預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊設(shè)計(jì)

郭少昱，孫 麗，常 松

（哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱150070）

0 引言

城市地下綜合管廊主要是經(jīng)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)后，集中將通信、電力、給排水、燃?xì)饧盁崃Φ仁姓A(chǔ)設(shè)施管線及其附屬設(shè)備在較大的一個(gè)管廊內(nèi)統(tǒng)一安放，進(jìn)而使各種管線的鋪設(shè)和管理實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一，對(duì)地下空間設(shè)施進(jìn)行合理利用，并在整體上使建設(shè)成本得到有效降低，以免造成不必要的重復(fù)建設(shè)。

1 預(yù)制裝配式混凝土綜合管廊的優(yōu)勢(shì)

結(jié)合綜合管廊主體混凝土結(jié)構(gòu)的不同，在設(shè)計(jì)上可分為裝配式混凝土綜合管廊、現(xiàn)澆式混凝土綜合管廊及處于以上兩種方式之間的疊合整體式混凝土綜合管廊3種類(lèi)型。本文主要針對(duì)預(yù)制裝配式混凝土綜合管廊的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。該設(shè)計(jì)方式的綜合管廊具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）可使項(xiàng)目總工期和基坑留存時(shí)間明顯縮短，設(shè)計(jì)施工效率顯著提高；（2）在施工中可由工廠進(jìn)行預(yù)制，可確?；炷两Y(jié)構(gòu)的外觀、質(zhì)量及耐久性等；（3）相對(duì)于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)而言，采取接口設(shè)計(jì)和預(yù)應(yīng)力技術(shù)，保證預(yù)制結(jié)構(gòu)的抗裂和抗?jié)B能力具有更優(yōu)異的表現(xiàn)；（4）與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相配合，使構(gòu)件呈現(xiàn)輕型化特點(diǎn)，節(jié)能環(huán)保，設(shè)計(jì)施工等綜合成本明顯降低。

2 總體設(shè)計(jì)

預(yù)制混凝土箱涵裝配式綜合管廊工程規(guī)劃應(yīng)符合城市總體規(guī)劃要求，規(guī)劃年限應(yīng)與城市總體規(guī)劃一致，并預(yù)留遠(yuǎn)景發(fā)展空間。工程規(guī)劃應(yīng)集約利用地下空間，統(tǒng)籌規(guī)劃綜合管廊內(nèi)部空間，協(xié)調(diào)綜合管廊與其他地下、地上工程的關(guān)系。

3 裝配式混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在裝配式預(yù)制產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，技術(shù)在此類(lèi)產(chǎn)品中對(duì)其優(yōu)勢(shì)具有支撐作用。綜合管廊設(shè)計(jì)、預(yù)制、施工、運(yùn)營(yíng)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等諸多方面都離不開(kāi)技術(shù)?？v觀裝配式混凝土綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，主要分為綜合管廊艙室、節(jié)點(diǎn)、接頭防水及綜合管廊附屬設(shè)施等幾方面的設(shè)計(jì)。

3.1 裝配式混凝土綜合管廊艙室設(shè)計(jì)

3.1.1 艙室斷面型式

結(jié)合綜合管廊建設(shè)地點(diǎn)的地質(zhì)條件、受力狀態(tài)等方面的因素綜合考慮，艙室斷面可采用單艙斷面、雙艙及多艙斷面3種設(shè)計(jì)型式。通常單艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取圓形、矩形及異形結(jié)構(gòu)斷面型式。在頂進(jìn)法和盾構(gòu)法施工中圓形結(jié)構(gòu)斷面比較適用，在頂進(jìn)法和明挖覆蓋施工中矩形結(jié)構(gòu)斷面比較適用，在明挖覆蓋施工中異形結(jié)構(gòu)斷面比較適用。雙艙、多艙結(jié)構(gòu)采取矩形結(jié)構(gòu)斷面組合型式[1]。

3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)艙預(yù)制方式

通過(guò)研究地下綜合管廊設(shè)計(jì)方案及常規(guī)施工經(jīng)驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)艙不同的艙數(shù)，可采取合理且不同的預(yù)制方式。單艙斷面時(shí)，采用整體預(yù)制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)艙進(jìn)行設(shè)計(jì)；雙艙斷面時(shí)，采用上、下兩塊預(yù)制對(duì)標(biāo)準(zhǔn)艙進(jìn)行設(shè)計(jì)；多艙斷面時(shí)，采用分頂板、底板、側(cè)壁幾塊預(yù)制及預(yù)制結(jié)合現(xiàn)澆方式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)艙進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.1.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在綜合管廊整體設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)主要涵蓋河道、十字或丁字路口、地鐵、人行地道、高架道路樁基等重要地下工程設(shè)施及目前存在的大口徑雨污水管道。綜合管廊在十字或丁字路口，可采取雙層或加寬平面尺寸而使互通功能得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法。此外，綜合管廊在該部位可能對(duì)道路進(jìn)行橫穿，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)道路車(chē)輛荷載影響綜合管廊結(jié)構(gòu)的程度進(jìn)行綜合考慮[2]。

3.1.4 接頭防水設(shè)計(jì)

通常采用承插式接頭設(shè)計(jì)整體預(yù)制構(gòu)件的接頭縱縫一般都是直線形。在防水能力設(shè)計(jì)方面，艙室接頭接縫部位主要采用雙膠圈的橡膠密封膠條設(shè)計(jì)方法。完成預(yù)制后，應(yīng)采用密封墊對(duì)艙室接頭接縫部位進(jìn)行閉水試驗(yàn)，并客觀評(píng)價(jià)其防水效果，最后方可投入使用。

