城市地下綜合管廊橫斷面設(shè)計(jì)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(xiàn)布置于地下統(tǒng)一的空間中而形成的一種新興公共基礎(chǔ)設(shè)施。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,我國(guó)已在全國(guó)各城市廣泛開(kāi)展城市地下綜合管廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。自80年代以來(lái),隨著城市化速度的日益加快,人們逐漸開(kāi)始了解地下管線(xiàn)的重要作用和關(guān)鍵問(wèn)題，縱橫交錯(cuò)的地下管線(xiàn)，給城市改擴(kuò)建以及城市的地下空間開(kāi)發(fā)帶來(lái)了困擾；反復(fù)無(wú)序的道路開(kāi)挖現(xiàn)象不僅給居民生活帶來(lái)極大的不便，而且造成資源的極大浪費(fèi)，傳統(tǒng)敷設(shè)的市政管線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能

2、滿(mǎn)足城市發(fā)展的需要。實(shí)施城市地下綜合管廊，是確保城市管網(wǎng)正常安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，也是城市公用管線(xiàn)敷設(shè)綜合化、廊道化發(fā)展的新趨勢(shì)，更是城市地下空間充分利用的象征。目前，綜合管廊的設(shè)計(jì)建設(shè)主要借鑒國(guó)內(nèi)外成熟的設(shè)計(jì)樣本以及倚重設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)于綜合管廊的橫斷面，還未形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的斷面布局。本文在收集整理了大量國(guó)內(nèi)外典型綜合管廊布置方案的基礎(chǔ)上，針對(duì)城市地下綜合管廊橫斷面設(shè)計(jì)涉及的影響條件及主要內(nèi)容，合理選擇入廊管線(xiàn)、合理選擇管線(xiàn)排布方

3、案、合理分隔艙室，在基于空間效益最大化為目標(biāo)的思路下，引入優(yōu)化設(shè)計(jì)思想，對(duì)綜合管廊的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)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(xiàn)間的安全運(yùn)行，也不過(guò)分地占用地下空間有效資源的設(shè)計(jì)方案。論文的主體結(jié)構(gòu)如下：
　?。?）合理設(shè)計(jì)了綜合管廊橫斷面。綜合管廊橫斷面是綜合管廊設(shè)計(jì)中的首要問(wèn)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(shè)因素，并從預(yù)測(cè)管廊橫斷面規(guī)模大

4、小、入廊管線(xiàn)種類(lèi)和艙室分隔數(shù)量等三個(gè)方面闡述了橫斷面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，分析探討了綜合管廊的最優(yōu)高度和最優(yōu)寬度的計(jì)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(mǎn)足管廊內(nèi)部的合理設(shè)計(jì)。
　?。?）進(jìn)行了綜合管廊內(nèi)管線(xiàn)相容性分析，并計(jì)算了管廊內(nèi)管線(xiàn)間的安全距離。納入綜合管廊的管線(xiàn)可能會(huì)產(chǎn)生一定的排斥性或具有潛在的危險(xiǎn)性，根據(jù)每種市政管線(xiàn)自身的特點(diǎn)和屬性，對(duì)管線(xiàn)進(jìn)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(gè)方面，理論上提出了管廊內(nèi)不同管線(xiàn)間的相互影響強(qiáng)度，運(yùn)用空間相互作用模型，通過(guò)參數(shù)計(jì)算，確定出管線(xiàn)間的影響強(qiáng)度值，從而可計(jì)算不同管線(xiàn)間的安全距離，為綜合管廊橫斷面優(yōu)化提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
　　（3）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(guò)設(shè)計(jì)綜合管廊內(nèi)部管線(xiàn)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(biāo)函數(shù)，確定5個(gè)