城镇供热管网暗挖工程结构设计要点

1、城镇供热管网暗挖工程结构设计要点北京市热力工程设计有限责任公司北京市热力工程设计有限责任公司2018.52018.5热力隧道热力隧道暗挖暗挖热力机械顶管热力机械顶管热力盾构热力盾构非开挖技术非开挖技术供热管网供热管网暗挖暗挖工艺工艺浅埋暗挖法已成为城市地下工程施工的主要方法之一。浅埋暗挖是在新奥法的基础上发展起来的。尽管采用浅埋暗挖工艺的地下工程有其不足，覆土薄、地质条件差（多数是未固结的粉细砂土），自稳能力差，承载力小，变形快，易于坍塌和地表下沉。而且隧道附近往往有重要的地面建筑和地下管网，给施工造成困难。但事在人为，与明挖法、盾构法但事在人为，与明挖法、盾构法等等比较，浅埋比较，浅埋暗挖法

2、有许多特点。暗挖法有许多特点。适用于各种地质条件和地下水条件；适合于各种断面形式；通过分部开挖和辅助工法，可以控制地表下沉和坍塌；与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，比较经济；可适应断面的变化； 与明挖法比较，可以极大减轻对地面交通和商业活动的影响，避免大量的拆迁和改造；从综合效益的观点出发，暗挖工艺是比较经济合理的方法。北京热力集中供热管网北京热力集中供热管网1450km工程地质及水文地质的重要性 热力暗挖隧道工程地质与水文地质勘察时，针对隧道工程的特点，确定应勘察的内容和范围，并进行调查、测绘、勘探和试验，做到搜集资料齐全、准确，满足设计和施工要求。在工程地质与水文地质勘察阶段，应查明隧道

3、围岩的工程地质条件与水文地质条件，确定隧道围岩的分级，并为结构设计计算提供岩土物理力学参数。设计人给勘察单位提出要求,需要知道的一些岩土力学参数:内聚力c和内摩擦角,弹性模量E 和泊松比，地层弹性抗力系数K等热力暗挖隧道工程勘察时，应查明沿线与工程有关的水文地质条件，并应根据工程需要和水文地质的特点，评价地下水对岩土及隧道结构的作用和影响，预测地下水对工程施工可能产生的后果，并应提出防治措施。支护结构隧道结构的支护体系是由围岩和支护结构两部分组成的，在通常的情况下，围岩是主要的承载单元，而支护结构是辅助性的，但也是不可缺少的。在某些情况下，支护结构也是主要的承载单元。支护结构的主要作用是约束和

4、限制围岩的变形，保持围岩的稳定。支护结构分为初期支护和二次衬砌（永久衬砌）两大类。前者是为了在施工过程中控制围岩的松弛和过份的变形并保证施工的安全而设置的；或独自或部分承担结构的安全。后者则是保证运营期间的结构净空了及承担可能出现的后期荷载而设置的。初期支护 （1）喷射混凝土 作用是：1）支撑围岩；2）卸载作用；3）填平补强；4）覆盖围岩表面；5）阻止围岩松动；6）受力均匀。 （2）锚杆 作用是：1）支承围岩；2）加固围岩。 （3）钢筋格栅 作用是：形成组合梁。暗挖结构的设计计算1必须考虑地下结构物的力学特性：首先必须认识和撑握地质体，其特点：初始地应力场、地质构造体系、不确定的物理力学参数、

5、复杂的地下水。建在其中的地下结构，不得不受到它的制约。地下结构物的应力和变形，必会受到施工过程和施工方法的强烈影响，因此结构物的可靠性安全性由后者所决定。设计文件交付施工后，有待于量测反馈，校核和修改设计文件。这是地下工程设计必须尊循的主要原则。2、地下结构的设计方法：四种设计模型：经验类比法、荷载结构模型、收敛约束法、连续介质模型。 计算方法计算方法 鉴于荷载结构模型的概念清晰、计算过程明确，依然是目前最常用的地下结构内力计算模型，热力隧道结构内力计算模型首选荷载结构模型。只有在进行方案比选、分析开挖施工过程等时可辅助采用地层结构模型。 计算模型计算模型 采用荷载结构法计算时，宜采用平面有限

6、元法，按弹性支撑链杆法计算隧道结构内力和变形，将计算断面划分为若干个直梁单元，拱部90120（试算确定）范围内不设弹性链杆，侧边加水平链杆，底部加竖直链杆。墙角和拱肩圆弧处节点可同时采用水平链杆和竖直链杆。 竖井与隧道初期支护的设计参数宜按工程类比法确定，验算初期支护在施工过程中的稳定性。 结构应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求分别进行承载力、变形、稳定及混凝土结构裂缝宽度的计算和验算。隧道设计尺寸要满足工艺、运行管理的要求，一般采用两心圆、三心圆的设计方法；马蹄形，弧形拱、直边墙和平底板。设计要提出施工要求，严格按照“十八字方针原则管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”

7、实施：管超前：采用超前导管；严注浆：在导管内，立即压注水泥砂浆或化学浆液；短开挖：限制一次进度的长度，减少围岩的松弛； 强支护：在松软的地层中施工，要求支护有足够的刚度；快封闭：为及时控制围岩变形 ，需要封闭仰拱，开挖一环，封闭一环；勤量测 ：施工过程中，要经常量测，掌握施工动态，及时反馈，这是施工成败的关键。暗挖工程造价控制真正在可行性研究和设计阶段可行性研究和设计阶段，施工阶段投资管理是投资控制投资控制。供热管网暗挖项目的选址、深度选址、深度合理，（根据围岩类别、地下水、地上、地下障碍物等），地下空间地下空间利用合理，断面形式断面形式合理。结构设计时，要进行平面及纵断面设计平面及纵断面设计

8、，要考虑工艺、现场施工艺、现场施工条件、地质工条件、地质等因素。前期方案的确定非常重要。施工场地布置场地布置合理，尽量减少对地面上的交通、建筑物的影响，尽量减少绿地、交通、建筑物等的拆迁工作。施工单位要结合设计文件及现场条件，做好施工组织设计：施工组织设计： 竖井方案竖井方案合理； 支护方案支护方案合理； 隧道开挖方案隧道开挖方案安全合理； 地下水的控制，注浆止水方案（降水方案）地下水的控制，注浆止水方案（降水方案）合理。隧道初期支护钢筋格栅图热力隧道模板图网构拱架“8”字筋大样隧道钢筋格栅大样热力隧道二衬钢筋图隧道暗折角隧道暗折角隧道管道支架设计隧道内支架 竖井设计（初期支护）结合热力检查井的形状，采用矩形，一般采用逆作法（锚喷倒挂）要考虑竖井锁口圈梁：设计提出要求；钢筋格栅骨架：8字形、之字形；钢筋网片设计；竖井临时支撑设计；防水设计。锁口圈梁大样地层预加