城市综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和"生命线",为此管廊施工中面临的困难和建成后出现的问题受到人们的广泛关注。针对管廊施工中劳动力需求巨大问题和管廊施工及运营期间的渗漏问题,结合现有的技术,通过综合比选,最终设计出适合管廊使用的模板台车,并在天津市宝坻区西环路地下综合管廊二期施工中进行了良好应用,节省了施工成本,取得了良好的经济效益和社会效益。

在合理选择单元类型和材料本构模型基础上,通过建立综合管廊用预制再生混凝土箱涵有限元模型,研究了其力学性能,并分析了再生粗骨料取代率对模型荷载-位移曲线的影响。结果表明:预制再生混凝土箱涵的破坏方式与普通混凝土箱涵基本相似;再生粗骨料取代率对管节的荷载-位移曲线的影响明显;随着再生粗骨料取代率的提高,箱涵的极限承载力随之降低,且承载能力快速下降。

为避免综合管廊燃气泄漏造成的安全隐患,制备了气密性能符合要求的气密性混凝土,研究了胶凝材料用量、水胶比、砂率、矿物掺合料以及外加组分对综合管廊用气密性混凝土性能的影响。根据试验结果,成功制备了工作性良好的C40气密性混凝土,其透气系数达到4.72×10-12 cm/s,并成功应用于实际工程。

归纳总结了大量城市地下综合管廊运营过程中遇到的问题,指出地下综合管廊建设和运营过程中遇到的最主要问题为动荷载以及穿越非均匀地基,叙述了地下综合管廊的研究发展趋势及其在动荷载和非均匀地基下的力学性能的研究现状,提出了现有主要成果研究的不足,并对未来研究进行了展望。

地下综合管廊是未来城市建设的重点发展方向,相比现浇法,预制综合管廊在质量、工期、成本等方面具有较大优势,且其接头型式与防水构造是管廊发挥其功能的关键节点。总结了整体预制拼装式综合管廊常用的接头型式、防水构造以及常用密封胶圈型式,分析了其优缺点及适用范围,提出了一些建议,为今后综合管廊接头型式及防水构造的设计与改进提供参考。

城市综合管廊传统施工工艺受到现场条件及材料等因素制约,存在工期长、工作量及工作面大、人员投入多、施工效率低等缺点。预制节段拼装技术是解决以上问题的手段之一。本文结合项目实例,介绍了节段拼装综合管廊的设计和安装技术,并通过设备改良、工艺优化提高了管廊成型质量和施工工效。

以湖南益阳市水网湖区综合管廊工程为例,结合益阳典型软土地质条件,对综合管廊关键节点的应力进行了分析。基于现场资料,采用有限差分软件FLAC3D进行综合管廊及场地土体的数值模拟,在此基础上分析了在路堤荷载及车辆荷载作用下综合管廊埋深、沟底碎石垫层及沟背回填土密实度这三个因素对综合管廊关键节点应力的影响。结果表明,综合管廊的关键节点应力随管廊埋深的增加而变大,是否设置管底碎石垫层及沟背换填土体模量对综合管廊关键节点的应力变化影响不大。

介绍了建设地下市政综合管廊的意义以及国内外综合管廊建设发展概况。对比了现浇施工和预制装配式施工工法,并举例对两种施工工法所需工期与成本进行分析,指出了预制装配式施工具有缩短工期、降低成本、节能环保等优势。此外,还介绍了用于地下综合管廊中不同形状(如圆形、矩形和异形)的预制混凝土涵管。

分析了综合管廊设防水位的确定方法。结合管廊结构特点,考虑了管廊侧壁摩阻力,研究在不同地下水位下管廊所受水浮力与计算方法,并进行工程抗浮算例验证,研究结果可为抗浮设计提供参考。

为分析预制装配式综合管廊节间弹性密封垫防水性能,本文以敞口式U型盾构施工全预制地下综合管廊为背景,通过足尺模型试验,对综合管廊接头的遇水膨胀橡胶密封垫界面弹性密封垫的本构关系和极限抗压能力进行试验研究,并通过有限元软件模拟分析橡胶密封垫受力性能,数值分析结果与模型试验结果吻合较好。