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城市綜合管廊結構健康狀況綜合評價 版權信息
- ISBN:9787030696571
- 條形碼:9787030696571 ; 978-7-03-069657-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
城市綜合管廊結構健康狀況綜合評價 內容簡介
本書以城市綜合管廊為研究對象,通過工程案例調研、理論分析、案例驗證等方式,對城市綜合管廊結構的病害形式、影響因素和發展規律進行總結和分析,并基于模糊綜合評價方法建立不同結構形式的城市綜合管廊結構健康狀況綜合評估體系。隨后以成都市綜合管廊建設和養護需求為基礎,結合本書的研究成果,建立適用于成都市的綜合管廊結構健康狀況評價體系。 本書可供城市綜合管廊管理人員在工作中參考、借鑒。
城市綜合管廊結構健康狀況綜合評價 目錄
1 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 城市綜合管廊建設與發展狀況 1
1.1.2 城市綜合管廊結構修建方法概述 2
1.2 城市綜合管廊結構檢測技術概況 5
1.2.1 城市綜合管廊結構病害檢測技術 5
1.2.2 其他隧道結構病害檢測技術 7
1.3 城市綜合管廊結構健康狀況評價方法 8
1.3.1 現行規范中的評價方法 8
1.3.2 其他評價理論與方法 9
2 城市綜合管廊結構病害特點及影響因素分析 12
2.1 城市綜合管廊結構病害案例調研 12
2.1.1 廣州大學城綜合管廊 12
2.1.2 佛山新城綜合管廊 14
2.1.3 珠海橫琴新區綜合管廊 16
2.1.4 廈門集美新城綜合管廊 18
2.1.5 石家莊正定新區綜合管廊及橋西變電站電力隧道 20
2.1.6 北京昌平未來科技城綜合管廊 22
2.1.7 寧波東部新城綜合管廊 24
2.1.8 上海世博園綜合管廊 25
2.1.9 天府新區漢州路及雅州路綜合管廊 27
2.1.10 其他調研工程 30
2.2 城市綜合管廊結構病害特點與規律 35
2.2.1 城市綜合管廊結構常見病害類型 35
2.2.2 城市綜合管廊結構病害特點總結 38
2.2.3 城市綜合管廊結構病害發育規律 39
2.3 城市綜合管廊結構病害影響因素分析 40
2.3.1 結構裂縫 40
2.3.2 滲漏水 40
2.3.3 結構內部缺陷及材料劣化 42
2.3.4 變形縫、施工縫開裂 43
2.3.5 混凝土碳化速度快,深度深 43
2.3.6 蜂窩麻面、混凝土不密實 43
2.3.7 鋼筋保護層厚度不足 44
2.4 本章小結 44
3 城市綜合管廊結構健康綜合評價指標體系研究 45
3.1 城市綜合管廊結構健康評價指標分析 45
3.2 城市綜合管廊結構健康評價指標遴選 45
3.2.1 明挖法綜合管廊結構健康狀況評價指標 46
3.2.2 盾構法綜合管廊結構健康狀況評價指標 51
3.2.3 礦山法綜合管廊結構健康狀況評價指標 53
3.3 城市綜合管廊結構健康評價指標體系構建 53
3.3.1 明挖法綜合管廊本體狀況評價指標體系 53
3.3.2 盾構法綜合管廊本體狀況評價指標體系 54
3.3.3 礦山法綜合管廊本體狀況評價指標體系 55
3.4 城市綜合管廊結構健康評價指標分級判定標準 56
3.4.1 明挖法綜合管廊指標分級判定標準 57
3.4.2 盾構法綜合管廊指標分級判定標準 59
3.4.3 礦山法綜合管廊指標分級判定標準 61
3.5 城市綜合管廊結構健康評價指標權重確定 61
3.5.1 綜合管廊結構健康評價指標權重計算方法選擇 62
3.5.2 明挖法綜合管廊狀況評價體系指標權重計算 65
3.5.3 盾構法綜合管廊狀況評價體系指標權重計算 71
3.5.4 礦山法綜合管廊狀況評價體系指標權重計算 76
3.6 本章小結 78
4 城市綜合管廊結構健康綜合評價模型及方法 79
4.1 城市綜合管廊結構健康綜合評價理論與方法 79
4.1.1 常用綜合評價方法概述 79
4.1.2 綜合評價方法比較及選擇 84
4.2 模糊綜合評價中關鍵因素的確定 85
4.2.1 隸屬函數的確定 85
4.2.2 模糊綜合評價算子的確定 87
4.2.3 模糊綜合評價結果分析 89
4.2.4 綜合管廊結構健康等級劃分 90
4.3 明挖法綜合管廊模糊評價模型建立 94
4.3.1 明挖法綜合管廊本體完好狀況模糊綜合評價模型 94
4.3.2 明挖法綜合管廊本體結構狀況模糊綜合評價模型 99
4.4 盾構法綜合管廊模糊評價模型建立 103
