中國交建建綜合管管廊設計計與施工工技術培培訓-------結構設計計要點中交水運運規劃設設計院有有限公司司蘇雨交融融天天下下建建者者無無疆疆目錄

一.預制拼裝結構與現澆結構對比

二.基坑支護設計

三.管廊防滲設計

四.管廊抗震分析一.綜合管廊廊預制拼拼裝結構與現澆結構對比預制整體體箱涵預制疊合合管廊現澆管廊廊地下綜合合管廊的的本體工工程施工工一般有有明挖施施工現澆澆法、明明挖預制制拼裝法法、盾構構法、頂頂管法。。從施工、造造價、工工期等方面對對明挖預預制拼裝裝法與明明挖現澆澆施工進進行對比比分析。。一.綜合管廊廊預制拼拼裝結構與現澆結構對比一、預制制拼裝法法明挖現澆澆混凝土土施工在在施工質量量、建設周期期和環境保護護等方面都都存在諸諸多不足足。相比比之下，，預制拼拼裝工藝藝則較好好地彌補補了上述述不足。。1、預制拼拼裝法的的特點(l)優點：與現澆相相比，預預制拼裝裝法則可可大大縮短施工工工期。在地基基發生不不均勻沉沉降或受受外荷載載作用、、管道產產生位移移或折角角時，仍仍能保持持良好的的抗滲性性能，抗地震功能極強強。(2)缺點：大型管廊廊體質重重大，運運輸安裝裝需要大大型運輸輸和吊裝裝設備，，增加工工程支出出費用。。預制拼拼裝管廊廊接口多多，對接接口的設設計、制制作、施施工要能能滿足抗抗滲的要要求。綜綜合管廊廊的通風風機房、、交叉口口、出線線口等地地下不規規則建筑筑仍需要要采用現現澆施工工。一.綜合管廊廊預制拼拼裝結構與現澆結構對比二、明挖挖現澆法法只要地形形、地質質條件適適宜和地地面建筑筑物條件件許可，，均可采采用明挖挖法施工工。與非非開槽施施工相比比，施工工條件有有利，速速度快，，質量好好，而且且安全。。明挖法法施工的的主要缺缺點是干干擾地面面交通，，拆遷地地面建筑筑物，以以及需要要加固、、懸吊、、支托跨跨越基坑坑的地下下管線。。1、預制拼拼裝法的的特點(l)優點：設計簡單單、施工工方便、、工程造造價低的的特點，，適用于于新建城城市的管管網建設設。(2)缺點：外界氣象象條件對對施工影影響較大大，地下水對對施工有有較大影影響，容易局部部發生滲滲漏，影影響管道道的使用用功能。。分段間間采用橡橡膠止水水帶連接接有安全隱隱患。現場制作作生產條條件差，，結構計計算中要要加大安安全度。。因此材材料用量量也要增增加。一.綜合管廊廊預制拼拼裝結構與現澆結構對比三、造價價對比預制拼裝裝管廊若若要取得得價格優優勢，可可嘗試從從以下兩兩方面著著手：1、企業對對策(1)規劃環節節—重視項目目規模效效益。(2)設計環節節—通過設計計的優化化提高預預制率和和構件重重復率。。(3)運輸環節節—改變構件件裝運形形式，提提高運輸輸效率。。(4)安裝環節節—提高安裝裝速度，，節約安安裝成本本。2、行業對對策(1)制定更為為完善的的相關法法規、標標準。(2)形成全產產業鏈的的工業化化經營模模式。一.綜合管廊廊預制拼拼裝結構與現澆結構對比四、結論論綜合管廊廊采用何何種施工工方式取取決于造造價、工工期和實實施的可可行性，，干線管管廊因截截面大、、自重大大、工程程量少建建議采用用現澆。。支線管管廊和纜纜線管廊廊自重小小、施工工便捷的的適合預預制。二.基坑支護護及地基基處理一、設計原原則及設設計條件件1）基坑支支護一般般區段結結構安全全等級為為二級，，重要性性系數為為1.00。2）基坑設設計使用用年限為為1年。3）基坑頂頂部考慮慮施工地地面活荷荷載q≤20kPa。4）基坑支支護結構構承載能能力及土土體穩定定性按承承載能力力極限狀狀態采用用基本組組合進行行計算，，基本組組合綜合合分項系系數為1.25；基坑支支護結構構及土體體的變形形按正常常使用極極限狀態態采用標標準組合合進行驗驗算。二.基坑支護護及地基基處理二、支護方案案比選選擇經濟濟、合理理的基坑坑支護方方案是設設計的重重要組成成部分。。設計擬擬采用以以下幾種種基坑支支護方案案進行比比選：1、放坡開挖挖優點；缺缺點二.基坑支護護及地基基處理二、支護方案案比選選擇經濟濟、合理理的基坑坑支護方方案是設設計的重重要組成成部分。。設計擬擬采用以以下幾種種基坑支支護方案案進行比比選：2、鉆孔灌灌注樁方方案優點；缺缺點二.基坑支護護及地基基處理二、支護方案案比選選擇經濟濟、合理理的基坑坑支護方方案是設設計的重重要組成成部分。。