城市地下綜合管廊發(fā)展及研究狀況

中泰泰國國際際城城市市綜綜合合管管廊廊介介紹紹城市市地地下下綜綜合合管管廊廊發(fā)展展及及研研究究狀狀況況一、、管管廊廊概概述述二二、、國國內內外外綜綜合合管管廊廊的的發(fā)發(fā)展展三三、、現(xiàn)現(xiàn)澆澆和和預預制制綜綜合合管管廊廊比比較較四四、、研研究究狀狀況況五五、、典典型型試試驗驗六六、、研研究究展展望望目錄錄1.管廊廊概概述述1.1綜合合管管廊廊的的定定義義及及分分類類綜合合管管廊廊，，又又名名共共同同溝溝、、共共同同管管道道、、綜綜合合管管溝溝，，是是指在在城城市市道道路路下下面面建建造造一一個個市市政政共共用用隧道道，，將將電電力力、、通通信信、、供供水水、、燃燃氣氣等等多多種種市市政政管管線線集集中中在在一一體體，，實實行行“統(tǒng)一一規(guī)規(guī)劃劃、、統(tǒng)統(tǒng)一一建建設設、、統(tǒng)統(tǒng)一一管管理理”，以以做做到到地地下下空空間間的的綜綜合合利利用用和和資資源源的的共共享享。。干線線型型綜綜合合管管廊廊支線線型型綜綜合合管管廊廊纜線線型型綜綜合合管管廊廊1.管廊廊概概述述1.2為什什么么要要建建綜綜合合管管廊廊？？城市市消消除除““拉拉鏈鏈路路””地下下空空間間開開發(fā)發(fā)海海綿綿城城市市地下下管管線線安安全全運運營營城市市環(huán)環(huán)境境建建設設1.管廊廊概概述述1.3常用用斷斷面面錯位位箱箱涵涵錯位位單單倉倉并并排排箱箱涵涵錯位位的的雙雙倉倉箱箱涵涵錯位位單單倉倉現(xiàn)現(xiàn)場場施施工工1.管廊廊概概述述1.3常用用斷斷面面三個個單單倉倉箱箱涵涵并并排排連連接接立式式箱涵涵混凝凝土土箱箱涵涵連連接接形形式式主主要要有有兩兩種種，，構構件件間間帶帶有有縱向向鎖鎖緊緊裝裝置置(縱向向串串接接接接口口)的連連接接；；構件件間間無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的連連接接。。構件件間間無無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連連接接又又分分為為剛性性接接口口和和柔柔性性接接口口。1.管廊廊概概述述1.4接口口形形式式企口口采采用用承承插插口口柔柔性性連連接接，，能能較較好好的的抵抵御御地地基基沉沉降降的的影影響響。。遇水水膨膨脹脹橡橡膠膠圈圈彈性性橡橡膠膠密密封封圈圈混凝凝土土箱箱涵涵連連接接形形式式主主要要有有兩兩種種，，構構件件間間帶帶有有縱向向鎖鎖緊緊裝裝置置(縱向向串串接接接接口口)的連連接接；；構件件間無無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連接接。。構件件間間無無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連連接接又又分為為剛剛性性接接口口和和柔柔性性接接口口。。1.管廊廊概概述述1.4接口口形形式式1——箱涵涵A；2——箱涵涵B；3——預應應力力鋼鋼筋筋；；4——錨固固螺螺母母；；5——張拉拉油油缸缸(a)——貫穿穿式式連連接接(b)——相鄰鄰箱箱體體式式連連接接混凝凝土土箱箱涵涵連連接接形形式式主主要要有有兩兩種種，，構構件件間間帶帶有有縱向向鎖鎖緊緊裝裝置置(縱向向串串接接接接口口)的連連接接；；構件件間間無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連接接。。構件件間間無無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連連接接又又分為為剛剛性性接接口口和和柔柔性性接接口口。。1.管廊廊概概述述1.4接口口形形式式螺栓栓連連接接搭板板連連接接型型混凝凝土土箱箱涵涵連連接接形形式式主主要要有有兩兩種種，，構構件件間間帶帶有縱縱向向鎖鎖緊緊裝裝置置(縱向向串串接接接接口口)的連連接接；；構件件間間無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的連接接。。構件件間間無無約約束束鎖鎖緊緊裝裝置置的的連連接接又又分為為剛性性接接口口和和柔柔性性接接口口。1.管廊廊概概述述1.4接口口形形式式小企企口口2.