地下綜合管廊結(jié)構(gòu)體系抗震性能分析

朱昱曈

摘要：近年來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，各地城市建設(shè)水平不斷提升。城市地下綜合管廊能夠有效改善交通狀況，充分提升土地使用效率，減少城市土地資源的浪費(fèi)，其建設(shè)已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。城市地下綜合管廊建設(shè)管理體系較為復(fù)雜，需要采取有效措施提升其建設(shè)管理工作成效。橋梁工程、地下綜合管廊工程作為同等重要的生命線工程，其抗震能力在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。為降低地震對(duì)城市地下綜合管廊內(nèi)部管道運(yùn)營(yíng)安全的影響，本文主要對(duì)地下綜合管廊結(jié)構(gòu)體系抗震性能進(jìn)行分析，為城市地下綜合管廊的建設(shè)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：地下綜合管廊;結(jié)構(gòu)體系;抗震性能

引言

現(xiàn)階段，城市地下綜合管廊受到人們的關(guān)注，企業(yè)也在探究管廊建設(shè)技術(shù)，但企業(yè)實(shí)踐水平有限，對(duì)管廊建設(shè)現(xiàn)狀缺乏了解，企業(yè)的施工技術(shù)也存在欠缺，管廊的建設(shè)發(fā)展緩慢。根據(jù)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)城市地下綜合管廊建設(shè)的整體情況進(jìn)行調(diào)查，企業(yè)需要落實(shí)施工動(dòng)態(tài)控制、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、完善施工方案等工作，提升管廊質(zhì)量。

1市政地下綜合管廊的概述

市政地下綜合管廊是指將兩種以上的市政管線集中設(shè)置于同一地下空間構(gòu)筑物內(nèi)，所形成的一種集約化的城市地下空間基礎(chǔ)設(shè)施。市政地下綜合管廊是地下空間綜合性的系統(tǒng)集成。市政地下綜合管廊為滿(mǎn)足地下市政管線的功能要求，需同時(shí)集成通風(fēng)、監(jiān)控、照明、監(jiān)測(cè)、通訊等數(shù)個(gè)相關(guān)系統(tǒng)，從而形成的城市地下空間智能運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。市政地下綜合管廊應(yīng)是集約化的城市地下綜合基礎(chǔ)設(shè)施。市政工程地下綜合管廊的規(guī)劃應(yīng)與現(xiàn)代城市的規(guī)劃相配套，做到能很好地為現(xiàn)代城市生活服務(wù);更好的模式是能與城市的地鐵、地下停車(chē)場(chǎng)等地下空間基礎(chǔ)設(shè)施相組合，集約化投資建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理，節(jié)省土地，提高管理效率。

2地下綜合管廊結(jié)構(gòu)抗震性影響因素分析

2.1地下綜合管廊地震震害

作為地下結(jié)構(gòu)，管廊同地表結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的破壞形式及特點(diǎn)表現(xiàn)出較大的差異。其震害多表現(xiàn)為廊體外側(cè)混凝土保護(hù)層開(kāi)裂甚至脫落、廊體段接口斷開(kāi)、襯砌破壞、廊體因土體液化或大變形而被拉斷、廊體內(nèi)部管道斷裂、管線拉斷、支座支架墩體折斷發(fā)生破壞及固定裝置的毀壞、因廊體遭受地震破壞引起的次生災(zāi)害而破壞等

2.2地下綜合管廊抗震分析方法

地下結(jié)構(gòu)抗震分析方法的發(fā)展與人們對(duì)地震的認(rèn)識(shí)水平的提升有很大關(guān)系，在兩者良性發(fā)展的過(guò)程中，出現(xiàn)了各種分析方法，地下結(jié)構(gòu)抗震分析的基本研究方法有：原型觀測(cè)、模型試驗(yàn)、理論分析，原型觀測(cè)分為：地震觀測(cè)、震害調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)足尺試驗(yàn);模型試驗(yàn)分為：人工震源實(shí)地試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)等。理論分析分為：解析法或半解析法、數(shù)值模擬法及數(shù)值-解析結(jié)合法，解析法包括以求解波動(dòng)方程為基礎(chǔ)的波動(dòng)法和以求解運(yùn)動(dòng)方程為基礎(chǔ)的相互作用法或稱(chēng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)法，解析法又具體分為：St. John 法、Shukla 法、反應(yīng)位移法、BART法、福季耶娃法、遞推衍射法等，數(shù)值模擬法分為：有限單元法、邊界元法、有限差分法、拉格朗日元法、有限條法、離散單元法、非連續(xù)變形分析法、數(shù)值流形和無(wú)單元法及耦合方法等。研究地震運(yùn)動(dòng)對(duì)地下結(jié)構(gòu)的影響采用的理論主要有兩類(lèi)，即波動(dòng)理論和振動(dòng)理論。許多實(shí)用的抗震分析方法都是在以上兩種方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，如擬靜力法、ST. John 法、Shukla 方法、圍巖應(yīng)變傳遞法、數(shù)值模擬分析方法。兩種理論具體的計(jì)算方法又有數(shù)值計(jì)算法、解析法、簡(jiǎn)化計(jì)算法。就分析理論而言，波動(dòng)理論和有限元分析是地下結(jié)構(gòu)抗震理論分析的兩種主要手段。目前地下結(jié)構(gòu)抗震采用的計(jì)算方法主要有反應(yīng)位移法、反應(yīng)加速度法及時(shí)程分析法等。上述方法為管廊進(jìn)行地震反應(yīng)分析提供了可能。

