城市地下综合管廊发展及研究状况

中泰泰国国际际城城市市综综合合管管廊廊介介绍绍城市市地地下下综综合合管管廊廊发展展及及研研究究状状况况一、、管管廊廊概概述述二二、、国国内内外外综综合合管管廊廊的的发发展展三三、、现现浇浇和和预预制制综综合合管管廊廊比比较较四四、、研研究究状状况况五五、、典典型型试试验验六六、、研研究究展展望望目录录1.管廊廊概概述述1.1综合合管管廊廊的的定定义义及及分分类类综合合管管廊廊，，又又名名共共同同沟沟、、共共同同管管道道、、综综合合管管沟沟，，是是指在在城城市市道道路路下下面面建建造造一一个个市市政政共共用用隧道道，，将将电电力力、、通通信信、、供供水水、、燃燃气气等等多多种种市市政政管管线线集集中中在在一一体体，，实实行行“统一一规规划划、、统统一一建建设设、、统统一一管管理理”，以以做做到到地地下下空空间间的的综综合合利利用用和和资资源源的的共共享享。。干线线型型综综合合管管廊廊支线线型型综综合合管管廊廊缆线线型型综综合合管管廊廊1.管廊廊概概述述1.2为什什么么要要建建综综合合管管廊廊？？城市市消消除除““拉拉链链路路””地下下空空间间开开发发海海绵绵城城市市地下下管管线线安安全全运运营营城市市环环境境建建设设1.管廊廊概概述述1.3常用用断断面面错位位箱箱涵涵错位位单单仓仓并并排排箱箱涵涵错位位的的双双仓仓箱箱涵涵错位位单单仓仓现现场场施施工工1.管廊廊概概述述1.3常用用断断面面三个个单单仓仓箱箱涵涵并并排排连连接接立式式箱涵涵混凝凝土土箱箱涵涵连连接接形形式式主主要要有有两两种种，，构构件件间间带带有有纵向向锁锁紧紧装装置置(纵向向串串接接接接口口)的连连接接；；构件件间间无约约束束锁锁紧紧装装置置的连连接接。。构件件间间无无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连连接接又又分分为为刚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连连接接，，能能较较好好的的抵抵御御地地基基沉沉降降的的影影响响。。遇水水膨膨胀胀橡橡胶胶圈圈弹性性橡橡胶胶密密封封圈圈混凝凝土土箱箱涵涵连连接接形形式式主主要要有有两两种种，，构构件件间间带带有有纵向向锁锁紧紧装装置置(纵向向串串接接接接口口)的连连接接；；构件件间无无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连接接。。构件件间间无无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连连接接又又分为为刚刚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——预应应力力钢钢筋筋；；4——锚固固螺螺母母；；5——张拉拉油油缸缸(a)——贯穿穿式式连连接接(b)——相邻邻箱箱体体式式连连接接混凝凝土土箱箱涵涵连连接接形形式式主主要要有有两两种种，，构构件件间间带带有有纵向向锁锁紧紧装装置置(纵向向串串接接接接口口)的连连接接；；构件件间间无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连接接。。构件件间间无无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连连接接又又分为为刚刚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连连接接搭板板连连接接型型混凝凝土土箱箱涵涵连连接接形形式式主主要要有有两两种种，，构构件件间间带带有纵纵向向锁锁紧紧装装置置(纵向向串串接接接接口口)的连连接接；；构件件间间无约约束束锁锁紧紧装装置置的连接接。。构件件间间无无约约束束锁锁紧紧装装置置的的连连接接又又分为为刚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.