一种自适应变形的可调式综合管廊及制作方法

1.本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种自适应变形的可调式综合管廊及制作方法。


背景技术：

2.综合管廊是指在城市的地下修建一个隧道空间，将给排水、燃气、电力、通信等各种市政管线集中敷设。在打造海绵城市，合理利用地下空间扩大公共区域，提高城市的综合承载及运作能力，发展新型城镇化建设，进行智慧管理等方面，城市综合管廊有巨大的潜力和优势。也杜绝了各专业管线的分别不定期开挖，减少对道路通行和周边环境造成的影响，彻底解决“马路拉链”、“空中蜘蛛网”等传统布设方式产生的问题。
3.传统的综合管廊多为现浇混凝土管廊。此种方法施工进度慢，效率低，且对周边环境产生较大影响。而目前预制综合管廊包括节段式、分块式以及叠合式，预制装配式管廊能极大地提高施工效率，但是相比于现浇结构，预制结构必然存在整体性、刚度、抗震性能差等缺陷。
4.现有技术中，存在些许预制装配式综合管廊。这些预制装配式综合管廊都是需要通过节段与节段之间进行连接，连接方式一般通过混凝土后浇带或钢绞线固定连接。这种装配式管廊的不足之处在于：当地基由于固结、地震、周边扰动等因素导致地基沿着管廊长度方向发生不均匀变形时，管廊结构由于是刚性体，不能很好地适用不均匀变形，因此在管廊结构上产生附加应力，甚至导致管廊连接段产生裂隙，产生渗漏。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种自适应变形的可调式综合管廊及制作方法，以解决现有技术中存在的问题。
6.为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种自适应变形的可调式综合管廊，包括内层节段式预制综合管廊、外层预制拼装围护结构和调高支座。
7.所述内层节段式预制综合管廊包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅰ。所述管廊节段ⅰ沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面。所述前端面和后端面构造有对应的阶梯形沿口。所述前端面设置有用于容置止水带的凹槽ⅰ。各管廊节段ⅰ逐节通过阶梯形沿口拼接，并通过钢绞线连接压紧形成连续管廊。
8.所述外层预制拼装围护结构包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅱ。所述管廊节段ⅱ沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面。所述后端面延伸出滑块。所述前端面设置有供滑块插入的滑槽。所述滑槽中设置有弹簧，以及用于测量弹簧的伸缩量的传感器。各管廊节段ⅱ逐节拼接，并通过钢绞线连接压紧形成连续管廊。所述弹簧的下端连接滑槽的槽底，上端连接对应滑块的下表面。所述滑块可在滑槽中竖向滑移。
9.所述内层节段式预制综合管廊嵌套设置在外层预制拼装围护结构中。所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间留有间隙作为变形调整空间。所述内层节
段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构的底板之间设置有调高支座。所述调高支座的下表面固定连接在外层预制拼装围护结构底板的上表面，上表面支撑内层节段式预制综合管廊底板的下表面。当地基变形时，调高支座的高度根据外层预制拼装围护结构的沉降情况自适应调整。
10.进一步，相邻管廊节段ⅰ之间设置有防水填料和楔形胶圈。相邻管廊节段ⅱ之间设置有防水填料和楔形胶圈。
11.进一步，还包括侧板支墩。所述侧板支墩布置在外层预制拼装围护结构外侧。
12.进一步，所述止水带为遇水膨胀止水条。所述管廊节段ⅰ和管廊节段ⅱ采用防水混凝土浇筑。
13.进一步，所述管廊节段ⅰ包括水平设置的两块横板ⅰ和竖直设置的两块侧板ⅰ。两块侧板ⅰ连接在两块横板ⅰ之间且相对设置。所述两块横板ⅰ和两块侧板ⅰ围合形成管廊节段ⅰ。所述横板ⅰ和侧板ⅰ的两端均设置有阶梯形沿口。所述横板ⅰ与侧板ⅰ之间采用承插式连接。所述横板ⅰ的板面上设置有供侧板ⅰ嵌插的承口槽ⅰ。所述承口槽ⅰ中设置有止水带和防水填料。
