地下综合管廊结构体系抗震性能分析

地下综合管廊结构体系抗震性能分析

黎伟

中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司 江苏 南京 211800

摘要：现阶段，我国的综合国力的发展迅速，各行各业建设的发展也有了提高。随着城市化进程的有序推进、城市管网体系的快速发展、地下空间的不断开发，诸如“马路拉链”“空中蜘蛛网”等诸多“城市病”也不断出现，地下综合管廊作为集中敷设市政管线的公共隧道，可以有效解决传统管线敷设带来的上述“城市病”顽疾，并极大改善城市人居环境和提升城市综合承载力，是保障城市可持续发展的市政基础设施重点工程和“生命线”，也成为城市地下工程的发展趋势之一。

关键词：地下综合管廊；结构体系；抗震性能分析

引言

近年来，我国城市化进程不断加快，各地城市建设水平不断提升。城市地下综合管廊能够有效改善交通状况，充分提升土地使用效率，减少城市土地资源的浪费，其建设已经受到越来越多的关注。城市地下综合管廊建设管理体系较为复杂，需要采取有效措施提升其建设管理工作成效。文章分析了提升城市地下综合管廊建设管理工作成效的相关措施，简要介绍了地下综合管廊建设关键技术，为城市地下综合管廊的建设管理提供参考。

1震波选取及模型建立

1.1地震波选取

根据工程岩土工程勘察报告，管廊结构所在的场地类别为二类，设计地震第一组，地震动峰值加速度值为0.2g，相当于地震基本烈度8度，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据地震波选用基本原则，结合所涉及的实际工程岩土勘察报告，选择典型的el-centro波作为地震输入，由于每条地震波的加速度峰值均在前10s的范围内，所以本文截取前10s时间段的加速度曲线进行结构动力学分析。

1.2模型建立

为消除地震波在人工边界处的散射效应，采用了无限元人工边界，在保证无限元区域的反应为弹性的情况下，整个模型的尺寸比边界远置情况大为减小，本文的管廊结构体截面尺寸为4.1m×3.5m，本模型中地下综合管廊结构体两侧土体和下部土体各延伸20m，总的计算模型宽度方向为44.1m，管廊埋深2m，则总的高度方向为25.5m，纵向长度方向取50m。

2提升城市地下综合管廊建设管理工作成效的相关措施

2.1加快综合管廊建设管理立法工作

城市建设过程中，地下空间权属关系明确的区域，需要结合当前已有的地下空间建设管理制度，对地下空间的规划、联通进行有效管控，促进多种类型制度有效融合。针对城市地下综合管廊应积极推动相关的立法工作，明确管廊规划、管理、经营、使用等方面的权责、费用收取等事务。

2.2扩大PPP建设管理模式应用范围

城市地下综合管廊选择何种建设模式受城市经济实力、区域政策支持、地方财政收入等因素的影响。对于财政收入水平较高的地区，可以采取相关部门全额出资的方式对城市地下综合管廊进行建设管理，若采用股份制合作模式进行建设管理，需要明确城市地下综合管廊的产权关系。PPP建设管理模式需要当地有关机构在政策、经济等方面的支持，结合各地城市地下综合管廊项目建设经验来看，PPP建设管理模式能够有效缓解财政短期资金压力，将各类合适的社会资本引入城市地下综合管廊建设管理工作中，并使其能够进入市场，受市场机制控制，提升整个项目的运作效率。

2.3建设标准化运营管理机构或企业

城市地下综合管廊建设管理过程中采取公司化运作、物业化管理的模式可以通过相关机构或企业对城市地下综合管廊进行运营、维护，做好使用过程中各类突发事件的应急处理，保证城市地下综合管廊全生命周期的安全、平稳运行。各类专业化、标准化的运营管理机构或企业结合当前智能化系统进行运维管理，实现对城市地下综合管廊全生命周期的建设管理。

2.4确立有偿使用的基本原则

城市地下综合管廊运营过程中会有多家单位、机构进行使用，在此过程中进行收费，采用有偿使用的方式进行处理，能够为城市地下综合管廊的建设管理提供资金。通过协商定价，建立科学、合理的市场价格机制，减少政府财政压力，以提升各个单位对城市地下综合管廊运营状况的关注程度。在实际协商过程中，针对各个垄断性较强的单位、机构，相关管理部门应结合实际情况，制定科学、合理的价格标准及收费方式，结合国家层面的制度，对实际运营、管理费用进行测算，确立有偿使用的各项基本原则，由物价部门提供满足市场要求的价格指导。

