预制混凝土箱涵装配式综合管廊设计

郭少昱，孙 丽，常 松

（哈尔滨市市政工程设计院，黑龙江 哈尔滨150070）

0 引言

城市地下综合管廊主要是经合理规划设计后，集中将通信、电力、给排水、燃气及热力等市政基础设施管线及其附属设备在较大的一个管廊内统一安放，进而使各种管线的铺设和管理实现集中统一，对地下空间设施进行合理利用，并在整体上使建设成本得到有效降低，以免造成不必要的重复建设。

1 预制装配式混凝土综合管廊的优势

结合综合管廊主体混凝土结构的不同，在设计上可分为装配式混凝土综合管廊、现浇式混凝土综合管廊及处于以上两种方式之间的叠合整体式混凝土综合管廊3种类型。本文主要针对预制装配式混凝土综合管廊的设计进行分析研究。该设计方式的综合管廊具有以下优势：（1）可使项目总工期和基坑留存时间明显缩短，设计施工效率显著提高；（2）在施工中可由工厂进行预制，可确保混凝土结构的外观、质量及耐久性等；（3）相对于现浇混凝土结构而言，采取接口设计和预应力技术，保证预制结构的抗裂和抗渗能力具有更优异的表现；（4）与预应力技术相配合，使构件呈现轻型化特点，节能环保，设计施工等综合成本明显降低。

2 总体设计

预制混凝土箱涵装配式综合管廊工程规划应符合城市总体规划要求，规划年限应与城市总体规划一致，并预留远景发展空间。工程规划应集约利用地下空间，统筹规划综合管廊内部空间，协调综合管廊与其他地下、地上工程的关系。

3 装配式混凝土综合管廊结构设计

在装配式预制产品设计中，技术在此类产品中对其优势具有支撑作用。综合管廊设计、预制、施工、运营及运营维护等诸多方面都离不开技术。纵观装配式混凝土综合管廊结构设计的整个流程，主要分为综合管廊舱室、节点、接头防水及综合管廊附属设施等几方面的设计。

3.1 装配式混凝土综合管廊舱室设计

3.1.1 舱室断面型式

结合综合管廊建设地点的地质条件、受力状态等方面的因素综合考虑，舱室断面可采用单舱断面、双舱及多舱断面3种设计型式。通常单舱结构设计采取圆形、矩形及异形结构断面型式。在顶进法和盾构法施工中圆形结构断面比较适用，在顶进法和明挖覆盖施工中矩形结构断面比较适用，在明挖覆盖施工中异形结构断面比较适用。双舱、多舱结构采取矩形结构断面组合型式[1]。

3.1.2 标准舱预制方式

通过研究地下综合管廊设计方案及常规施工经验，按照标准舱不同的舱数，可采取合理且不同的预制方式。单舱断面时，采用整体预制对标准舱进行设计；双舱断面时，采用上、下两块预制对标准舱进行设计；多舱断面时，采用分顶板、底板、侧壁几块预制及预制结合现浇方式对标准舱进行设计。

3.1.3 节点设计

在综合管廊整体设计中，节点设计是一个重点。节点主要涵盖河道、十字或丁字路口、地铁、人行地道、高架道路桩基等重要地下工程设施及目前存在的大口径雨污水管道。综合管廊在十字或丁字路口，可采取双层或加宽平面尺寸而使互通功能得以实现的设计方法。此外，综合管廊在该部位可能对道路进行横穿，节点设计过程中，应对道路车辆荷载影响综合管廊结构的程度进行综合考虑[2]。

3.1.4 接头防水设计

通常采用承插式接头设计整体预制构件的接头纵缝一般都是直线形。在防水能力设计方面，舱室接头接缝部位主要采用双胶圈的橡胶密封胶条设计方法。完成预制后，应采用密封垫对舱室接头接缝部位进行闭水试验，并客观评价其防水效果，最后方可投入使用。

3.1.5 附属设施设计

在防火分区设计方面，管廊内防火区设计应每间隔200 m设置一个，可利用防火墙、阻火包、甲级防火门等设计方法分隔空间。灭火器、消防箱等用于消防的一些设施应设置在人员出入口位置。

在检查孔设计方面，为使管廊内管线便于管理及维护，可采用检查孔间隔一定距离进行设置。电力管廊出入口设计应按照800 mm直径标准，设有管廊用于通行蒸汽管道，事故人孔间距应小于100 m。管廊用于通行热水管道的可设计事故人孔间距小于400 m[3]。

在投料口设计方面，为使材料在管廊内进出更加便利，通常应在每个防火分区设计不少于1个，200 m间距的投料口。安装孔应大于0.6 m宽度，同时比管廊内最大管道外径大0.1 m，在管沟中确保6 m长的管子正常进入。投料口应达到7 m长，宽度可按照管径大小进行确定。

在通风口设计方面，为确保沟内温度达到正常范围，风量保持新鲜，通常可采取自然通风结合机械通风方式，分别将进风口和排风口设置在防火分区两端，并将常开的电动防烟防火调节阀设置在每个风口部位。

在集水坑设计方面，对沟内检修时的泄水通常采用集水坑进行输送和收集，利用自流或压力向室外排放。集水坑设置在每个防火分区低点部位，通常有效容积设计大于2 m3，长宽分别不小于1.2 m，深度大于1.6 m。

3.2 装配式混凝土综合管廊舱室的现场拼装技术

3.2.1 舱室吊装

在预制过程中舱室预制构件已将吊点埋设在其上，现场吊装过程中，对预制构件接头部位应多加关注[4]。预制构件接头是一种刚柔并济型接头，止水一般应用橡胶密封胶条，构件之间的张拉锁紧利用PC钢棒或钢绞索，管廊产生的沉降不均匀只是造成接缝呈现微张状态，接头部位还可确保防水效果良好。

3.2.2 接缝处理

渗漏设防主要是以装配式混凝土综合管廊接缝部位为重点，采用复合防水构造措施使主体结构变形缝防水，与外贴防水层复合使用中埋式橡胶止水带达到预期设计效果。

4 结语

综上所述，受建筑产业升级换代趋势的影响，随着相关政策、法规、标准及规范相继出台，装配式综合管廊已成为一个主要发展方向。在实际中，装配式综合管廊投入还需要较高的门槛，需要的设计技术水平、人才及建设经费等都相对较高，所以，应由具有较雄厚实力的大型企业牵头，在纵横向方面构筑产业链。近年来，我国积极倡导绿色建筑，使其成为一个建筑新理念。装配式建筑因其生产方式上具有绿色及建设周期短等明显优势而成为一个必然选择[5]。装配式建筑结构设计也加强了对部品、部件的要求，在市场中提高预制构件企业的竞争力，并为处于发展困境中的行业创造良好的发展机遇。在城市地下管廊发展中，装配式综合管廊已逐渐成为趋势，对于促进绿色建筑发展也具有重要作用，同时推进了建筑工业化发展的进程，也为设计企业创造了良好的发展商机。

[1]李林峰.地下综合管廊在城市建设中的运用研究及实践[J].中国西部科技，2015(11)：3-5.

[2]涂铁铭.地下综合管廊在城市建设中的运用研究及实践 [J].门窗，2016(9)：37-40.

[3]俞廷标，张学林.装配式混凝土预制件安装施工危险源如何辨识[J].建筑工人，2016(10)：92-95.

[4]肖明.《装配式混凝土建筑技术标准》结构系统解读[J].建筑，2016(4)：101-103.

[5]王广明，刘美霞.装配式混凝土建筑综合效益实证分析研究[J].建筑结构，2017(3)：38-40.