设备、数据监控采集设备配电电缆（矿物绝缘电缆）单独一层敷设在支架上；其余各层支架均为10kV电缆敷设使用。

2、城市综合管廊结构设计原则

随着国家经济的发展，城市化进程的提速，大型城市人口越来越聚集，交通越来越拥挤，城市化进程使工地资源利用越来越紧张，地下空间的开发和利用已经成为必然发展趋势，而地下空间发展过程中必然会出现连接各建筑的通道结构。当今，由于城市中出现“马路拉链”与“城市蜘蛛网”等与城市景观不协调，以及城市给排水系统跟不上城市的发展速度等情况，国家大力发展地下管廊。当今我国城市地下空间开发以单功能通道（如地下人行道）为主，而西方发达国家的地下通道系统很多已经集商业、通行、管道等多种系统为一体，地下空间环境不断向地上环境接近，整个地下空间的使用效率不断提高，地上空间与地下空间逐渐成为一个有机整体。我国的地下空间发展处于起始阶段，很多地下空间结构和系统发展各自为政，地下管廊更是为了跟上城市的发展速度而备受支持，未经过合理规划的地下空间建设，则会在后期开发中出现问题。地下管廊连通整个城市尤其是城市密集地区的特殊作用可以使其成为连接各个地上地下建筑的通道，其功能不限于铺设管道，还具有其他功能，将地下管廊的作用发挥到最大，不断提升地下空间的利用效率。

2.1一般规定

综合管廊结构设计应满足使用年限不低于100年，管廊及配套建（构）筑物的安全等级不得低于二级，管廊主体的建筑防水等级不低于Ⅱ级，抗震设防类别应为重点设防类。

结构设计应计算下列两类极限状态：

（1）承载力极限状态：包括结构的承载力计算、结构整体稳定性验算（滑移、抗浮等）。

（2）正常使用极限状态：对结构构件分别按作用效应的标准组合或长期效应的准永久组合进行验算，保证构件裂缝开展宽度。

2.2荷载设计

综合管廊在进行结构设计中应考虑永久荷载、可变荷载、偶然荷载。

（1）永久荷载包括围岩压力、土压力、结构自重、结构附加恒载、混凝土收缩和徐变的影响力、水压力。

（2）可变荷载包括道路车辆荷载、铁路列车荷载、人群荷载、温度变化的影响力、冻胀力、施工荷载。

（3）偶然荷载包括地震力。

2.3材料

（1）综合管廊工程所采用的材料应符合国家现行标准的规定，同时根据结构类型、受力条件、使用要求和所处环境来选用，并考虑耐久性、可靠性和经济性。主要材料应采用钢筋混凝土，地下工程部分采用自防水混凝土，抗渗等级不应小于P6。

（2）综合管廊主体混凝土强度等级不应低于C30，垫层可采用C15。

（3）受力钢筋应优先选用HRB400级钢筋。

（4）预埋钢板宜采用Q235钢、Q345钢，其质量应符合国家现行标准的要求。

2.4结构设计注意事项

（1）综合管廊结构计算可简化为闭合框架进行计算。

（2）可变荷载取值：机动车道下应按公路一级荷载考虑，位于人行道及绿化带下可按10KN/m2堆积荷载考虑。

（3）综合管廊防水：除采用结构自防水外，可在综合管廊外侧贴高分子反应型自黏胶膜防水卷材并刷单组份聚氨酯涂料，目前世界先进和完善的多脉冲电渗透防水技术（MPS多脉冲智能电渗透防水系统）也是一项比较理想的防水措施。

（4）综合管廊沿线每隔20m—30m左右应设置一道伸缩缝，伸缩缝中间设置钢板止水带，外侧用密封膏密封。同时设置构造加强筋。

结束语

综上所述，在针对地下综合管廊的设计过程中，我们要对设计进行一个深入的分析，从而保证地下综合管廊的设计更加的有效果，提高地下综合管廊的整体设计的质量。

参考文献：

[1]徐秉章.市政综合管廊建设运营相关问题探讨[J].城市管理与科技，2009（02）

[2]路阳，梁磊，张敏，王芳.基于“精明增长”的城市综合管廊规划研究[J].市政技术，2012（03）

[3]于丹，连小英，李晓东，卢钢.青岛市华贯路综合管廊的设计要点[J].给水排水，2013（05）