城市地下綜合管廊橫斷面設計及其優(yōu)化研究.pdf

1、城市地下綜合管廊是將兩種或兩種以上的市政管線布置于地下統(tǒng)一的空間中而形成的一種新興公共基礎設施。隨著經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展,我國已在全國各城市廣泛開展城市地下綜合管廊的規(guī)劃與設計。自80年代以來,隨著城市化速度的日益加快,人們逐漸開始了解地下管線的重要作用和關(guān)鍵問題，縱橫交錯的地下管線，給城市改擴建以及城市的地下空間開發(fā)帶來了困擾；反復無序的道路開挖現(xiàn)象不僅給居民生活帶來極大的不便，而且造成資源的極大浪費，傳統(tǒng)敷設的市政管線網(wǎng)絡已經(jīng)不能

2、滿足城市發(fā)展的需要。實施城市地下綜合管廊，是確保城市管網(wǎng)正常安全地運轉(zhuǎn)，也是城市公用管線敷設綜合化、廊道化發(fā)展的新趨勢，更是城市地下空間充分利用的象征。目前，綜合管廊的設計建設主要借鑒國內(nèi)外成熟的設計樣本以及倚重設計人員的經(jīng)驗進行設計，尤其是對于綜合管廊的橫斷面，還未形成標準統(tǒng)一的斷面布局。本文在收集整理了大量國內(nèi)外典型綜合管廊布置方案的基礎上，針對城市地下綜合管廊橫斷面設計涉及的影響條件及主要內(nèi)容，合理選擇入廊管線、合理選擇管線排布方

3、案、合理分隔艙室，在基于空間效益最大化為目標的思路下，引入優(yōu)化設計思想，對綜合管廊的標準橫斷面進行優(yōu)化設計和計算，從理論上研究了綜合管廊橫斷面面積的最優(yōu)尺寸，提出既不影響管線間的安全運行，也不過分地占用地下空間有效資源的設計方案。論文的主體結(jié)構(gòu)如下：
　?。?）合理設計了綜合管廊橫斷面。綜合管廊橫斷面是綜合管廊設計中的首要問題和重要技術(shù)關(guān)鍵。文章定性地從外部條件概述了制約綜合管廊橫斷面形式及尺寸的建設因素，并從預測管廊橫斷面規(guī)模大

4、小、入廊管線種類和艙室分隔數(shù)量等三個方面闡述了橫斷面的設計要點。在此基礎上，分析探討了綜合管廊的最優(yōu)高度和最優(yōu)寬度的計算方法，并提出了綜合管廊橫斷面利用率這一概念，力求管廊內(nèi)空間得到充分利用，以最小的橫斷面面積滿足管廊內(nèi)部的合理設計。
　?。?）進行了綜合管廊內(nèi)管線相容性分析，并計算了管廊內(nèi)管線間的安全距離。納入綜合管廊的管線可能會產(chǎn)生一定的排斥性或具有潛在的危險性，根據(jù)每種市政管線自身的特點和屬性，對管線進行相容性或排斥性的劃分

5、。從管道直徑、管道材料、管道供給壓力和管道輸送介質(zhì)四個方面，理論上提出了管廊內(nèi)不同管線間的相互影響強度，運用空間相互作用模型，通過參數(shù)計算，確定出管線間的影響強度值，從而可計算不同管線間的安全距離，為綜合管廊橫斷面優(yōu)化提供設計依據(jù)。
　?。?）優(yōu)化了綜合管廊橫斷面。論文以矩形形式的綜合管廊橫斷面為例，通過設計綜合管廊內(nèi)部管線的管位排布順序及其空間相互位置關(guān)系、確定分艙數(shù)量等，基于空間效益最大化建立綜合管廊橫斷面的目標函數(shù)，確定5個