14.进一步，所述管廊节段ⅱ包括水平设置的两块横板ⅱ和竖直设置的两块侧板ⅱ。两块侧板ⅱ连接在两块横板ⅱ之间且相对设置。所述两块横板ⅱ和两块侧板ⅱ围合形成管廊节段ⅱ。所述横板ⅱ的两端设置有阶梯形沿口。所述横板ⅱ的前端面设置有用于容置止水带的凹槽ⅱ。所述横板ⅱ与侧板ⅱ之间采用承插式连接。所述横板ⅱ的板面上设置有供侧板ⅱ嵌插的承口槽ⅱ。所述承口槽ⅱ中设置有止水带和防水填料。
15.进一步，在内外层之间，设置高聚物改性沥青26作为防水设施。
16.进一步，所述管廊节段ⅰ每节长度为a，管廊节段ⅱ每节长度为b。其中，a＞b。
17.进一步，所述调高支座的上表面放置有支承钢板。所述支承钢板上表面焊接有锚固钢筋。所述锚固钢筋与内层节段式预制综合管廊的底板连接。
18.本发明还公开一种根据上述全拼装式综合管廊的制作方法，包括以下步骤：
19.1)预制管廊节段ⅰ和管廊节段ⅱ，并运至施工现场。
20.2)在现场开挖需要安装管廊的沟槽，在沟槽底部浇筑混凝土垫层。
21.3)依次将n节管廊节段ⅱ的用作底板的横板ⅱ安置到垫层上，拼接对应的侧板ⅰ。
22.4)在用作底板的横板ⅱ上按照设计位置安装调高支座。
23.5)拼装m节管廊节段ⅰ。
24.6)将m节管廊节段ⅰ与调高支座固定连接。
25.7)安装用作顶板的横板ⅱ。
26.8)重复步骤1)～7)，进入下一节管段的拼接。
27.本发明的技术效果是毋庸置疑的：
28.a.外侧管廊节段直接可以竖向错动，通过滑槽的滑动适用地基的沉降变形；
29.b.内层和外层之间预留孔隙，且底板设置可适应变形的支座，外层的变形错动不影响内层；通过牺牲外层保护内层。
30.c.等工后运营一段时间，地基沉降稳定后，可在内、外层之间孔隙注入高聚物等防水材料充填，使管廊在长期使用过程中更加稳定。
附图说明
31.图1为自适应变形的可调式综合管廊整体结构图；
32.图2为发生沉降后自适应变形的可调式综合管廊剖面图；
33.图3为内部节段式预制综合管廊侧板连接图；
34.图4为内部节段式预制综合管廊横板连接图，4a、4b和4c表示不同视图；
35.图5为内部节段式预制综合管廊整体纵断面图；
36.图6为外层预制拼装围护结构侧板连接图；
37.图7为外层预制拼装围护结构横板连接图，7a、7b和7c表示不同视图；
38.图8为内部管廊结构示意图；
39.图9为外层围护结构示意图；
40.图10为侧板支墩图。
41.图中：调高支座1、管廊节段ⅱ2、凹槽ⅰ3、止水带4、防水填料5、钢绞线6、楔形胶圈7、滑块8、滑槽9、弹簧10、传感器11、承口槽12、侧板支墩13、管廊节段ⅰ14、凹槽ⅱ15、承口槽ⅱ16、高聚物改性沥青17。
具体实施方式
42.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
43.实施例1：
44.参见图1～10，本实施例提供一种自适应变形的可调式综合管廊，包括内层节段式预制综合管廊、外层预制拼装围护结构和调高支座1。
45.所述内层节段式预制综合管廊包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅰ14。所述管廊节段ⅰ14沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面。所述前端面和后端面构造有对应的阶梯形沿口。所述前端面设置有用于容置止水带4的凹槽ⅰ3。各管廊节段ⅰ14逐节通过阶梯形沿口拼接，并通过钢绞线6连接压紧形成连续管廊。
46.所述外层预制拼装围护结构包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅱ2。所述管廊节段ⅱ2沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面。所述后端面延伸出滑块8。所述前端面设置有供滑块8插入的滑槽9。所述滑槽9中设置有弹簧10，以及用于测量弹簧10的伸缩量的传感器11。各管廊节段ⅱ2逐节拼接，并通过钢绞线6连接压紧形成连续管廊。所述弹簧10的下端连接滑槽9的槽底，上端连接对应滑块8的下表面。所述滑块8可在滑槽9中竖向滑移。相邻节段之间采用滑块8和滑槽9连接，从而限制外层节段之间的横向、扭转及法向位移，在有限的范围内允许节段之间有竖向滑移。而传感器11将弹簧10的伸缩量作为判断外部围护结构沉降量的一个参数。