國內內外外綜綜合合管管廊廊的的發(fā)發(fā)展展世界界上最最早早規(guī)規(guī)劃劃建建設設綜綜合合管管廊廊的的國國家家是是法法國國（1832）我國國于1958年在在北北京京天天安安門門廣廣場場下下建建設設了了第第一一條條綜綜合合管管廊廊，，之之后后，，綜綜合合管管廊廊的的建建設設一一直直沒有有得到有力力的的推動動上海海世世博博會會綜綜合合管管廊廊是是國國內內第第一一條條預預制制拼拼裝裝施施工工工工藝藝的的綜綜合合管廊廊2.1發(fā)展展歷歷史史2.國內內外外綜綜合合管管廊廊的的發(fā)發(fā)展展時間應用概況1993上海政府在浦東規(guī)劃并建設了我國第一條現(xiàn)代綜合管廊——張楊路綜合管2004廣州大學城綜合管溝，干線綜合管溝，全長約10公里；5條支線綜合管溝，長度總和約7公里，是國內目前距最長、規(guī)模最大、體系最完善的綜合管溝2007天津橫跨海河共同溝開始施工，采用盾構掘進，預制管片組裝，全長226.5m2010上海世博會園區(qū)綜合管廊工程在國內首次將預制預應力施工工藝應用于綜合管廊結構。園區(qū)綜合管廊總長約6.4km，其中預制預應力綜合管廊示范段長約200m2.2預制制拼裝裝綜綜合合管管廊廊的的應應用用3.現(xiàn)澆澆與與預預制制綜綜合合管管廊廊比比較較現(xiàn)澆澆綜合合管管廊廊預制制綜合合管管廊廊：抗沉沉降降、、抗抗浮浮能能力力差差受外外荷荷載載（（如如地地震震））作作用用，，易易發(fā)發(fā)生生折斷斷涵管管縱向向配配筋筋量量也也需需加加大大良好好的的抗抗?jié)B滲性性能能“柔柔性性””接接頭頭抗震震功功能能強強鋪設設為為弧弧線線形形管管道道3.1結構構性性能能3.現(xiàn)澆澆與與預預制制綜綜合合管管廊廊比比較較90°°轉角角丁字字法法十字法法3.2預制制管管廊廊轉轉角角做做法法項目目名名稱稱：：上海海世世博博會會地地下下綜綜合合管管廊廊施工工工工法法：：現(xiàn)澆澆施施工工、、預預制制裝裝配配化化施施工工工程程量量：：現(xiàn)澆澆段段段總總長長6.2km；預制制段段混凝凝土土管廊廊總總長長200m產品尺寸寸：外寬3.3m，外高3.8m，長度2m，壁厚300mm分析目的的：以25m長度作為為一個標標準段，，對兩種種施工工工法進行行工期和和成本分分析，研研究預制制箱涵的的經(jīng)濟性性結果：預制綜合合管廊應應作為建建設地下下綜合管管廊的首首選施工工工法。。項目信息息3現(xiàn)澆與預制制綜合管管廊比較較3.3工程實例例對比施工工期施工成本社會效益環(huán)保效益●預制：：土建總總成本29.5萬●現(xiàn)澆：：土建總總成本30.9萬◆結果：預制節(jié)約約1.4萬，成本降低低4%●預制：：22d●現(xiàn)澆：：40d◆結果果：預制節(jié)省省18d，縮短45%工期●預制：干作業(yè)，噪聲小，污染小，施工文明有序●現(xiàn)澆：濕作業(yè)，噪聲污染嚴重◆結果：預制環(huán)保效益好●預制施施工快速速，可迅迅速回填填、對社社會經(jīng)濟濟影響小小●現(xiàn)澆：：開挖時時間長，，造成影影響大◆結果：預制施工工社會效效益顯著著3現(xiàn)澆與預制制綜合管管廊比較較不含土石石方開挖挖，僅包包括箱涵涵產品及及施工服服務的造造價對比比：10公里以內內：預制制超過現(xiàn)現(xiàn)澆＞10公里：預預制低于于現(xiàn)澆對比結果果：預制制綜合管管廊應作作為建設設地下綜綜合管廊廊的首選選施工工工法。3.4經(jīng)濟效益益與社會效效益分析析4.研究狀況況4.1管廊震害害在地下結結構中，國內以以明挖方式式施工的的淺埋地地下涵管管式結構構應用廣廣泛，美國和和西方國家曾經(jīng)經(jīng)統(tǒng)計過，，埋深越越淺，綜綜合管廊廊受地震震破壞越越嚴重。。4.研究狀況況4.2地震波作用下地下結構的的變形4.研究狀況況4.34.研究狀況況4.4綜合管廊廊抗震研究概況況編號時間研究者研究內容主要結論11970s高田至郎等共同溝由于填土液化導致的破壞機理治理措施、抗震設計施工方法、抗震加固21990sO’RourkeEarthquakeResistantDesignofLifelineFacilitiesand

