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城市下穿地道工程設(shè)計(jì)探討論文
摘要:論述了城市下穿地道的意義,分析了城市下穿地道工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn),探討了下穿地道排水系統(tǒng)、盲溝系統(tǒng)、地道防水及排水泵站的設(shè)計(jì)方法,有利于提高空間的利用率,緩解城市交通壓力。
關(guān)鍵詞:城市下穿地道,排水系統(tǒng),防水設(shè)計(jì),雨水
0引言
隨著城市空間壓力空前加大,城市下穿地道成了緩解壓力的有效途徑,它的發(fā)展也受到越來(lái)越多人的關(guān)注。城市下穿地道是一種特殊的地下空間結(jié)構(gòu),它與地下建筑不同,但也與地下建筑的差異性有較大的區(qū)別。城市下穿地道是建立在城市人群密度高、交通擁堵的區(qū)域,被廣泛應(yīng)用于緩解城市交通壓力。城市下穿地道工程在解決干路交叉問(wèn)題上具有重要的作用,它不占據(jù)地面以上空間,對(duì)街面景觀影響較小,打破了高架立交的單一局面,拓寬了城市道路立交思路。
1城市下穿地道簡(jiǎn)介及意義
城市下穿地道是城市的重要交通部位,它一般是穿越鐵路、公路、城市主干道時(shí)采用的地下形式,中間部位是封閉箱體,兩端為引路。下穿地道有多種形式的結(jié)構(gòu),包括有簡(jiǎn)單的和直接的渠道、專(zhuān)門(mén)的人群通道、商業(yè)大廈地下商業(yè)步行街等形式。城市下穿地道的建設(shè)不僅可以有效緩解交通壓力、減少事故發(fā)生,而且能夠有效提高空間利用率,搭建完善的交通系統(tǒng)。城市下穿地道的建設(shè)能夠提升城市形象,改善交通出行狀況,對(duì)提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)水平及城市化的發(fā)展有重要意義。
2工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
城市下穿地道的地下水平坑道會(huì)根據(jù)不同的環(huán)境情況做出相應(yīng)的調(diào)整,一般而言,會(huì)根據(jù)所在地區(qū)的埋置深度分為深埋和淺埋兩種,淺埋一般在距地表5m之內(nèi)的地方施工,這種不采用暗挖法的修建結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為淺埋結(jié)構(gòu)。城市修筑地道橋一般采用這種方式施工,超出5m范圍的則按隧道標(biāo)準(zhǔn)考慮。城市下穿地道工程設(shè)計(jì)一般會(huì)包括引道敞開(kāi)段、地道出口遮光段、暗埋段和中央天窗段等四部分。地道有兩孔框架式或多孔式結(jié)構(gòu),一般會(huì)采用鋼筋混凝土閉合箱體的結(jié)構(gòu)模式。而城市下穿地道工程建設(shè)暗埋的箱體結(jié)構(gòu)跨徑較大,為了加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的抗壓能力和韌度,箱體角部會(huì)加設(shè)梗腋,而腋角比例也會(huì)控制在3∶1之內(nèi),這樣才能發(fā)揮箱體的最大作用,使得混凝土最大限度的起到加固角部的作用。
2.2地道結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算類(lèi)型
城市下穿地道工程可以分為多種類(lèi)型,首先我們按照埋置深淺的不同可以分為淺埋和深埋兩種,淺埋主要是指覆土厚度在5m以?xún)?nèi),同時(shí)也不采取暗挖法興建的下穿地道工程。目前我國(guó)大多數(shù)城市下穿地道工程都不會(huì)超過(guò)這個(gè)埋置深度,若超過(guò)5m的埋置深度,即可分為深埋工程類(lèi)型。其次城市下穿地道工程按照形狀可以分為巨型框架結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)、拱與直墻拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)等。城市下穿地道工程設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型上可以分為三種,第一種是主動(dòng)荷載模型,第二種是假定彈性反力模型,第三種是計(jì)算彈性反力模型。
2.3橫向受力分析
一般的地道設(shè)計(jì)按照橫向受力控制,不能計(jì)算在縱向上,應(yīng)根據(jù)構(gòu)造要求配筋。一些資料上當(dāng)隧道長(zhǎng)度不大時(shí),它的縱向分布的鋼筋面積不小于10%的橫截面面積的受力鋼筋,不小于最小配筋率。如果地道的長(zhǎng)度非常大,則應(yīng)仔細(xì)考慮地道縱向受力情況。城市下穿地道的整個(gè)斷面是非常大的,就好像一個(gè)龐大的箱體支撐在彈性支座上,它的整體縱向受力不計(jì)算,但在頂層的局部荷載作用下,彎矩在縱向上,會(huì)導(dǎo)致其他類(lèi)型的弊端。
2.4地下承壓水的處理
由于城市對(duì)于下穿地道的建設(shè)美觀度有較高要求,因此對(duì)地下水的處理也有更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。一般城市建造下穿地道時(shí)會(huì)采取以“以行為主,預(yù)防、排、切、堵結(jié)合”的原則。城市下穿地道兩側(cè)應(yīng)采取有效措施防止地下水的滲透,尤其是預(yù)防地道兩側(cè)擋土墻體的膨脹滲透。同時(shí)做好相應(yīng)的引水工作,防止因陰雨天氣雨水不能及時(shí)排出造成地道積水,影響民眾出行和城市美觀度。最重要的是做好加固工作,防止因地道潮濕導(dǎo)致土質(zhì)疏松,進(jìn)而出現(xiàn)坍塌事故。
2.5地道雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