設計擬擬采用以以下幾種種基坑支支護方案案進行比比選：3、SMW工法方案案優點；缺缺點二.基坑支護護及地基基處理二、支護方案比比選選擇經濟、、合理的基基坑支護方方案是設計計的重要組組成部分。。設計擬采采用以下幾幾種基坑支支護方案進進行比選：：4、板樁（拉森森鋼板樁））支護方案案優點；缺點點二.基坑支護及及地基處理理二、支護方案比比選選擇經濟、、合理的基基坑支護方方案是設計計的重要組組成部分。。設計擬采采用以下幾幾種基坑支支護方案進進行比選：：方案造價鉆孔灌注樁SMW工法樁拉森鋼板樁按1公里計算2300萬1500萬650萬支護造價對對比表三.管廊防滲設設計一、基本原則嚴格按照《《地下工程程防水技術術規范》（（GB50108-2008）標準設計計，防水設設防等級為為二級。按承載能力力極限狀態態及正常使使用極限狀狀態進行雙控方案設設計綜合管廊主主體防滲的的原則是“以防為主，，防、排、、截、堵相相結合，剛柔相濟濟，因地制制宜，綜合合治理”。三.管廊防滲設設計二、變形縫設計計變形縫的設設計要滿足足密封防水水、適應變變形、施工工方便、檢檢修容易等等要求。用于沉降的的變形縫其其最大允許許沉降差值值不應大于于30mm。變形縫處混混凝土結構構厚度不應應小于300mm。用于沉降的的變形縫的的寬度宜為為30~50mm。變形縫的防防水采用復復合防水構構造措施，，中埋式橡橡膠止水帶帶與外貼防防水層復合使用。變形縫的形形式非常重重要，一般般有平接施工縫縫和咬口施工縫縫兩種。三.管廊防滲設設計三、施工縫設計計現澆鋼筋混混凝土綜合合管廊地下下管廊結構構，在澆筑筑混凝土時時需要分期期進行。施施工縫均設設置為水平平縫，水平平施工縫一一般設置在在綜合管廊廊底板上300～500mm處及頂板下下部300～500mm處。在施工縫中中設計埋設設鋼板止水水條。三.管廊防滲設設計四、預埋穿墻墻管在綜合管廊廊中，多處處需要預埋埋電纜或管管道的穿墻墻管。根據據預埋穿墻墻管的不同同形式，分分為預埋墻管和預埋套管。根據以往地地下工程建建設的教訓訓，該部位位的電纜進進出孔是滲滲漏最嚴重重的部位。。三.管廊防滲設設計五、防水材料及及措施的選選擇目前國內外外常用防水水產品分為為如下六類類：1、水泥砂漿漿；2、防水卷材材；3、防水涂料料；4、塑料防水水板；5、金屬防水水層；6、膨潤土防防水材料采用適用于于管廊的柔性防水卷卷材或有機防水涂涂料作為管廊結結構主體的的外包防水水層較為合合適。三.管廊防滲設設計五、防水材料及及措施的選選擇工程部位防水措施主體1.防水混凝土2.SBS防水卷材（單層4mm）施工縫1.丁基橡膠鍍鋅鋼板止水帶2.高分子丙綸3.外貼卷材加強層后澆帶1.補償收縮混凝土2.遇水膨脹止水條3.外貼止水帶4.外貼卷材加強層變形縫1.中埋式鋼邊止水帶2.外貼卷材加強層3.雙組份聚硫密封膏、WST非固化橡膠瀝青黃驊管廊工程結構為為二級防水水，工程場場區地下水水豐富，且且結構中安安裝的管線線眾多，設設備的防滲滲和防潮要要求較高，，為確保防防水效果依依據《地下下工程防水水技術規范范》以及《《地下建筑筑防水構造造》(10J301)中要求，對對于卷材，，使用4mm厚彈性體改改性瀝青（（SBS）防水卷材材。彈性體體改性瀝青青（SBS）防水卷材材，該材料料應用廣泛泛，價格較較低。具體體的防水材材料及措施施如下：三.管廊防滲設設計六、防水混凝土土技術要求求1、主體混凝凝土采用防防水混凝土土；結構后后澆帶采用用補償收縮縮混凝土，，其限制膨膨脹率應≥0.015%（水中14天，空氣中中28天)。2、混凝土的的抗滲等級級≥P8。3、自防水混混凝土應采采用硅酸鹽鹽水泥或普普通硅酸鹽鹽水泥，施施工配合比比應通過試試驗確定。。4、結構裂縫縫的寬度不不得大于0.2mm，且不得出出現貫通裂裂縫。5、防水混凝凝土的施工工注意事項項:三.管廊防滲設設計七、防水卷材材施工注意意事項1、管廊防水水防水施工工要求2、防水施工順順序及做法法3、工程驗收卷材的接縫縫部位必須須牢固收口口要嚴密，，不允許存存在折、翅翅邊、脫層層或滑移等等現象。在在卷材防水水層的末端端處，必須須粘接牢固固，密封良良好。長短短邊搭接長長度滿足規規范要求。。四.