3提高地下綜合管廊結(jié)構(gòu)體系抗震性能的有效措施

3.1錨桿靜壓樁施工

在壓樁孔鉆鑿成孔以及錨桿埋設(shè)過(guò)程中，工作人員可以直接在原來(lái)底板位置應(yīng)用風(fēng)鎬實(shí)現(xiàn)成孔開(kāi)鑿，孔的上口尺寸為350mm×350mm，下口尺寸為300mm×300mm。底板鋼筋從中間被切斷后，可以彎折在孔壁附近，封樁后可及時(shí)將其恢復(fù)。壓樁操作時(shí)，具體樁段可以委托工廠進(jìn)行預(yù)制操作，樁身混凝土滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，方可轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備壓樁前的相關(guān)工作程序。對(duì)于壓樁架的應(yīng)用，需保證其時(shí)刻處于垂直狀態(tài)，并將錨固螺栓中的螺帽擰緊，保證千斤頂和樁軸線處于統(tǒng)一垂直平面中。壓樁施工時(shí)，軸心受壓不能中斷，一旦發(fā)現(xiàn)偏移問(wèn)題，工作人員應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。壓樁施工中，不能出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停頓問(wèn)題，并保證一次到位，如果遇到必須中途停頓現(xiàn)象，可以將其停留在軟土中。執(zhí)行接樁操作時(shí)，工作人員還應(yīng)保證下節(jié)樁和下節(jié)樁的軸線完全一致，盡可能保證接樁時(shí)間的短暫，此時(shí)各個(gè)工序之間的配合度也要處于較高狀態(tài)。接樁時(shí)，上節(jié)和下節(jié)應(yīng)保持對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)，保證街頭接觸面的受力才能均勻。在焊接過(guò)程中，工作人員需要清理鋼表面的銹跡，強(qiáng)化滿(mǎn)焊質(zhì)量。

3.2結(jié)構(gòu)處理

（1）裂縫處理。相關(guān)工作人員可以先使用鋼絲刷等將表面的灰塵和污染物等清理干凈，再使用毛刷蘸取適量丙酮等有機(jī)溶液，沿裂縫處進(jìn)行擦拭，之后再進(jìn)行清洗，保證其干燥程度。（2）埋設(shè)灌漿嘴。實(shí)際工作中，將專(zhuān)業(yè)的灌漿嘴埋設(shè)搭配混凝土外表面。（3）封縫操作。沿著裂縫兩側(cè)20mm左右的位置開(kāi)展環(huán)氧樹(shù)脂膠涂抹操作，在此過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂膠的涂抹必須保證均勻，實(shí)際涂抹厚度不能超過(guò)2mm。（4）灌漿操作。工作人員可借助相關(guān)灌漿器材向灌漿嘴中壓入漿液。漿液從相鄰漿嘴中出漿后，開(kāi)始進(jìn)行漿嘴密封操作，之后再次從進(jìn)漿嘴中注入，以此類(lèi)推。開(kāi)展除銹以及環(huán)氧樹(shù)脂砂漿修補(bǔ)操作前，需要將露筋部位松散混凝土全部清理干凈，鋼筋除銹操作結(jié)束后，利用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿執(zhí)行修補(bǔ)和密封操作。

3.3施工監(jiān)測(cè)

基坑開(kāi)挖前監(jiān)測(cè)單位須編制詳細(xì)的監(jiān)控量測(cè)方案，并會(huì)同建設(shè)單位、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各方審查后方可實(shí)施。施工過(guò)程中監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)提供給建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各方，以達(dá)到信息化施工的目的，確保施工安全。本次監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：基槽周?chē)ㄖ锛盎垌敵两涤^測(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平及豎向位移、沉降、測(cè)斜、支撐軸力和地下水位觀測(cè)。

3.4合理布局市政地下綜合管廊

市政地下綜合管廊設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)城市地下空間的實(shí)際情況，將城市總體規(guī)劃、城市景觀規(guī)劃、市政道路規(guī)劃及城市已有基礎(chǔ)設(shè)施等各方面因素統(tǒng)一起來(lái)，進(jìn)行綜合性的分析，并應(yīng)適應(yīng)所有市政地下管線的未來(lái)發(fā)展需求。市政地下綜合管廊一般分為干線管廊、支線管廊和纜線管廊。干線管廊主要設(shè)計(jì)建設(shè)在城市主干道路的下方，支線管廊和纜線管廊主要設(shè)計(jì)建設(shè)在城市次干道路兩側(cè)的非機(jī)動(dòng)車(chē)道下，與干線管廊構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)性的地下空間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，覆蓋至城市的每個(gè)角落。應(yīng)合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)市政地下綜合管廊的功能，并應(yīng)結(jié)合城市的實(shí)際功能進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)分區(qū)，在設(shè)置市政地下綜合管廊時(shí)，還需要考慮城市中的地下交通系統(tǒng)和地下商業(yè)街系統(tǒng)等相關(guān)的項(xiàng)目，以此有效地調(diào)整和設(shè)計(jì)市政地下綜合管廊的布局。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于地下綜合管廊裝置位于地下，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，處理難度較高。因此，在實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，并嚴(yán)格管理。此外，要求相關(guān)企業(yè)能夠加強(qiáng)員工培訓(xùn)制度的建立，定期為員工提供培訓(xùn)，提高技術(shù)水平，從根本上提升管理工程的質(zhì)量。

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