4.4.1 盾構法綜合管廊本體完好狀況模糊綜合評價模型 103
4.4.2 盾構法綜合管廊本體結構狀況模糊綜合評價模型 108
4.5 礦山法綜合管廊模糊評價模型建立 113
4.5.1 礦山法綜合管廊本體完好狀況模糊綜合評價模型 113
4.5.2 礦山法綜合管廊本體結構狀況模糊綜合評價模型 118
4.6 本章小結 122
5 基于成都市綜合管廊的結構健康狀況評價方法 123
5.1 成都市城市綜合管廊規劃與建設概況 123
5.2 構建評價指標體系 125
5.2.1 遴選評價指標 125
5.2.2 構建評價指標體系 127
5.3 健康等級設計與指標分級判定標準劃分 130
5.4 評價模型基本原理及選用 131
5.5 分項評價指標權重確定 132
5.6 構建綜合評價模型 133
5.6.1 成都市綜合管廊本體完好狀況評價模型 133
5.6.2 成都市綜合管廊本體結構狀況評價模型 138
5.7 本章小結 143
6 結語 145
參考文獻 146
附件:成都市城市綜合管廊結構檢測技術導則 150
1. 總則 150
2. 術語和符號 150
2.1 術語 150
2.2 符號 151
3. 基本規定 152
4. 管廊本體檢測與評估 153
4.1 一般規定 153
4.2 常規定期檢測 153
4.3 結構定期檢測 154
4.4 特殊檢測與監測 155
4.5 管廊本體評估 157
附錄A 綜合管廊本體評估標準 162
A.1 綜合管廊本體主體結構缺陷評估標準 162
A.2 綜合管廊本體附屬結構缺陷評估標準 164
A.3 綜合管廊材料特性及結構狀態評估標準 165
城市綜合管廊結構健康狀況綜合評價 節選
1 緒論 1.1 概述 1.1.1 城市綜合管廊建設與發展狀況 城市綜合管廊(utility tunnel),也稱共同溝,是實施統一規劃、設計、施工和維護,建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施[1]。城市綜合管廊作為城市市政工程管線的綜合載體,可以實現各類市政管線的集約化、統一化、標準化的建設與管理,改變城市地下管線縱橫交錯、雜亂無章、維修頻繁的現狀,有效解決“馬路拉鏈”、“空中蜘蛛網”、交通阻塞、事故頻發和環境污染等一系列問題,對提高城市地下空間的利用效率和地下市政管線的安全水平具有十分重要的意義[2,3]。早在1833年,巴黎為解決地下管線鋪設問題和提高環境質量,開始興建地下管線的綜合管廊,隨后世界各國也隨之拉開了綜合管廊的建設序幕[1]。我國*早是在1958年于北京的天安門廣場下鋪設了超過1km的綜合管廊,但是在2000年之前,我國的綜合管廊建設規模總體有限[4]。近年來,隨著國內出臺一系列政策推動國內綜合管廊建設,我國綜合管廊迎來了建設高峰期。據統計,截至2014年,我國綜合管廊建成的總長度僅有500km,而2015年開工建設的綜合管廊就達到1000km以上,2016年我國綜合管廊建設里程在2000km以上,至2020年,全國建成管廊8000km[5-11]。由此可見,綜合管廊將發展成為我國重要的城市基礎設施。 城市綜合管廊中敷設的都是保障城市正常高效運轉的“城市生命線”,這些“城市生命線”的安全運行關系著民眾的日常生活、企業的生產經營乃至國家和社會的穩定,因此綜合管廊在運維管理期間的首要任務就是保障“城市生命線”的正常運行。布滿管線的地下綜合管廊一旦在運維階段發生故障和災害事故,就會產生連鎖效應和衍生災害,直接威脅整個城市的公共安全,給人民的生活造成重大影響。綜合管廊的結構健康是保障管廊安全運行的基本前提,因此,保障管廊結構健康的技術和方法是管廊未來長期安全運行的重中之重[8,11]。 我國城市綜合管廊總體起步較晚,在城市綜合管廊運營養護尤其是結構養護方面的經驗相對較為缺乏[12]。城市綜合管廊結構健康評價及維護技術是保障管廊結構安全運行的重要前提,當前相應的研究主要是參考交通隧道等類似地下工程。但綜合管廊具有自身獨有的一系列技術特點,如埋深淺、多節點、多明挖、周邊環境復雜、敷設管線多樣等,不能完全套用交通隧道結構的檢測和維護技術。因此,探索城市綜合管廊結構健康狀況的評價技術,以形成成熟、穩定、先進的運維管理技術體系,對管廊結構的病害及發展進行提前防范、超前預警、及時處理、事后鞏固,對入廊管線提供安全可靠的運行環境以及維持綜合管廊正常運營生產,具有重要的研究意義。 1.1.2 城市綜合管廊結構修建方法概述 城市綜合管廊土建結構包括主體結構與附屬結構。管廊的土建結構形式與施工方法密切相關,以利于結構受力優化、空間高效利用,而管廊結構在運營期間出現的病害往往與結構形式、施工方法以及施工質量也有直接的關聯,因此需要先對目前管廊結構的修建方法進行簡要歸納。