综合管廊结构设计要点分析

韩京帅

潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东 潍坊 261061

引言

随着各项技术的持续变革综合管廊建设工作步入了新的发展阶段。管廊工程对于我国经济建设而言有着非常重要的意义，通过管廊工程可以有效保障建筑工程的稳定性。该工程属于一项线性工程，当前由于技术上的一些限制依然无法采取有效措施对地裂缝进行有效的避让。因此有必要对其进行分析，从而为我国该城市经济腾飞提供强大的支撑[1]。

1 工程概况

该市的某综合管廊工程全长为4001m，其内部收纳的管线包括天然气、电力等各类管线。此外为了满足人们的实际应用需求以及城市发展的具体要求，还在其上面布置了两个雨水舱。该管廊工程的主体属于钢筋混凝土结构，该结构在实际应用中拥有非常强大的结构强度优势。参考城市规划的具体情况以及管廊规范的要求，最终拟定该工程的设计年限为100年。在应用中为了有效防止地震对其产生的破坏，根据当地的抗震设防要求，按抗震设防烈度8度考虑。此外由于该工程对于周边居民的人身安全较为重要，因此将其结构安全等级设立为一级。整体混凝土结构环境类别为a-C类，最大允许裂缝宽度为0.2mm。为了保障相关工作的稳定性未将其进行有效贯通[2]。

2 结构体系选择

综合管廊结构设计需要根据项目的规范要求、施工条件、自身特点等方面，综合考虑设计，现阶段有4种结构设计体系应用较多较为常见，技术也比较成熟，其相互比较见表1。

表1 4种综合管廊结构体系比选

3 防水设计

综合管廊工程由于其实际应用特点以及需要发挥的功能，人们一般将其修建在城市地表以下的岩土当中。在该工程实际应用的过程当中会受到来自周边环境因素的影响，例如地下水等会对其混凝土结构产生一定程度的腐蚀。因此，为了尽可能保障管护工程的使用寿命以及使用质量，人们一般会为其表面设置一些防水措施，从而有效防止地下水对管廊工程的合理使用产生影响，让地下管廊工程能够更加长久地使用下去（如图1顶板、图2外墙防水措施）。在设计工作实际进行中，为了有效保障其设计质量以及防止其功能发挥受到影响，设计人员应当牢牢把握的一个设计原则，是以结构自防水作为设计工作的实际进行根本的施工。对于施工缝来说包括变形缝等一些细部构造，应当进一步加大防水措施的设立力度。此外，还应当在结构迎水面设置一些柔性的全包覆防水层，从而使其防水效果得到实质性的加强。为了防止意外情况的发生，应当以该结构的自防水作为各项工作的开展根本。采取有效措施结合混凝土的具体结构构成对混凝土的抗渗等级进行合理化控制，还应当采取有效技术对整体结构的裂缝宽度进行有效把控。最后，要想使综合管廊使用寿命得到保障，防止其在后续使用中功能无法正常发挥，应当进一步加大对防水设计工作的关注力度。结构防水工作在实际进行中，经过综合考虑之后采用具备自防水功能的混凝土，该混凝土等实际抗渗等级可以高达P10[3]。

图1 顶板防水做法

图2 外墙板防水做法

为了全面补偿混凝土在后续使用中可能产生的一些收缩变形，最终使得混凝土在实际应用中抵抗裂缝以及抵抗渗水的能力得以全面加强。就一般情况而言，为了保障综合管廊的使用质量，一般其主体构建都是应用补偿收缩水泥浇灌而成的。同时，为了进一步保障其防水效果，一般会在施工缝处设置一定数量的钢板止水带。这种止水带的止水效果非常突出，可以有效防止施工缝渗水。而在变形缝当中为了有效防止其犹豫液体的渗透而产生腐蚀，对其设置埋式钢边橡胶止水带及遇水膨胀止水条。通过这样的方式可以全面保障防水效果，有效防止后期在使用中发生渗水等不良现象。在变形缝的内外表面都采取功能强大的防水填料对其进行合理化封堵，从而在最大限度上保障其防水效果。

4 管廊跨地域裂缝段的处理措施

由于该地区的地质原因，施工地点存在有一定量的地裂缝。地裂缝将会对管廊的使用产生一定的影响。具体的破坏机理如下所示：首先，地裂缝上盘随着时间点的推移会不断地下降，最终导致位于上盘的管廊扩底部产生脱空行为。而脱空现象一旦产生，管廊将会在后续使用的过程当中在周边土体的摩擦力作用下进一步产生开裂破坏。由于管廊本身结构以及摩擦力的方向会使管廊形成环向开裂的破坏模式。当箱型隧道结构以30度穿越地裂缝时，结构变形的破坏会存在一定的不对称现象，且会随着地裂缝的上下盘产生相对位移。在实际位移中首先会产生扭转变形，随后会继续发生弯曲以及剪切变形。同时，该地区地裂缝会随着地质的变化产生一定的活动，因此如果未采取有效措施对管廊质量进行合理化控制的话，将会使地基产生失效。基于这种因素采取的防止失效措施不得采用地基处理的方式去有效防止管廊工程产生破坏。通过对该地区地质的全面研究，最终发现要想有效保障管廊结构的实际应用强度，全面防止其在后续使用中地裂缝对其结构产生破坏。一旦管廊结构由于实际应用需求必须跨越地缝裂带时，为了保障管廊结构的使用质量，应当将“放”与“防”密切地结合起来[4]。

该结构在设计时，应当以结构适应变形作为主要的设计原则。此外还应当兼顾防水工作、这里所说的“防”实际上是通过一定的技术方案使得整个结构的高度得到实质性的增大，而“放”是在分段处添加一些柔性接头。对于一些特殊的变形缝应当对其采取针对性的措施进行有效的防水设计。地裂缝活动实际上属于一个长期的过程，在施工人员建立综合管廊的过程当中对于裂缝段的建立工作，应当采取有效的技术措施辅之以先进的技术设备，为其建立起有效的变形监测以及预警系统。

经过综合探测，最终发现该场地地裂缝就其类型以及结构而言属于隐伏式，施工场地属于三类场地性质。整体区位处于中正水平，在断层的北侧盘由于地质的影响将其设置为下降状态，南侧盘由于地质的推移处于相对上升的状态。该施工地点的地裂缝活动正在逐渐起减弱起来，目前处于相对稳定的状态当中。根据多年以来获得的一些工程经验以及一些经验丰富的专家学者的现场调查，最终发现该综合管廊在实际建设的过程当中要想有效保障其使用寿命及使用质量，在地裂缝段应当采取有效措施使整体高度得到实质性的增加。此外，应当在地裂缝的范围内每隔20m设置一条变形缝，从而防止后期地质变形给管廊使用带来不利影响。防水设计工作在实际进行中为了有效保障防水效果，对于一些相对特殊的变形缝隙来说，可以采用外包的方式使得防水层得到实质性的增加，此外，为了保障防水效果应当进一步设置两条防水带。且通过注浆的方式使得管廊的底板能够和下部土体保持密切接触[5]。

5 结束语

该管廊工程作为一项百年民生工程，其实际质量对于该城市的经济发展有着非常重要的意义。在工作人员设计综合板块的过程当中，需要对穿越管廊的地裂缝进行全面的地质勘查活动。在勘察工作进行中需要对地裂缝的活动以及位置进行准确探测，并且对其未来的扩张趋势进行有效分析。然后才能对综合管廊的设防长度以及设防措施进行确定，最终有效保障其使用效果。