47.所述内层节段式预制综合管廊嵌套设置在外层预制拼装围护结构中。所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间留有间隙作为变形调整空间。所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构的底板之间设置有调高支座1。所述调高支座1的下表面固定连接在外层预制拼装围护结构底板的上表面，上表面支撑内层节段式预制综合管廊底板的下表面。当地基变形时，调高支座1的高度根据外层预制拼装围护结构的沉降
情况即弹簧传感器所得数据自适应调整，当外层管廊向下沉降时，底部可调节铰支座高度增加，顶部调高支座高度减小，从而保证内部管廊管节之间竖向错动较少。
48.本实施例通过外层预制拼装围护结构的竖向错动可适用地基沉降变形，且保护内层节段式预制综合管廊不受影响。
49.实施例2：
50.本实施例主要结构同实施例1，其中，相邻管廊节段ⅰ14之间以及相邻管廊节段ⅱ2之间设置有防水填料5和楔形胶圈7，防止地下水渗透。
51.实施例3：
52.本实施例主要结构同实施例1或2，其中，还包括侧板支墩13。所述侧板支墩13布置在外层预制拼装围护结构外侧。
53.实施例4：
54.本实施例主要结构同实施例1～3中任意一项，其中，所述止水带4为遇水膨胀止水条。止水带4为遇水膨胀止水条，具有高弹性和压缩变形性，相邻的管廊节段通过前端面和后端面挤压连接时，止水带4受压压缩，在遇水后产生2～3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏。当接缝或施工缝发生位移，造成间隙超出材料的弹性范围时，止水条4还通过吸水膨胀来止水，使防水效果更为可靠。所述管廊节段ⅰ14和管廊节段ⅱ2采用防水混凝土浇筑。
55.实施例5：
56.本实施例主要结构同实施例1～4中任意一项，其中，所述管廊节段ⅰ14包括水平设置的两块横板ⅰ和竖直设置的两块侧板ⅰ。两块侧板ⅰ连接在两块横板ⅰ之间且相对设置。所述两块横板ⅰ和两块侧板ⅰ围合形成管廊节段ⅰ14。所述横板ⅰ和侧板ⅰ的两端均设置有阶梯形沿口。所述横板ⅰ与侧板ⅰ之间采用承插式连接。所述横板ⅰ的板面上设置有供侧板ⅰ嵌插的承口槽ⅰ12。所述承口槽ⅰ12中设置有止水带4和防水填料5。
57.实施例6：
58.本实施例主要结构同实施例1～5中任意一项，其中，所述管廊节段ⅱ2包括水平设置的两块横板ⅱ和竖直设置的两块侧板ⅱ。两块侧板ⅱ连接在两块横板ⅱ之间且相对设置。所述两块横板ⅱ和两块侧板ⅱ围合形成管廊节段ⅱ2。所述横板ⅱ的两端设置有阶梯形沿口。所述横板ⅱ的前端面设置有用于容置止水带4的凹槽ⅱ15。所述横板ⅱ与侧板ⅱ之间采用承插式连接。所述横板ⅱ的板面上设置有供侧板ⅱ嵌插的承口槽ⅱ16。所述承口槽ⅱ16中设置有止水带4和防水填料5。
59.实施例7：
60.本实施例主要结构同实施例1～6中任意一项，其中，在内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间的间隙中充填有高聚物改性沥青17。
61.实施例8：
62.本实施例主要结构同实施例1～7中任意一项，其中，所述管廊节段ⅰ14每节长度为a，管廊节段ⅱ2每节长度为b。其中，a＞b。
63.实施例9：
64.本实施例主要结构同实施例1～8中任意一项，其中，所述调高支座1的上表面放置有支承钢板。所述支承钢板上表面焊接有锚固钢筋。所述锚固钢筋与内层节段式预制综合
管廊的底板连接。所述调高支座1的形式选用液压调高支座，或者现有技术中常规的填充剂调高支座、楔形调高支座、支撑板调高支座、支撑块调高支座。这些调高支座在管廊场景下均能达到预期效果。对于楔形、支撑板、支撑块等形式的调高支座，需要加入液压千斤顶模块进行智能调高，从而实现机械控制调节。而对于液压的调高支座形式，由于其本身的调节方式符合自主调高需求，故可以直接选用。
65.实施例10：
66.本实施例提供一种自适应变形的可调式综合管廊，内部综合管廊及外层拼装围护结构按照图3，图4，图5及图6形状进行预制，其中综合管廊每节1m，外层围护结构每节0.8m。运至施工现场后，以8m为一段进行安装拼合。在管片就位前，应提前设置好两个稳定墩，围护结构第一片在指定位置停放稳定后，将侧板与稳定墩连接稳固。先将外层拼装围护结构的底板和侧板进行拼接，安装10节，张拉钢绞线将相邻的管片的两个端面之间的止水带压缩，发挥止水防水功能，设置好高聚物改性沥青。将8节内部节段式预制综合管廊管节进行拼装。管廊拼接完成后，张拉钢绞线将相邻的管廊节段的两个端面之间的止水带压缩，发挥止水防水功能。然后安装支座，在支座上放置一块比支座平面稍大的支承钢板，支座与综合管廊通过钢板上焊接锚固钢筋与内部节段式预制综合管廊底板连接，最后将外层围护结构的顶板安装，形成可以投入使用的自适应变形的综合管廊。
