綜合管廊設計重點與結構設計計算

蘇志欣 琚寧

綜合管廊設計重點與結構設計計算

蘇志欣1琚寧2

綜合管廊設計是地下空間綜合利用的重點技術，以現階段城市建設和土地應用情況為基礎，結合近年來綜合管廊設計的應用特點，分析綜合管廊設計重點與結構設計計算。并以預制拼裝綜合管廊結構為例。

綜合管廊設計的重點

綜合管廊設計需要結合未來發展規劃需求進行研究，這就需要結合所在區域的城市整體規劃建設方案進行全面分析，明確市政管網建設的問題和難點。

綜合管廊規劃應結合陜西省城鎮地下管線建設現狀，在城市道路、軌道交通、給水排水、熱力燃氣及電力通訊等專項規劃以及地下管線綜合規劃的基礎上，確定最終綜合管廊的布局。

為了集中陜西省應用城市的建設用地，提升陜西省城鎮管線建設安全和標準，需要確保實際綜合管廊工程建設滿足安全、經濟、技術優越等特點，以此為陜西省實際施工和未來維護工作提供有效的依據。

陜西省在實際發展中，推廣綜合管廊工程設計需要將總體、結構以及附屬設施等設計看作工作的重點，融入綜合管廊的管線需要實施專項管線設計。

綜合管廊的每一個艙室都要設計人們的出入口、逃生口、吊裝口以及進風口、排風口、管線分支口等，并且在周邊安置相應的警示標志。

綜合管廊結構計算

本文主要是以預制拼裝綜合管廊結構為例，分析其帶縱、橫向拼縫接頭的預制拼裝綜合管廊的界面內力計算模型需分析拼縫接頭的影響，這一影響可以應用Kξ法進行計算，也就是旋轉彈簧ξ法，其構建的截面內力分配需要結合下述公式進行計算：

上述公式中，K是指旋轉彈簧常數，25000kN·m/rad≤K≤50000 kN·m/ rad。

M是指依據旋轉彈簧模型計算獲取的帶縱、橫向拼縫接頭的預制拼裝綜合管廊截面內容構件的彎矩設計數值（kM·m）；Mj是指預制拼裝綜合管廊節段橫向拼縫接頭處彎矩設計數值（kM·m）；Mz是指預制拼裝綜合管廊節段整澆部位彎矩設計數值（kM·m）；N是指依據旋轉彈簧模型估算獲取的具備縱橫向接頭的預制拼裝綜合管廊截面內部構件的軸力設計數值（kN）；Nj是指預制拼裝綜合管廊節段橫向拼接接頭處軸力設計數值（kN）；Nz是指預制屏障綜合管廊節段整澆位置軸力設計數值（kM·m）；θ是指預制拼裝綜合管廊拼縫相對轉角（rad）；ξ是指拼縫接頭彎矩影響系數，在應用拼裝的過程中可以讓其等于0，在應用橫向錯縫拼裝的過程中可以控制在0.3到0.6之間。

其中K與ξ的取值受到拼縫構成、拼裝形式以及拼裝應力大小等多方面的因素影響，通常情況下可以依據實驗進行證明。

預制拼裝綜合管廊結構在應用預應力筋連接接頭或者是螺栓連接接頭的過程中，相關拼縫接頭的受彎承載力（如圖1所示）需要滿足下列公式：

上述公式中：M表示接頭彎矩設計數值（KN·m）；Fpy是指預應力筋或者是螺栓的抗拉強度設計數值（N/mm2）；Ap是指預應力筋或者是螺栓的截面面積（mm2）；h是指構件截面的高度（mm）；x是指構件混凝土受到壓力區域的截面高度（mm）；al是指系數，就是在混凝土強度等級不超出C50的時候，al可以取值為1.0，在混凝土強度等級達到C80的過程中，其取值為0.94，其中按線性內插法實施明確。

圖1 接頭受彎承載力計算簡圖

具備縱、橫向拼縫接頭的預制瓶裝綜合管廊結構需要依據荷載效果的標準進行組合，同時要了解長期作用影響對拼縫接頭的外緣張力量實施計算，并且滿足下述規定：

上述公式中：△表示的是預制拼裝綜合管廊縫外緣展開數量；△max是指拼縫外緣最大張開量約束數值，一般取2mm；h是指拼縫截面高度；K是指旋轉彈簧常數；Mk是指預制拼裝綜合管廊拼縫截面彎矩標準數值。

綜合管廊施工方法簡介

盾構法。這種方案是一種鋼制的活動防護裝置或者是活動支撐，其是依據軟弱含水層，主要是應用在海底、城市中心區域修建隧道中。在其的影響下，頭部可以安全的開挖地層，一次挖的距離等于裝配式襯砌一環的寬度。尾部可以裝配管片或者是砌塊，迅速組長成疏導永久襯砌，并且在襯砌與土層之間的空隙中添加水泥壓漿，預防周邊地層的繼續變形和圍巖壓力逐漸增加。

明挖法，其是指挖開地面，從上向下挖到設計要求的位置之后，自基地由下向上順序進行工作，從而整合隧道的主體結構，最終進行回填工作。

淺埋暗挖法。其是依據新奧法的基礎原理，在挖掘過程中應用多樣化的輔助工具加固圍巖，從而展現出圍巖強大的承載能力，在挖掘之后及時支護，封閉成環，促使其與圍巖一起影響構成強大的支護系統，從而有效預防圍巖過大產生變形的問題。

總而言之，通過全面分析綜合管廊工作的重點、綜合管廊結構設計以及綜合管廊施工方案等內容，促使人們對綜合管廊設計工作有所了解，并且在實際發展的過程中，結合所在區域的城市建設特點和方向，引用綜合管廊結構設計形式，明確自身城市的建設模型。因為在日益發展的時代中，綜合管廊是人們建設城市的不二選擇，其可以為人們帶來更為寬廣的生活空間，整合城市建設中的線路等內容，以此為城市發展創造一個優越、和諧的生活環境。

（作者單位：1.西北電力設計院有限公司；2.西安建筑科技大學華清學院）