城市下穿地道工程設計探討論文
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計的特點，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計方法，有利于提高空間的利用率，緩解城市交通壓力。
關鍵詞:城市下穿地道，排水系統(tǒng)，防水設計，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)展也受到越來越多人的關注。城市下穿地道是一種特殊的地下空間結構，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題上具有重要的作用，它不占據地面以上空間，對街面景觀影響較小，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構，包括有簡單的和直接的渠道、專門的人群通道、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能夠提升城市形象，改善交通出行狀況，對提高城市基礎設施的服務水平及城市化的發(fā)展有重要意義。
2工程設計特點
2．1主要結構設計
城市下穿地道的地下水平坑道會根據不同的環(huán)境情況做出相應的調整，一般而言，會根據所在地區(qū)的埋置深度分為深埋和淺埋兩種，淺埋一般在距地表5m之內的地方施工，這種不采用暗挖法的修建結構被稱為淺埋結構。城市修筑地道橋一般采用這種方式施工，超出5m范圍的則按隧道標準考慮。城市下穿地道工程設計一般會包括引道敞開段、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構，一般會采用鋼筋混凝土閉合箱體的結構模式。而城市下穿地道工程建設暗埋的箱體結構跨徑較大，為了加強節(jié)點的抗壓能力和韌度，箱體角部會加設梗腋，而腋角比例也會控制在3∶1之內，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地道結構分析及計算類型
城市下穿地道工程可以分為多種類型，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以內，同時也不采取暗挖法興建的下穿地道工程。目前我國大多數城市下穿地道工程都不會超過這個埋置深度，若超過5m的埋置深度，即可分為深埋工程類型。其次城市下穿地道工程按照形狀可以分為巨型框架結構、圓形結構、拱與直墻拱結構、薄殼結構、敞開式結構等。城市下穿地道工程設計在結構力學計算模型上可以分為三種，第一種是主動荷載模型，第二種是假定彈性反力模型，第三種是計算彈性反力模型。
2．3橫向受力分析
一般的地道設計按照橫向受力控制，不能計算在縱向上，應根據構造要求配筋。一些資料上當隧道長度不大時，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。如果地道的長度非常大，則應仔細考慮地道縱向受力情況。城市下穿地道的整個斷面是非常大的，就好像一個龐大的箱體支撐在彈性支座上，它的整體縱向受力不計算，但在頂層的局部荷載作用下，彎矩在縱向上，會導致其他類型的弊端。
2．4地下承壓水的處理
由于城市對于下穿地道的建設美觀度有較高要求，因此對地下水的處理也有更高的標準要求。一般城市建造下穿地道時會采取以“以行為主，預防、排、切、堵結合”的原則。城市下穿地道兩側應采取有效措施防止地下水的滲透，尤其是預防地道兩側擋土墻體的膨脹滲透。同時做好相應的引水工作，防止因陰雨天氣雨水不能及時排出造成地道積水，影響民眾出行和城市美觀度。最重要的是做好加固工作，防止因地道潮濕導致土質疏松，進而出現(xiàn)坍塌事故。
2．5地道雨水系統(tǒng)設計
雨水系統(tǒng)主要設置在道路的最低點處，用于將地道內的雨水注入泵站。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根據計算確定，并且要考慮篦堵塞系數，系數一般為1．2～1．3。它根據道路的橫斷面布置，集水井位于道路兩側，當地道是一條路時，兩邊的雨水收集在一個對稱布置的集水井內，若道路比較窄，則在一旁設置集水井即可。當地道是三條道路時，即單獨的機動車道和非機動車道，一般則安排四組集水井。一般來說，非機動車道間隙小，引路是1m～2m，高于機動車道，然后連接到雨水收集管道。集水井的結構形式可采用磚砌筑或混凝土結構。目前，地道排水系統(tǒng)設計標準較高，由于雨水流量較大，縱向設置的集水井不能滿足設計要求時，可以在最低的支路的橫溝排水地道收集雨水，多為U形槽結構，即保留橫溝在U形槽結構。
3解決措施
3．1下穿地道排水系統(tǒng)設計
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)設計，首先要確保雨水不會涌入地道，其次要保證地道里面的污水能夠及時排除，若下穿地道工程排水系統(tǒng)處理不到位，往往會影響交通，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，導致雨水沿路徑流動速度更快，因此該系統(tǒng)一般會設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、地下泵站組成進行排水。
3．2盲溝系統(tǒng)設計
當地道低于地下水水位時，系統(tǒng)應進行消除地下水盲溝設計。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，避免坍塌的設計。傳統(tǒng)的盲排管采用無砂濾器，但由于無砂濾強度低，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，而且具有抗壓強度高，重量輕，經久耐用，安裝和連接結構簡單等優(yōu)點，特別是管道可以直接連接，能夠有效減少連接井的數量。
3．3地道防水設計
地道防水設計是城市下穿地道工程的重點和難點，它的'設計一般有以下幾點:1)整體設計，對地道標高的交叉口現(xiàn)狀，要改變不利地形交叉口引流情況，改善下雨時地道內部的積水情況。2)在地道的開口部分，應在道路兩側1．1m左右的距離作防水墻，及時阻塞地道外部的水進入地道。3)地道的給排水設計，在進行地道的給排水設計時，應提高地道的排水標準，優(yōu)化排水管的布置，使其能夠在惡劣天氣出現(xiàn)時仍能及時快速的將水排出，以保證居民的出行安全和城市運行。
3．4地道排水泵站設計
下穿地道排水泵站的功能主要是為了及時排除在地道內的雨水、地下水，而現(xiàn)在越來越多的地道采用潛水泵進行排水工作，它已逐步成為地道排水泵站的主流產品。排水泵站的位置應選擇在地道附近的最低點，排水管的距離應控制在200m以內，并應選擇最近的安全排水區(qū)，提高利用效率。
4結語
城市下穿地道設計是一個系統(tǒng)的工程，涉及到道路、排水、自動化等多項專業(yè)內容，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域，應在合理的區(qū)域情景組合內選擇設計參數，選擇最優(yōu)方案，做出可靠的良心工程建設。
參考文獻:
�。�1］劉義虎，張?zhí)鞓�，張進華，等．基于安全停車視距的螺旋地道圓曲線方案比選［J］．中外公路，2009(5):5-8．
［2］張卉．城市快速路出入口道路交通規(guī)劃問題探析［J］．中國新技術新產品，2010(22):78．
�。�3］JTGF60—2009，公路地道施工技術規(guī)范［S］.
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