淺談綜合管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計重點與計算

莊旭東

（沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

綜合管廊工程主要是指的是實行統(tǒng)一規(guī)劃與建設(shè)于一體的地下建筑，它能夠?qū)⒅T多城市設(shè)置和管道進行集中管理和維護，還能夠?qū)⒊鞘兄械乃⑷細?、電信、電力等等諸多管道進行集中在一起，方便我們利用和資源共享。

1 綜合管廊設(shè)計的重點

在綜合管廊在設(shè)計的過程中，我們需要結(jié)合未來發(fā)展的規(guī)劃進行研究和分析。那么這就需要按照所在區(qū)域的城市整體規(guī)劃方案開展全面的分析和研究，找尋出市政管網(wǎng)中存在的問題和難點。另外綜合管廊的規(guī)劃還需要按照當?shù)貙嶋H管線建設(shè)情況，使其能夠在城市道路、軌道交通、給水排水等多項工程的基礎(chǔ)上，確保綜合管廊的布局［1］。

為了能夠最大限度集中城市的建設(shè)用地，從而在一定的程度上加強管線建設(shè)的安全性和標準化，我們需要在保障實際綜合管廊工程滿足經(jīng)濟、技術(shù)等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，實施施工和未來維護工作的開展。

2 綜合管廊常用結(jié)構(gòu)形式

綜合管廊它可以按照其施工方式的不同從而分為多種形式，因此下面我們介紹常用的幾種綜合管廊形式。

2.1 現(xiàn)澆混凝土綜合管廊

從目前的情況來看，可以發(fā)現(xiàn)隨著我國的管廊項目越來越多，其鋼筋混凝土現(xiàn)澆綜合管廊，它在我國的應(yīng)用中得到諸多人群的喜愛，主要是因為它具有強度高、防滲水效果好的等作用，因此在我國綜合管廊中使用的較為廣泛［2］。

結(jié)構(gòu)斷面形狀，綜合管廊標準面取決于所容納管線的種類、規(guī)格和數(shù)量等等參數(shù)，另外，我們還需要從以下幾個內(nèi)容出發(fā)：第一，管廊標準斷面內(nèi)部凈寬也需要滿足所容納的管線類型。第二，綜合管廊的內(nèi)部需要設(shè)置管道以及支架時，需要保障它的檢修通道凈寬不低于一米，當單側(cè)設(shè)置支架或管道時，檢修通道凈寬不宜小于0.9m。第三，在整個檢修通道中，它的整體寬度需要保持在2.2m左右，并且在其內(nèi)部中配備相關(guān)牽引車［3］。

2.2 預(yù)制裝配式綜合管廊

管廊預(yù)制裝配技術(shù)，這種技術(shù)通俗的說來便是將綜合管廊進行有效的拆分，使其它能夠在滿足明挖和暗挖的基礎(chǔ)中，進而將管廊的各個部件進行安裝，該方式它十分的綠色且環(huán)保，在當前受到諸多人群的喜愛。并且，這一種方法它能夠使用的種類材料比較多，因此，我們可以按照實際的其情況來進行操作，下面我們簡單介紹兩種。

第一，裝配式鋼筋混凝土綜合管廊，這一種管廊它的使用較為悠久，其性能十分穩(wěn)定，與其他的預(yù)制結(jié)構(gòu)進行對比，可以發(fā)現(xiàn)，它能夠做出任意大小任意形狀，但是因為項目實際的需求，常常會受到造價、性能等方面的限制［4］。

第二，裝配式鋼制綜合管廊，這一種管廊它具有剛性和柔性的特點，這便使得它能適用在一些容易出現(xiàn)沉降和變形的情況中，并且因為該鋼材它的本身具有較強的可塑性，這就使得隨著時代發(fā)展，越來越多的斷面形式被人們所探索，如圓形雙艙結(jié)構(gòu)、拱形三艙結(jié)構(gòu)等等［5］。

2.3 標準段預(yù)制異形段現(xiàn)澆相結(jié)合

在這一個過程中，我們可以直觀的了解到不論是現(xiàn)澆混凝土管廊還是預(yù)制裝配式管廊，這兩種管廊它們都有著屬于自身優(yōu)點和缺點，如圖1中內(nèi)容所示。因此，面對該情況，半預(yù)制管廊便衍生了，該管廊主要是按照現(xiàn)澆工藝技術(shù)進而衍生的一種技術(shù)，該技術(shù)它結(jié)合兩者管廊的特點［6］。

圖1 現(xiàn)澆管廊與預(yù)制管廊的對比

2.4 裝配式新材料綜合管廊

在當前隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，我們可以發(fā)現(xiàn)越來越多的新型復(fù)合材料被我們應(yīng)用在綜合管廊中。其中塑料管道它在綜合管廊的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越成熟，其中有著管廊結(jié)構(gòu)本體和廊內(nèi)管線等等。但是這一種綜合管廊它因為受到耐久性以及受力性等方面的影響效果，從目前的情況來看，暫時不能得到廣泛應(yīng)用［7］。

3 綜合管廊結(jié)構(gòu)計算

在本篇文章中，主要是依賴預(yù)制拼裝綜合管廊作為例子，來對其進行分析和研究的。在這一個過程中，我們需要對它的界面模型開展分析，從而了解到拼縫街頭對綜合管廊所造成的影響效果。另外，該過程我們需要采用ξ法來計算，該方式為旋轉(zhuǎn)彈簧ξ式，那么它的具體公式如下所示。