管廊結構抗抗震分析一、主要規規范1、《城市綜綜合管廊工工程技術規規范》(GB50838-2015)2、《城市抗抗震防災規規劃標準》》(GB50413-2007)3、《建筑工工程抗震設設防分類標標準》(GB50223-2008)4、《混凝土土結構設計計規范》（（GB50010-2010）5、《建筑抗抗震設計規規范》（GB50011-2010）6、《城市軌軌道交通結結構抗震設設計規范》》（GB50909-2014）7、《建筑地地基基礎設設計規范》》(GB50007-2011)四.管廊結構抗抗震分析二、管廊抗抗震計算的的分類、要要求1、管廊抗震震計算的分分類《城市綜合合管廊工程程技術規范范（GB50838-2015）》規定定：綜合管管廊工程應應按乙類建建筑物進行行抗震設計計，并應滿滿足國家現現行標準的的有關規定定。2、管廊抗震震計算的要要求2.1、根據《建建筑抗震設設計規范》》(GB50011-2010)第1.0.1條，基本的的抗震設防防目標為以下三種情情況：（1）低于本工工程抗震設設防烈度的的；（2）相對于本本工程抗震震設防烈度度的；（3）高于本工工程抗震設設防烈度的的。四.管廊結構抗抗震分析二、管廊抗抗震計算的的分類、要要求2.2、根據《城城市軌道交交通結構抗抗震設計規規范》（GB50909-2014），城市軌軌道交通結結構的抗震震性能要求求分為三個個等級：（1）性能要求求I；（2）性能要求求II；（3）性能要求求III。根據《城市市軌道交通通結構抗震震設計規范范》（GB50909-2014）第3.2.4節，重點設設防類的城城市軌道交交通地下結結構的抗震震性能要求求（即抗震震設防目標標）為：（1）在E1（重現期為為100年）地震作作用下要達達到抗震性性能要求I，（2）在E2（重現期為為475年）地震作作用下要達達到抗震性性能要求I，（3）在E3（重現期為為2450年）地震作作用下要達達到抗震性性能要求II。綜合管廊為為地下結構構，破壞后后極難修復復，因此抗抗震設防目目標參照《《城市軌道道交通結構構抗震設計計規范》（（GB50909-2014）執行。四.管廊結構抗抗震分析三、管廊抗抗震驗算的的內容地下結構抗抗震驗算應應分為強度驗算、變形驗算和位移驗算。（1）抗震性能能要求為I時，即結構構在E1及E2地震作用條條件下，結結構處于彈彈性工作階階段，應進進行結構構構件的截面面抗震驗算算、及結構構彈性層間間位移的驗驗算。（2）抗震性能能要求為II時，即結構構在E3地震作用條條件下，結結構局部進進入彈塑性性工作階段段，應進行行結構彈塑塑性層間位位移驗算。。四.管廊結構抗抗震分析四、管廊抗抗震驗算的的方法1、《建筑抗抗震設計規規范》規定定：地下建建筑的抗震震計算模型型，應根據據結構實際際情況確定定并符合下下列要求：：1）應能較準準確的反應應周圍擋土土結構和內內部各構件件的實際受受力；與周周圍擋土結結構分離的的內部結構構，可采用用與地上建建筑同樣的的計算模型型。2）周圍地層分分布均勻、規規則且具有對對稱軸的縱向向較長的地下下建筑，結構構分析可選擇擇平面應變分分析模型并采采用反應位移移法或等效水水平地震加速速度法、等效效側力法計算算。3）長寬比和高高寬比均小于于3及本條第2款以外的地下下建筑，宜采采用空間結構構分析計算模模型并采用土土層-結構時程分析析法計算。四.管廊結構抗震震分析四、管廊抗震震驗算的方法法2、《城市軌道道交通結構抗抗震設計規范范》規定：四.管廊結構抗震震分析五、管廊抗震震設計流程四.管廊結構抗震震分析六、反應位移移法1、基本原理1---地面2—設計地震作作用基準面3—土層位移4—慣性力四.管廊結構抗震震分析六、反應位移移法2、設計荷載1）地震作用；；2）非地震作用用；3）抗震設計荷荷載組合按《《建筑抗震設設計規范》規規定執行。序號荷載組合驗算工況重力荷載代表值偶然荷載永久荷載可變荷載地震荷載1抗震荷載作用下構件強度驗算1.20.61.32抗震荷載作用下結構變形驗算1.00.51.0四.管廊結構抗震震分析六、反應位移移法3、地震作用計算算按《城市軌道交交通結構抗震震設計規范》》附錄E中的計算方法法：1）土層相對位位移：2）土層變位產產生的荷載：：3）地基彈簧剛剛度：4）結構慣性力力：5）結構周圍剪剪力：四.