国内内外外综综合合管管廊廊的的发发展展世界界上最最早早规规划划建建设设综综合合管管廊廊的的国国家家是是法法国国（1832）我国国于1958年在在北北京京天天安安门门广广场场下下建建设设了了第第一一条条综综合合管管廊廊，，之之后后，，综综合合管管廊廊的的建建设设一一直直没有有得到有力力的的推动动上海海世世博博会会综综合合管管廊廊是是国国内内第第一一条条预预制制拼拼装装施施工工工工艺艺的的综综合合管廊廊2.1发展展历历史史2.国内内外外综综合合管管廊廊的的发发展展时间应用概况1993上海政府在浦东规划并建设了我国第一条现代综合管廊——张杨路综合管2004广州大学城综合管沟，干线综合管沟，全长约10公里；5条支线综合管沟，长度总和约7公里，是国内目前距最长、规模最大、体系最完善的综合管沟2007天津横跨海河共同沟开始施工，采用盾构掘进，预制管片组装，全长226.5m2010上海世博会园区综合管廊工程在国内首次将预制预应力施工工艺应用于综合管廊结构。园区综合管廊总长约6.4km，其中预制预应力综合管廊示范段长约200m2.2预制制拼装装综综合合管管廊廊的的应应用用3.现浇浇与与预预制制综综合合管管廊廊比比较较现浇浇综合合管管廊廊预制制综合合管管廊廊：抗沉沉降降、、抗抗浮浮能能力力差差受外外荷荷载载（（如如地地震震））作作用用，，易易发发生生折断断涵管管纵向向配配筋筋量量也也需需加加大大良好好的的抗抗渗渗性性能能“柔柔性性””接接头头抗震震功功能能强强铺设设为为弧弧线线形形管管道道3.1结构构性性能能3.现浇浇与与预预制制综综合合管管廊廊比比较较90°°转角角丁字字法法十字法法3.2预制制管管廊廊转转角角做做法法项目目名名称称：：上海海世世博博会会地地下下综综合合管管廊廊施工工工工法法：：现浇浇施施工工、、预预制制装装配配化化施施工工工程程量量：：现浇浇段段段总总长长6.2km；预制制段段混凝凝土土管廊廊总总长长200m产品尺寸寸：外宽3.3m，外高3.8m，长度2m，壁厚300mm分析目的的：以25m长度作为为一个标标准段，，对两种种施工工工法进行行工期和和成本分分析，研研究预制制箱涵的的经济性性结果：预制综合合管廊应应作为建建设地下下综合管管廊的首首选施工工工法。。项目信息息3现浇与预制制综合管管廊比较较3.3工程实例例对比施工工期施工成本社会效益环保效益●预制：：土建总总成本29.5万●现浇：：土建总总成本30.9万◆结果：预制节约约1.4万，成本降低低4%●预制：：22d●现浇：：40d◆结果果：预制节省省18d，缩短45%工期●预制：干作业，噪声小，污染小，施工文明有序●现浇：湿作业，噪声污染严重◆结果：预制环保效益好●预制施施工快速速，可迅迅速回填填、对社社会经济济影响小小●现浇：：开挖时时间长，，造成影影响大◆结果：预制施工工社会效效益显著著3现浇与预制制综合管管廊比较较不含土石石方开挖挖，仅包包括箱涵涵产品及及施工服服务的造造价对比比：10公里以内内：预制制超过现现浇＞10公里：预预制低于于现浇对比结果果：预制制综合管管廊应作作为建设设地下综综合管廊廊的首选选施工工工法。3.4经济效益益与社会效效益分析析4.研究状况况4.1管廊震害害在地下结结构中，国内以以明挖方式式施工的的浅埋地地下涵管管式结构构应用广广泛，美国和和西方国家曾经经统计过，，埋深越越浅，综综合管廊廊受地震震破坏越越严重。。4.研究状况况4.2地震波作用下地下结构的的变形4.研究状况况4.34.研究状况况4.4综合管廊廊抗震研究概况况编号时间研究者研究内容主要结论11970s高田至郎等共同沟由于填土液化导致的破坏机理治理措施、抗震设计施工方法、抗震加固21990sO’RourkeEarthquakeResistantDesignofLifelineFacilitiesand

CountermeasuresAgainstSoilLiquefaction土体的大变形和地震波;31990s林皋院士地下结构在地震作用下的反应特性、抗震设计惯性力作用很小考虑变形、延性42009李杰等均匀场地土下共同沟分别在一致激励、非一致激励和瑞利波作用下的地震反应规律的分析研究非一致激励地震作用近似Rayleigh地震波52009汤爱平共同沟结构体系振动台模型试验与分析沟体与沟内管道、管线地震