在上述這一些公式中，其K主要代表的為旋轉(zhuǎn)彈簧的常輸，用符號來代表變?yōu)椋?5000KN.M／rad≤K≤50000KN.M／rad。

在這一個過程中，可以了解到其M主要是依據(jù)彈簧模型的計算，從而得出的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這一種數(shù)據(jù)它能夠直觀的表明縱橫向拼縫街頭的設(shè)計設(shè)置。Mj指的為階段橫向彎矩數(shù)值。MZ指的為預(yù)制拼裝綜合管廊整澆彎矩設(shè)計數(shù)值。N指的是相關(guān)彈簧模型估算獲取的內(nèi)部軸力數(shù)據(jù)。Nj為相關(guān)軸力設(shè)計數(shù)值。ξ指相關(guān)彎矩影響系數(shù)。其中，可以發(fā)現(xiàn)其K與ξ之間的數(shù)值，可能會在一定的程度上受到拼縫構(gòu)成、形式、大小等多個內(nèi)容的影響。

4 管廊結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 管廊規(guī)劃布置

第一，綜合管廊斷面尺寸和埋深確定，關(guān)于綜合管廊的斷面尺寸參數(shù)這一個內(nèi)容而言，我們需要按照它的種類以及數(shù)量進行確定，這樣能夠在最大化限度中保障各項參數(shù)都符合標準。例如，當綜合管廊在位于道路機動車道下方的時候，我們需要使其它的埋深一般在2.5m左右。

第二，綜合管廊的節(jié)點處理，關(guān)于綜合管廊的節(jié)點內(nèi)容有著許多，例如十字路口、河道等等。假設(shè)當綜合管廊需要設(shè)置在十字路口時，我們需要將它設(shè)計為雙層可實現(xiàn)互動。

綜合管廊的防滲，當綜合管廊在處于水位比較高的時候，十分容易出現(xiàn)滲水的問題發(fā)生，那么我們就需要從下面幾個方面進行著手：1）控制變形，在最大化限度中提高每節(jié)箱涵的長度，從而有效避免變形縫的數(shù)量產(chǎn)生，另外在變形縫的設(shè)置中，還需減少分節(jié)間的沉降問題，從而為變形縫的防水性能打下堅實的基礎(chǔ)。2）控制變形，盡可能加大每一節(jié)箱涵的分解長度，有效制止變形縫的數(shù)量問題產(chǎn)生，另外還可以使用發(fā)泡塑料板等材料應(yīng)用，將其進行密封。3）管線出入預(yù)留口，該預(yù)留口它主要是起到防水的作用，能夠保障綜合管廊不會出現(xiàn)滲水漏水的情況發(fā)生。

4.2 管廊相關(guān)參數(shù)

第一，設(shè)計參數(shù)，我們在對綜合管廊的設(shè)計過程中，需要保障它的使用年限能夠在一百年以上，那么想要滿足這一個標準，就需要使得它內(nèi)部中的各個構(gòu)件與結(jié)構(gòu)安全相符合，滿足我國相關(guān)標準后，方可進行使用。

第二，規(guī)范構(gòu)造標準，我們可以發(fā)現(xiàn)在整個管廊結(jié)構(gòu)中，所應(yīng)用到的混凝土，它的強度都在C30以上，并且承重側(cè)壁的厚度不應(yīng)小于250mm，這樣才能夠構(gòu)造符合標準的管廊。

4.3 抗浮計算

在整個管廊結(jié)構(gòu)計算的過程中，我們需要讓它能夠滿足抗浮穩(wěn)定性作用，因此在計算過程中，可以不考慮側(cè)壁摩阻力，其他各項作用均可取標準值，使其它能夠滿足抗浮穩(wěn)定性系數(shù)，如公式所示：

FGk≥KfFfw，k

在這一個過程中，F(xiàn)Gk其主要指的是各種抗浮作用以及標準值兩者之間的和。Ffw，k指的是浮托力標準值。Kf指的是抗浮穩(wěn)定性系數(shù)，該系數(shù)不能低于1.1。

5 管廊結(jié)構(gòu)施工

因為受到地質(zhì)條件的特殊性以及環(huán)境的差異性特點，我們可以發(fā)現(xiàn)其管廊結(jié)構(gòu)的施工需要按照實際情況選擇方式，其施工的方式可以分為盾構(gòu)法，明挖法等等。

5.1 盾構(gòu)法

這一種方式，它是鋼制的活動防護裝置，主要應(yīng)用在海底、城市中心區(qū)等地區(qū)。并且該方式它一次挖的距離能夠等同于裝配式一環(huán)的寬度，從而在一定的程度上有效防止周邊土層出現(xiàn)變形。

5.2 明挖法

該方式主要指將地面進行挖開，當挖到符合相關(guān)標準的位置之后，我們需要由下向上的開展工作，進而對整體的結(jié)構(gòu)進行整合，最終開展回填工作。

6 結(jié)語

大致說來，在近一些年來隨著我國政策的不斷改進和提高，國內(nèi)綜合管廊工程得到了快速的發(fā)展，其各種各樣的材料和工法在實踐中得到應(yīng)用。但是不管是對于現(xiàn)澆混凝土管廊還是預(yù)制裝配式管廊，在設(shè)計和施工的過程中都有著屬于自身的優(yōu)點和缺點，那么我們就需要按照實際的情況來進行選擇管廊形式和方式，使得工程項目能夠在經(jīng)濟性、穩(wěn)定性方面取得較大提升。