3综合管廊工程实例特点分析与总结

(1)就建设区域而言:管廊试点前的建设主要分布在北京、上海、珠海等中东部大城市;试点及非试点建设城市除了上述中东部城市外，还增加了其他地区的城市，这些城市中多数是各省经济较发达的地区，且大多数集中分布在新区。(2)就结构形式而言:结构形式最多的是整体现浇混凝土结构，其次是预制结构。(3)就施工方法而言:在新区建设主要以明挖法施工为主，在山地或中心城区多数采用暗挖或盾构法施工。顶管法施工一般是结构进行跨越时对上述施工方法的一种辅助。(4)就截面形式而言:矩形仍是目前采用最多的形式;随着盾构法施工的增多，圆形截面也逐渐增多;有极少部分采用异形，如品字形、拱形、半圆形、弧形、门洞形等。(5)就舱室数量而言:采用较多的舱室数量主要集中在单舱、双舱、三舱;而前期建设的管廊舱室在三舱以上的几乎很少，后来逐渐有四舱、五舱，对于六舱及以上的则更少;多数采用的是单层，其中少部分采用的是双层。(6)就结构材料而言:多数采用的是钢筋混凝土，部分采用波纹钢、竹缠绕混凝土等材料。(7)就地质条件而言:中国地质条件多样且复杂，管廊建设有以上海等为例的软土区，西安等的黄土区、含地裂缝区，沈阳、哈尔滨等的冻土区，六盘水等的岩溶区、山区，重庆、成都等的山地地区等等。(8)就抗震等级及地震烈度分布而言:通过查阅《中国地震动参数区划图》(GB18306—2015)，25个管廊建设试点城市分布在地震烈度为Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ的分别有2、17、4个。(9)就工程体量而言:前期的管廊大多距离较短、多以单条建设为主;近年建设的管廊多以成片开发为主，形成各种整体布局形式，工程体量都较大。(10)就共建结构而言:管廊大多分布在道路及绿化带下结合道路建设;也有部分与隧道、地铁、地下快速路、地下商业街、地下人防等结合共建成的大型地下综合体。(11)就交叉节点而言:监控中心与管廊的连接处的交叉节点;整体布局建设的管廊之间“L”形、“T”形、“十字”形交叉节点，如珠海横琴新区、厦门集美新城、青岛高新区、合肥高新区、正定新区等。(12)就跨越结构及跨越形式而言:长线形管廊结构，在长跨度内不可避免地要跨越障碍，多采用下穿形式跨越河道、铁轨、海湾等，采用上跨形式跨越地铁、隧道等。(13)就埋置深度而言:管廊建设大多属于浅层开发，采用明挖施工的大多为浅埋，而采用盾构施工、跨越障碍以及与地下结构共建时多为深埋;但目前，总体来看多为浅埋。从以上总结可知:其一，管廊主要是在人口众多、经济发达的地区建设，且数量在不断增多，其抗震性能应得到足够重视。其二，管廊的抗震问题必须要考虑结构形式、施工方法、截面形式、舱室数量、结构材料、场地条件、共建结构、跨越结构及跨越形式、埋置深度、交叉节点、所处地区地震烈度、地震动特性等因素的影响。其三，由于各地区管廊规划、建设布局不断完善，最终会在城市地下空间中形成巨大的管廊网体系，同时由于管廊多建设在城区，地面建筑物林立，因此在考虑上述影响因素的基础上应考虑“城市效应”对其地震响应的影响。

结语

城市地下综合管廊需要结合当地实际状况选择多种模式进行建设管理。针对城市地下综合管廊的规划、建设、管理予以全方位改进，着眼于全面性的建设管理工作，通过积极引进新技术、新材料、新工艺保障城市地下综合管廊的稳定性与安全性。不断推动城市地下综合管廊建设管理工作发展，为我国城市化建设提供良好的基建保障。

参考文献

【1】陈晓强,钱七虎.我国城市地下空间综合管理的探讨[J].地下空间与工程学报,2010,6(4):666-671.

【2】郑永来,杨林德,李文艺,等.地下结构抗震[M].上海:同济大学出版社,2005.