當前階段國內的城市綜合管廊主要集中在各城市的新區,修建條件利于采用較為經濟和快速的明挖法,因此目前國內城市綜合管廊的修建方法主要為明挖法(根據管廊結構的形成方式,又包括明挖現澆式和明挖預制裝配式兩種),而盾構法、頂管法、礦山法等修建技術在一些局部位置(如管廊埋深較大或下穿既有道路時)也有一定的使用。 1. 管廊主體結構修建方法 (1)明挖法(現澆式)。明挖現澆綜合管廊的形式目前較為常見,在明確綜合管廊位置的基礎上先要對地面進行大面積開挖,在工作面出來后再對結構進行現澆(圖1-1),因此其斷面形式主要為矩形,布置一個或多個艙室。這種方式雖然直接成本較低,但對地表的破壞性大,而且易引起交通的阻塞,同時造成環境的破壞,主要適用于城市新區的綜合管廊建設。 圖1-1 明挖現澆式綜合管廊結構施工 (2)明挖法(預制裝配式)。預制裝配式綜合管廊是指采用預制拼裝施工工藝將工廠預制的分段構件在現場拼裝成型的綜合管廊(圖1-2)。其地面開挖方式與明挖現澆的方式相同,對地表也有一定的破壞和影響,因此目前也主要是在城市新區的綜合管廊建設中采用。在預制綜合管廊結構中,由于預制管節一般能保證較好的混凝土澆筑和防滲質量,因此接頭部位往往是防水處理的重點。目前我國綜合管廊中采用預制拼裝法施工的實例尚比較少,但在國家政策的推動下,預制裝配式管廊的比例也會逐年上升。 圖1-2 明挖預制裝配式綜合管廊結構的施工 (3)盾構法。盾構法是目前我國城市軌道交通區間隧道修建的成熟施工方法,是采用盾構機進行隧道的掘進,并在盾殼的保護下完成隧道結構管片的拼裝(圖1-3)。在城區修建管廊或者穿越河流等條件下采用盾構法具有較好的優勢,在我國也有不少應用實例,比如天津海河綜合管廊,建成后的管廊直徑為6m,長約100m,里面安裝了包括電力、燃氣、通信在內的所有過河管線。 圖1-3 盾構法綜合管廊的施工 (4)頂管法。頂管法是采用液壓千斤頂或具有頂進、牽引功能的設備,以頂管工作井作承壓壁,將管節按設計高程、方位、坡度逐根頂入土層。頂管法具有無須開挖地面、對地面交通和環境影響較小的優點,因此在穿越一些既有道路的情況下,采用頂管法修建綜合管廊較為方便。采用頂管法修建的綜合管廊的口徑往往較大(>3m),以容納較多的管線及保證檢修空間,近期也出現了一些非圓形的頂管結構用于地下通道、綜合管廊的修建,見圖1-4所示。 (5)礦山法。礦山法是采用鉆眼放炮或人力及機械挖掘等方式開挖隧道空間,并用噴射混凝土支護、現澆混凝土襯砌等方式形成襯砌結構的施工方法,其常見斷面為直墻拱形。礦山法綜合管廊的本體造價較高,但其施工過程中對城市交通的影響較小,可以有效地降低綜合管廊建設的外部成本,如施工引起的交通延滯成本、拆遷成本等,因此在城區內修建綜合管廊、電力隧道時,礦山法是一種較適合的修建方法(圖1-5)。 圖1-4 頂管法綜合管廊結構 圖1-5 礦山法施工綜合管廊結構 2. 管廊附屬結構修建方法 綜合管廊除了主體結構,還包括人員出入口、吊裝口、逃生口、通風口、管線分支口、風道等附屬結構。此類附屬結構往往結構形式復雜、埋深淺且通常需與地表連通,所以目前主要是采用明挖法(現澆式)進行修建。部分城市綜合管廊的附屬結構實例見圖1-6所示。 圖1-6 綜合管廊附屬結構實例 1.2 城市綜合管廊結構檢測技術概況 1.2.1 城市綜合管廊結構病害檢測技術 綜合管廊結構的檢測與監測工作分成了多個層次,不同層次的檢測與監測工作的目標與對象各有特點,所對應的檢測內容、頻率以及所采用的檢測與監測技術都不盡相同[13-20]。《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2015)對檢測與監測工作的內容、頻次等都做出了相應規定(表1-1~表1-4),地方標準在此基礎上再進行調整。 表1-1 綜合管廊結構常規巡檢項目、內容和頻次 表1-2 綜合管廊結構定期檢測主要內容與頻次 表1-3 綜合管廊結構監測主要項目與頻次 表1-4 綜合管廊結構檢測與監測方法和技術 表1-5 管廊主體結構在經歷災害和異常事故后的檢查
城市綜合管廊結構健康狀況綜合評價 作者簡介
蔣雅君(1980-),男,廣西桂林人,工學博士,西南交通大學土木工程學院地下工程系副教授、西南交通大學交通隧道工程教育部重點實驗室成員,香港城市大學(2009年)、澳大利亞University of Wollongong(2011年)訪問學者。目前主要從事地下工程防水、運營隧道病害檢測及加固、地下工程設計與施工、地下工程防災減災及防護、地下空間開發利用等方向的教學、科研工作。
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