管廊結構抗震震分析七、時程分析析法時程分析法即即結構直接動動力法，是最最經典的方法法，也是普遍遍適用。時程分析法的的主要步驟如如下：四.管廊結構抗震震分析七、時程分析析法1、自由邊界；；2、人工邊界；；3、有限元計算算模型；4、粘性人工邊邊界；5、粘彈性人工工邊界人工邊界條件件四.管廊結構抗震震分析八、工程實例1、工程概況天津西環路地下綜綜合管廊工程程位于西環路路中央分隔帶帶下。綜合管管廊工程起點點位于潮陽大大道，終于通通唐公路，全全長約6.76公里，按干線線綜合管廊標標準建設。共共收納了給水水、熱力、電電力、通信等等管線。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例1、工程概況主體結構采用用矩形斷面，，標準段高4.55m，寬7.5m，頂板厚0.35m，底板厚0.4m，外墻厚0.35m，中墻厚0.25m。覆土厚約1.22-5m。主體基坑采采用明挖法施施工，SMW工法或鋼板樁樁圍護。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例人員出入口節節點橫剖面圖圖自然進風節點點橫剖面圖機械排風節點點橫剖面圖四.管廊結構抗震震分析八、工程實例2、地質概況四.管廊結構抗震震分析八、工程實例3、地震作用根據《建筑抗抗震設計規范范》(GB50011-2010)、《中國地震震動參數區劃劃圖》（GB18306-2015），本場地抗抗震設防烈度度為8度，設計地震震分組為第二二組，設計基基本地震加速速度值為0.20g。根據《巖土工工程技術規范范》（DB29-20-2000）第14.2.5按公式計算場場地的等效剪剪切波速值VSC，經計算該場場地埋深20.0m范圍的等效剪剪切波速Vsc=151.39~159.45m/s，根據《建筑筑抗震設計規規范》(GB50011-2010)，結合區域地地質資料覆蓋蓋層厚度大于于80.0m，判定該場地地土為中軟場場地土，場地地類別為III類。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合結構上的作用用荷載，根據據《建筑結構構荷載規范》》（GB50009-2012），按永久荷荷載、可變荷荷載、偶然荷荷載進行分類類，對結構整整體或構件可可能出現的最最不利組合進進行計算。管管廊結構抗震震計算荷載類類型及名稱見見下表。4.1、荷載分類荷載類型荷載名稱永久荷載結構自重

地層壓力水壓力及水浮力設備荷載地基下沉影響力可變荷載基本可變荷載地面車輛荷載（包括其動力作用）人群荷載偶然作用地震荷載四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合（1）結構自重指結構自身重重量產生的沿沿各構件軸線線均勻分布的的豎向荷載。。鋼筋混凝土土26kN／m3，素混凝土取取22kN／m3，鋼結構取78.5kN／m3，其它材料按按現行《建筑筑結構荷載規規范》附錄A取值。4.2、荷載計算四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合（2）地層土壓力力包括豎向土壓壓力和水平土土壓力（3）水壓力及浮浮力作用在地下結結構上的水壓壓力，應根據據施工階段和和長期使用過過程中地下水水位的變化，，不同的圍巖巖條件，分別別計算。（4）結構上部和和受影響范圍圍內的設施及及建筑物壓力力在計算地下結結構上部和受受影響范圍內內的設施和建建筑物壓力時時，對已有或或已經批準待待建的建筑物物壓力在結構構設計中均應應考慮。4.2、荷載計算四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合（5）設備荷載設備區的計算算荷載應根據據設備安裝、、檢修和正常常使用的實際際情況（包括括動力效應））確定。（6）地面車輛荷荷載在道路下方的的結構，應根根據覆蓋土厚厚度和道路通通行要求，按按照現行《公公路橋涵設計計通用規范》》規定的地面面車輛荷載布布置其最不利利排列位置。。設計時應考考慮地面車輛輛荷載引起的的側向土壓力力。4.2、荷載計算四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合（7）人群荷載管廊在西環路路中央分隔帶帶下，不計人人群荷載。