反应明显不同62011胡翔薛伟辰预制预应力综合管廊整体结构受力性能试验研究、接头受力性能试验板内的普通钢筋应变较小,接头满足平截面假定,变形主要由相对转动引起4.研究状况况4.5影响地下综合合管廊结结构地震震响应的的因素综合管廊地震响应影响因素接触面饱和土体行波瑞利波非一致激励边界条件4.考虑行波波效应，，结构的的应变有有所增大大，增大大大小与与波速有有关。Rayleigh波作用下下，结构构变形通通常较大大1.主要考虑虑自由边边界和无无限单元元对计算算结构的的影响。。当边界界自由时时，结构构反应明明显偏小小3.仅考虑土土体为饱饱和的情情况，有有效应力力法由于于考虑了了土体中中孔隙水水的作用用，计算算结果小小于总应应力法。。5.长线型地地下结构构非一致致激励显显著大于于一致激励励的2.主要考虑虑不同接接触参数数的影响响。在土土体与结结构相互互作用分分析中，，不考虑虑接触面面之间的的滑移将将增大结结构的响响应5.典型试验验5.1非一致地震震激励地地下综合合管廊振振动台模模型试验验研究试验概况况：设计计了两个个完全相相同的模模型箱，层状剪剪切模型型箱在消除边界效应应和满足足土体的的水平层层状变形形方面具具有较好好的特性性采用两个个地震激激励来代代替综合合管廊上上实际的的多点激激励横向激振振时层状状剪切模模型箱设设计图(单位:mm)纵向激振振时层状状剪切模模型箱设设计图(单位:mm)试验中的的层状剪剪切模型型箱模型结构构接头位位置示意意345125.典型试验5.2主要结论论非一致纵纵向激励励作用下下，模型型结构最最大应变变分布为为中部大两两端小，且随输输入加速速度峰值值的增大大而增大大1地震激励励是其产产生纵向向应变响响应的根根本原因因，只有有在纵向非一一致地震震激励下，结构构才会有有纵向内内力响应2输入加速速度峰值值的增加加，结构构的加速速度响应应会出现现大于其其周围场场地土加加速度的的情形，，而且这这种情况况在有接头的的条件下下更为明明显3目前规范范分析中中采用场场地变形形对地下下结构纵纵向地震震响应进进行设计计的方法法具有一一定的可可行性，，但具有有一定误误差。地地震动的的非一致性性和接触触面破坏坏共同导致致了结构接头头的响应45.典型试验5.3预制预应力综综合管廊廊受力性性能试验验研究试验概况况：接头头试验试件采用1:1足尺模型，由由2块1m宽300mm厚的预应力力筋连接的预制板带带拼接组组成计算简图图竖向加载载示意图图5.典型试验5.4预制预应力综综合管廊廊受力性性能试验验研究试验概况况：整体体结构受受力性能能试验采采用1:1足尺模型型试件，，整体结构构模型试件件由两个个横向预预制节段段经张拉拉预应力筋筋拼装而成成破坏机制制整体结构构试件加加载示意意图主要结论论：试件的最终破破坏形态态均为角角部加腋腋区外缘缘混凝土土剪切破破坏接头刚度度对预制制预应力综综合管沟的正正常使用用状态有有较大影响两试件具有良好的位位移延性性I①接头宜宜采用预应力筋筋、螺栓栓或承插插式接头②仅带纵向拼缝缝接头采用的的的截面内力力计算模型为闭闭合框架模型③带纵、横向向拼缝接接头的预制综综合管廊廊内力计计算模型型应考虑虑拼缝接接头影响响（旋转转弹簧模模型K-ξ法）一般规定定：设计使用用年限为为100年，按乙乙类建筑筑物进行行抗震设设计，裂裂缝控制制等级为为三级，，最大裂裂缝宽度度限值应应小于或或等于0.2mm，且不得得贯通现浇综合合管廊II截面计算算模型采采用闭合合框架模型构造要求求III①管廊主主要承重重侧壁的的厚度不不宜小于于250mm，非承重重墙和隔隔墙等构构件的厚厚度不宜宜小于200mm②混凝土保保护层厚厚度迎水水面不宜宜小于50mm，其它部部位按《混凝土结结构设计计规范》GB50010确定③由地震震响应结结构特点点，管廊廊角部内内力较大大，该处处配筋须须加强加加密6结构设计计预制综合合管廊6.1计算模型型6结构设计计1—综合管廊廊顶板荷荷载；2—综合管廊廊地基反反力；3—综合管廊侧向向水土压压力；4—拼缝接头头旋转弹簧簧现浇综合合管廊闭闭合