3.1.5 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

在防火分區(qū)設(shè)計(jì)方面，管廊內(nèi)防火區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)每間隔200 m設(shè)置一個(gè)，可利用防火墻、阻火包、甲級(jí)防火門(mén)等設(shè)計(jì)方法分隔空間。滅火器、消防箱等用于消防的一些設(shè)施應(yīng)設(shè)置在人員出入口位置。

在檢查孔設(shè)計(jì)方面，為使管廊內(nèi)管線便于管理及維護(hù)，可采用檢查孔間隔一定距離進(jìn)行設(shè)置。電力管廊出入口設(shè)計(jì)應(yīng)按照800 mm直徑標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)有管廊用于通行蒸汽管道，事故人孔間距應(yīng)小于100 m。管廊用于通行熱水管道的可設(shè)計(jì)事故人孔間距小于400 m[3]。

在投料口設(shè)計(jì)方面，為使材料在管廊內(nèi)進(jìn)出更加便利，通常應(yīng)在每個(gè)防火分區(qū)設(shè)計(jì)不少于1個(gè)，200 m間距的投料口。安裝孔應(yīng)大于0.6 m寬度，同時(shí)比管廊內(nèi)最大管道外徑大0.1 m，在管溝中確保6 m長(zhǎng)的管子正常進(jìn)入。投料口應(yīng)達(dá)到7 m長(zhǎng)，寬度可按照管徑大小進(jìn)行確定。

在通風(fēng)口設(shè)計(jì)方面，為確保溝內(nèi)溫度達(dá)到正常范圍，風(fēng)量保持新鮮，通?？刹扇∽匀煌L(fēng)結(jié)合機(jī)械通風(fēng)方式，分別將進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口設(shè)置在防火分區(qū)兩端，并將常開(kāi)的電動(dòng)防煙防火調(diào)節(jié)閥設(shè)置在每個(gè)風(fēng)口部位。

在集水坑設(shè)計(jì)方面，對(duì)溝內(nèi)檢修時(shí)的泄水通常采用集水坑進(jìn)行輸送和收集，利用自流或壓力向室外排放。集水坑設(shè)置在每個(gè)防火分區(qū)低點(diǎn)部位，通常有效容積設(shè)計(jì)大于2 m3，長(zhǎng)寬分別不小于1.2 m，深度大于1.6 m。

3.2 裝配式混凝土綜合管廊艙室的現(xiàn)場(chǎng)拼裝技術(shù)

3.2.1 艙室吊裝

在預(yù)制過(guò)程中艙室預(yù)制構(gòu)件已將吊點(diǎn)埋設(shè)在其上，現(xiàn)場(chǎng)吊裝過(guò)程中，對(duì)預(yù)制構(gòu)件接頭部位應(yīng)多加關(guān)注[4]。預(yù)制構(gòu)件接頭是一種剛?cè)岵?jì)型接頭，止水一般應(yīng)用橡膠密封膠條，構(gòu)件之間的張拉鎖緊利用PC鋼棒或鋼絞索，管廊產(chǎn)生的沉降不均勻只是造成接縫呈現(xiàn)微張狀態(tài)，接頭部位還可確保防水效果良好。

3.2.2 接縫處理

滲漏設(shè)防主要是以裝配式混凝土綜合管廊接縫部位為重點(diǎn)，采用復(fù)合防水構(gòu)造措施使主體結(jié)構(gòu)變形縫防水，與外貼防水層復(fù)合使用中埋式橡膠止水帶達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，受建筑產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代趨勢(shì)的影響，隨著相關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范相繼出臺(tái)，裝配式綜合管廊已成為一個(gè)主要發(fā)展方向。在實(shí)際中，裝配式綜合管廊投入還需要較高的門(mén)檻，需要的設(shè)計(jì)技術(shù)水平、人才及建設(shè)經(jīng)費(fèi)等都相對(duì)較高，所以，應(yīng)由具有較雄厚實(shí)力的大型企業(yè)牽頭，在縱橫向方面構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)鏈。近年來(lái)，我國(guó)積極倡導(dǎo)綠色建筑，使其成為一個(gè)建筑新理念。裝配式建筑因其生產(chǎn)方式上具有綠色及建設(shè)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)而成為一個(gè)必然選擇[5]。裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也加強(qiáng)了對(duì)部品、部件的要求，在市場(chǎng)中提高預(yù)制構(gòu)件企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，并為處于發(fā)展困境中的行業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展機(jī)遇。在城市地下管廊發(fā)展中，裝配式綜合管廊已逐漸成為趨勢(shì)，對(duì)于促進(jìn)綠色建筑發(fā)展也具有重要作用，同時(shí)推進(jìn)了建筑工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程，也為設(shè)計(jì)企業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展商機(jī)。

[1]李林峰.地下綜合管廊在城市建設(shè)中的運(yùn)用研究及實(shí)踐[J].中國(guó)西部科技，2015(11)：3-5.

[2]涂鐵銘.地下綜合管廊在城市建設(shè)中的運(yùn)用研究及實(shí)踐 [J].門(mén)窗，2016(9)：37-40.

[3]俞廷標(biāo)，張學(xué)林.裝配式混凝土預(yù)制件安裝施工危險(xiǎn)源如何辨識(shí)[J].建筑工人，2016(10)：92-95.

[4]肖明.《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)構(gòu)系統(tǒng)解讀[J].建筑，2016(4)：101-103.

[5]王廣明，劉美霞.裝配式混凝土建筑綜合效益實(shí)證分析研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017(3)：38-40.