（8）施工荷載地下結構設計計應考慮施工工荷載的作用用，施工機具具荷載取20kPa；地面超載取取20kPa。4.2、荷載計算四.管廊結構抗震震分析八、工程實例4、荷載及組合合（9）地震荷載管廊的抗震設設防類別為重重點設防類（（乙類建筑）），抗震設防防烈度8度。設計基本本地震加速度度值為0.2g，地震分組為為第二組，建建筑場地類別別為Ⅲ類，特特征周期為0.55s。（10）荷載組合4.2、荷載計算荷載組合永久荷載可變荷載水平地震作用γEh豎向地震作用γEv永久荷載+可變荷載+水平地震作用1.2（1.0）0.51.30永久荷載+可變荷載+豎向地震作用1.2（1.0）0.501.3永久荷載+可變荷載+水平地震作用+豎向地震作用1.2（1.0）0.51.30.5注：括號內的數值用于該荷載對結構作用有利時的分項系數取值。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算根據《建筑抗抗震設計規范范》（GB50011-2010）規定，本次次抗震分析中中，按照管廊廊所處場地類類別和設計地地震選用2組實際強震記記錄和1組人工模擬的的加速度時程程曲線共三組組地震波，其其中實際強震震記錄的數量量為2組，占總數的的2/3，計算結果取取三組地震輸輸入時程結果果的包絡值。。標準段模型型如下：標準段巖土土-結構模型四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算6.1第一條實際記記錄地震波下下地震響應（1）E2地震作用下結結構內力及承承載力抗震驗驗算第一條實際記記錄地震波作作用下，結構構橫向彎矩包包絡見下圖。。E2橫向彎矩最大大包絡圖E2橫向彎矩最小小包絡圖四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算6.1第一條實際記記錄地震波下下地震響應（1）E2地震作用下結結構內力及承承載力抗震驗驗算第一條實際記記錄地震波作作用下，結構構承載力抗震震驗算結果見見表從上表可以得得知，結構滿滿足受力要求求。位置內力配筋（HRB400)結構抗彎承載能力軸力（kN）彎矩（kN.m）剪力（kN）(kN.m)頂板跨中（350mm）21.2195.7-115.9D=28毫米,間距15.0厘米412.7頂板根部（350mm）45.2-230.0223.5D=28毫米,間距15.0厘米412.6頂板中支點（350mm）-1.6-224.6-270.1D=28毫米,間距15.0厘米412.8底板跨中（400mm）-1.5246.3-115.9D=28毫米,間距15.0厘米496.7底板根部（400mm）-5.8-410.9-358.1D=28毫米,間距15.0厘米497.8底板中支點（400mm）-3.7-89.8299.2D=28毫米,間距15.0厘米501.2側墻跨中（350mm）-9.257.965.6D=25毫米,間距15.0厘米350.9側墻頂部（350mm）21.0-230.0-124.0D=28毫米,間距15.0厘米412.6側墻根部（350mm）-5.8-410.9226.1D=28毫米,間距15.0厘米413.5四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算6.1第一條實際記記錄地震波下下地震響應（2）E2地震作用下結結構彈性變形形驗算第一條實際記記錄地震波作作用下，結構構橫向變形見見圖抗震性能要求求為I時，即結構E2地震作用條件件下，管廊斷斷面層結構彈彈性層間位移移角為1/781<1/550，滿足規范要要求。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算6.1第一條實際記記錄地震波下下地震響應（3）E3地震作用下結結構彈塑性變變形驗算第一條實際記記錄地震波作作用下，結構構橫向變形見見圖抗震性能要求求為II時，即結構E3地震作用條件件下，管廊層層層間位移角角1/292<1/250，滿足規范要要求。四.管廊結構抗震震分析八、工程實例6、標準段管廊廊計算6.2第二條