雨水系統(tǒng)主要設(shè)置在道路的最低點(diǎn)處,用于將地道內(nèi)的雨水注入泵站。地道傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)是組合式爐排系統(tǒng),組合爐排集水井的大小應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定,并且要考慮篦堵塞系數(shù),系數(shù)一般為1.2~1.3。它根據(jù)道路的橫斷面布置,集水井位于道路兩側(cè),當(dāng)?shù)氐朗且粭l路時(shí),兩邊的雨水收集在一個(gè)對(duì)稱(chēng)布置的集水井內(nèi),若道路比較窄,則在一旁設(shè)置集水井即可。當(dāng)?shù)氐朗侨龡l道路時(shí),即單獨(dú)的機(jī)動(dòng)車(chē)道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道,一般則安排四組集水井。一般來(lái)說(shuō),非機(jī)動(dòng)車(chē)道間隙小,引路是1m~2m,高于機(jī)動(dòng)車(chē)道,然后連接到雨水收集管道。集水井的結(jié)構(gòu)形式可采用磚砌筑或混凝土結(jié)構(gòu)。目前,地道排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高,由于雨水流量較大,縱向設(shè)置的集水井不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí),可以在最低的支路的橫溝排水地道收集雨水,多為U形槽結(jié)構(gòu),即保留橫溝在U形槽結(jié)構(gòu)。
3解決措施
3.1下穿地道排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
城市下穿地道工程一般在道路穿越鐵路、建筑等采取的施工方式,中間多為封閉的箱體,兩端為道路,交叉地點(diǎn)多在地下,因此,下穿地道工程最需要注意的就是排水系統(tǒng)設(shè)計(jì),首先要確保雨水不會(huì)涌入地道,其次要保證地道里面的污水能夠及時(shí)排除,若下穿地道工程排水系統(tǒng)處理不到位,往往會(huì)影響交通,威脅人們的生命安全。地道排水系統(tǒng)主要有雨水排除系統(tǒng)和地下水排除系統(tǒng),雨水排除系統(tǒng)主要由雨水收集、輸水管道、雨水提升泵組成,由于道路坡度較大,導(dǎo)致雨水沿路徑流動(dòng)速度更快,因此該系統(tǒng)一般會(huì)設(shè)置在地道路面的最低處。而地下水排除系統(tǒng)主要由盲排水管、地下泵站組成進(jìn)行排水。
3.2盲溝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
當(dāng)?shù)氐赖陀诘叵滤粫r(shí),系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行消除地下水盲溝設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)是為了保證路基處于干燥狀態(tài),使地道具有足夠的穩(wěn)定性,避免坍塌的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的盲排管采用無(wú)砂濾器,但由于無(wú)砂濾強(qiáng)度低,易破損,已逐漸被軟水管所取代。這種軟水管是一種新型的管道,它的水管直徑根據(jù)地下水水量一般用D200mm或D300mm的管道,其管道本身具有可滲透的特點(diǎn),而且具有抗壓強(qiáng)度高,重量輕,經(jīng)久耐用,安裝和連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),特別是管道可以直接連接,能夠有效減少連接井的數(shù)量。
3.3地道防水設(shè)計(jì)
地道防水設(shè)計(jì)是城市下穿地道工程的重點(diǎn)和難點(diǎn),它的設(shè)計(jì)一般有以下幾點(diǎn):1)整體設(shè)計(jì),對(duì)地道標(biāo)高的交叉口現(xiàn)狀,要改變不利地形交叉口引流情況,改善下雨時(shí)地道內(nèi)部的積水情況。2)在地道的開(kāi)口部分,應(yīng)在道路兩側(cè)1.1m左右的距離作防水墻,及時(shí)阻塞地道外部的水進(jìn)入地道。3)地道的給排水設(shè)計(jì),在進(jìn)行地道的給排水設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)提高地道的排水標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)化排水管的布置,使其能夠在惡劣天氣出現(xiàn)時(shí)仍能及時(shí)快速的將水排出,以保證居民的出行安全和城市運(yùn)行。
3.4地道排水泵站設(shè)計(jì)
下穿地道排水泵站的功能主要是為了及時(shí)排除在地道內(nèi)的雨水、地下水,而現(xiàn)在越來(lái)越多的地道采用潛水泵進(jìn)行排水工作,它已逐步成為地道排水泵站的主流產(chǎn)品。排水泵站的位置應(yīng)選擇在地道附近的最低點(diǎn),排水管的距離應(yīng)控制在200m以?xún)?nèi),并應(yīng)選擇最近的安全排水區(qū),提高利用效率。
4結(jié)語(yǔ)
城市下穿地道設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的工程,涉及到道路、排水、自動(dòng)化等多項(xiàng)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容,尤其是排水系統(tǒng),更是體現(xiàn)文明城市的用心程度,是確保區(qū)域交通安全的重要領(lǐng)域,應(yīng)在合理的區(qū)域情景組合內(nèi)選擇設(shè)計(jì)參數(shù),選擇最優(yōu)方案,做出可靠的良心工程建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
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