CountermeasuresAgainstSoilLiquefaction土體的大變形和地震波;31990s林皋院士地下結構在地震作用下的反應特性、抗震設計慣性力作用很小考慮變形、延性42009李杰等均勻場地土下共同溝分別在一致激勵、非一致激勵和瑞利波作用下的地震反應規(guī)律的分析研究非一致激勵地震作用近似Rayleigh地震波52009湯愛平共同溝結構體系振動臺模型試驗與分析溝體與溝內管道、管線地震

反應明顯不同62011胡翔薛偉辰預制預應力綜合管廊整體結構受力性能試驗研究、接頭受力性能試驗板內的普通鋼筋應變較小,接頭滿足平截面假定,變形主要由相對轉動引起4.研究狀況況4.5影響地下綜合合管廊結結構地震震響應的的因素綜合管廊地震響應影響因素接觸面飽和土體行波瑞利波非一致激勵邊界條件4.考慮行波波效應，，結構的的應變有有所增大大，增大大大小與與波速有有關。Rayleigh波作用下下，結構構變形通通常較大大1.主要考慮慮自由邊邊界和無無限單元元對計算算結構的的影響。。當邊界界自由時時，結構構反應明明顯偏小小3.僅考慮土土體為飽飽和的情情況，有有效應力力法由于于考慮了了土體中中孔隙水水的作用用，計算算結果小小于總應應力法。。5.長線型地地下結構構非一致致激勵顯顯著大于于一致激勵勵的2.主要考慮慮不同接接觸參數(shù)數(shù)的影響響。在土土體與結結構相互互作用分分析中，，不考慮慮接觸面面之間的的滑移將將增大結結構的響響應5.典型試驗驗5.1非一致地震震激勵地地下綜合合管廊振振動臺模模型試驗驗研究試驗概況況：設計計了兩個個完全相相同的模模型箱，層狀剪剪切模型型箱在消除邊界效應應和滿足足土體的的水平層層狀變形形方面具具有較好好的特性性采用兩個個地震激激勵來代代替綜合合管廊上上實際的的多點激激勵橫向激振振時層狀狀剪切模模型箱設設計圖(單位:mm)縱向激振振時層狀狀剪切模模型箱設設計圖(單位:mm)試驗中的的層狀剪剪切模型型箱模型結構構接頭位位置示意意345125.典型試驗5.2主要結論論非一致縱縱向激勵勵作用下下，模型型結構最最大應變變分布為為中部大兩兩端小，且隨輸輸入加速速度峰值值的增大大而增大大1地震激勵勵是其產產生縱向向應變響響應的根根本原因因，只有有在縱向非一一致地震震激勵下，結構構才會有有縱向內內力響應2輸入加速速度峰值值的增加加，結構構的加速速度響應應會出現(xiàn)現(xiàn)大于其其周圍場場地土加加速度的的情形，，而且這這種情況況在有接頭的的條件下下更為明明顯3目前規(guī)范范分析中中采用場場地變形形對地下下結構縱縱向地震震響應進進行設計計的方法法具有一一定的可可行性，，但具有有一定誤誤差。地地震動的的非一致性性和接觸觸面破壞壞共同導致致了結構接頭頭的響應45.典型試驗5.3預制預應力綜綜合管廊廊受力性性能試驗驗研究試驗概況況：接頭頭試驗試件采用1:1足尺模型，由由2塊1m寬300mm厚的預應力力筋連接的預制板帶帶拼接組組成計算簡圖圖豎向加載載示意圖圖5.典型試驗5.4預制預應力綜綜合管廊廊受力性性能試驗驗研究試驗概況況：整體體結構受受力性能能試驗采采用1:1足尺模型型試件，，整體結構構模型試件件由兩個個橫向預預制節(jié)段段經(jīng)張拉拉預應力筋筋拼裝而成成破壞機制制整體結構構試件加加載示意意圖主要結論論：試件的最終破破壞形態(tài)態(tài)均為角角部加腋腋區(qū)外緣緣混凝土土剪切破破壞接頭剛度度對預制制預應力綜綜合管溝的正正常使用用狀態(tài)有有較大影響兩試件具有良好的位位移延性性I①接頭宜宜采用預應力筋筋、螺栓栓或承插插式接頭②僅帶縱向拼縫縫接頭采用的的的截面內力力計算模型為閉閉合框架模型③帶縱、橫向向拼縫接接頭的預制綜綜合管廊廊內力計計算模型型應考慮慮拼縫接接頭影響響（旋轉轉彈簧模模型K-ξ法）一般規(guī)定定：設計使用用年限為為100年，按乙乙類建筑筑物進行行抗震設設計，裂裂縫控制制等級為為三級，，最大裂裂縫寬度度限值應應小于或或等于0.2mm，且不得得貫通現(xiàn)澆綜合合管廊II截面計算算模型采采用閉合合框架模型構造要求求III①管廊主主要承重重側壁的的厚度不不宜小于于250mm，非承重重墻和隔隔墻等構構件的厚厚度不宜宜小于200mm②混凝土保保護層厚厚度迎水水面不宜宜小于50mm，其它部部位按《混凝土結結構設計計規(guī)范》GB50010確定③由地震震響應結結構特點點，管廊廊角部內內力較大大，該處處配筋須須加強加加密6結構設計計預制綜合合管廊6.1計算模型型6結構設計計1—綜合管廊廊頂板荷荷載；2—綜合管廊廊地基反反力；3—綜合管廊側向向水土壓壓力；4—拼縫接頭頭旋轉彈簧簧現(xiàn)澆綜合合管廊閉閉合