綜合管廊結構設計優化常見問題解析

李遠，馬娟

（中國市政工程西北設計研究院有限公司，蘭州730000）

1 引言

西安管廊項目是目前國內單筆投資額最大、管廊最長、管線種類最多、智慧程度最高的項目，代表了國內管廊建設的最高水平。但在管廊設計中存在很多方案性的問題，嚴重影響管廊安全性和經濟性，不利于管廊建設的發展。本文通過對幾個較為典型的工程實例進行分析、總結，得出合理、可行的解決方法。

2 實例一

某管廊通風口工藝布置不合理，影響上部結構布置，存在安全問題，詳見圖1。

圖1 管廊通風口平面布置圖

頂板部位②處開洞總寬度太大，板橫向大部分被打斷，造成結構薄弱。存在的問題是：

1）在部位①處由于門洞的影響，無法設置墻體（深梁）；

2）通風間層高2.5m，門洞凈高要求2.1m，在部位②處設梁（粗點劃線所示，須在梁端A處增加框架柱），由于梁高受限，不能滿足承載力的要求；

3）若采用上翻梁，存在梁端錨固及彎矩傳遞等問題（不能形成有效的固定支座），影響承載力及抗側力（如地震力、或者兩側荷載不對稱等），且易在壁板上造成應力集中，不利于結構安全。另外，管廊頂（標高3.400m）覆土約3.5m，通風間層高2.5m，扣除通風間頂部建筑防水層及保護層后，覆土厚約0.9m，僅能滿足道路的最低要求，梁沒有上翻的空間。因此該方案不成立【1】。

對此，提出以下修改意見：把部位③處的橫墻向左平移500mm，把防火門安裝在部位④處，則可以在部位②處（粗點劃線所示）設墻體（深梁）或WKL，結構安全的問題得到完美解決，且對使用影響不大。詳見圖2。

圖2 優化后管廊通風口平面布置圖（3.400m標高）

3 實例二

某管廊逃生口建筑布置未綜合考慮，受部位①處門洞的影響，在此處不能設墻體（深梁），造成上部結構布置不合理，存在安全隱患。在部位②處設梁（WKL，粗點劃線所示）。為保證梁剛度及承載力，梁高較大，另外，受層高及門洞的影響，梁必須上翻。但上翻梁支座難以處理，影響承載力及抗側力，且結構成本增加較多。另外，受頂部覆土的限制梁沒有上翻的空間。詳見圖3。

圖3 管廊逃生口平面布置圖

對此，提出以下修改意見：把部位③處的門洞向右平移450mm，在粗點劃線處設墻（深梁），詳見圖4。在頂部逃生口邊設梁（部位④處），結構安全問題得到解決，且不影響逃生疏散的要求，造價也相對較低。

圖4 優化后管廊逃生口平面布置圖

4 實例三

某管廊逃生口結構布置不合理，存在安全隱患且結構成本增加較多，詳見圖5。

圖5 管廊逃生口平面布置圖

頂板洞口邊在部位①處設梁WL（1），梁跨度較大，該梁高度偏低，致使梁的剛度不足，在較大車輛通行時易產生震動，影響結構安全及耐久性，且結構成本增加較多。

對此，提出以下修改意見：在部位②處設框架柱，頂板相應位置設WLa（3），詳見圖6。則可有效解決上部的結構布置問題，且不對逃生通道產生影響。造價也能大幅降低，一舉多得。

圖6 優化后管廊逃生口平面布置圖

5 實例四

某管廊天然氣通風口位置正好處于下層管廊內隔墻位置，如部位②處所示，通風通道必須延伸至管廊外墻處，如部位①處。通道壁板、頂板以及建筑防水等工程量增加較多，建設總成本增加，詳見圖7。

圖7 管廊天然氣通風口平面布置圖

對此，提出以下建議：把通風口（圖7部位②處）向燃氣艙方向平移400mm，使通道端頭墻與管廊中隔墻對齊，可減少圖7部位①處的建設工程量，如圖8部位③處。這個調整應協同總圖等專業綜合考慮。

6 實例五

圖8 優化后管廊天然氣通風口平面布置圖

對某管廊吊裝口布置的優化：一是吊裝口采用鋼制蓋板，密封不嚴，為防止吊裝間出現串艙，在圖9部位①處設防火卷簾。鋼制蓋板及防火卷簾價格較高，耐久性均較差。若采用預制混凝土蓋板并采取密封措施，如圖10所示，則可以取消防火卷簾，不僅各艙室的密封性能得到保證，而且總體造價還能大幅降低。二是若采用密封混凝土蓋板，并且吊裝間設置適當的自然排風系統，則電力、綜合、天然氣等艙室可以共用一個吊裝間，如圖11所示。若是這樣，則可以節省圖9部位②處的建設費用，建設成本大幅降低。這個優化措施應同相關專業共同研究解決【2】。

圖9 管廊吊裝口平面布置圖

圖10 混凝土蓋板密封做法

圖11 優化后管廊吊裝口平面布置圖

7 結語

結構安全和成本影響項目的可實施性，經過優化設計的管廊，不僅能確保安全適用，還能大幅度地降低工程造價。西安的管廊建設已取得很多經驗。但管廊設計的優化工作還有很大的發展空間。只有不斷吸取全國各地管廊設計經驗，積極探索，并結合西安本地的實際情況，探索出一套管廊建設的新思路。