67.实施例11：
68.本实施例提供一种根据实施例1～10任意一种自适应变形的可调式综合管廊的制作方法，包括以下步骤：
69.1)预制管廊节段ⅰ14和管廊节段ⅱ2，并运至施工现场。
70.2)在现场开挖需要安装管廊的沟槽，在沟槽底部浇筑混凝土垫层。
71.3)依次将n节管廊节段ⅱ2的用作底板的横板ⅱ安置到垫层上，拼接对应的侧板ⅰ。
72.4)在用作底板的横板ⅱ上按照设计位置安装调高支座1。
73.5)拼装m节管廊节段ⅰ14。
74.6)将m节管廊节段ⅰ14与调高支座1固定连接。
75.7)安装用作顶板的横板ⅱ。
76.8)重复步骤1)～7)，进入下一节管段的拼接。

技术特征：
1.一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：包括内层节段式预制综合管廊、外层预制拼装围护结构和调高支座(1)；所述内层节段式预制综合管廊包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅰ(14)；所述管廊节段ⅰ(14)沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面；所述前端面和后端面构造有对应的阶梯形沿口；所述前端面设置有用于容置止水带(4)的凹槽ⅰ(3)；各管廊节段ⅰ(14)逐节通过阶梯形沿口拼接，并通过钢绞线(6)连接压紧形成连续管廊；所述外层预制拼装围护结构包括若干节紧邻设置的管廊节段ⅱ(2)；所述管廊节段ⅱ(2)沿长度方向的两端分别记为前端面和后端面；所述后端面延伸出滑块(8)；所述前端面设置有供滑块(8)插入的滑槽(9)；所述滑槽(9)中设置有弹簧(10)，以及用于测量弹簧(10)的伸缩量的传感器(11)；各管廊节段ⅱ(2)逐节拼接，并通过钢绞线(6)连接压紧形成连续管廊；所述弹簧(10)的下端连接滑槽(9)的槽底，上端连接对应滑块(8)的下表面；所述滑块(8)可在滑槽(9)中竖向滑移；所述内层节段式预制综合管廊嵌套设置在外层预制拼装围护结构中；所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间留有间隙作为变形调整空间；所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构的底板之间设置有调高支座(1)；所述调高支座(1)的下表面固定连接在外层预制拼装围护结构底板的上表面，上表面支撑内层节段式预制综合管廊底板的下表面；当地基变形时，调高支座(1)的高度根据外层预制拼装围护结构的沉降情况自适应调整。2.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：相邻管廊节段ⅰ(14)之间设置有防水填料(5)和楔形胶圈(7)；相邻管廊节段ⅱ(2)之间设置有防水填料(5)和楔形胶圈(7)。3.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：还包括侧板支墩(13)；所述侧板支墩(13)布置在外层预制拼装围护结构外侧。4.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：所述止水带(4)为遇水膨胀止水条；所述管廊节段ⅰ(14)和管廊节段ⅱ(2)采用防水混凝土浇筑。5.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：所述管廊节段ⅰ(14)包括水平设置的两块横板ⅰ和竖直设置的两块侧板ⅰ；两块侧板ⅰ连接在两块横板ⅰ之间且相对设置；所述两块横板ⅰ和两块侧板ⅰ围合形成管廊节段ⅰ(14)；所述横板ⅰ和侧板ⅰ的两端均设置有阶梯形沿口；所述横板ⅰ与侧板ⅰ之间采用承插式连接；所述横板ⅰ的板面上设置有供侧板ⅰ嵌插的承口槽ⅰ(12)；所述承口槽ⅰ(12)中设置有止水带(4)和防水填料(5)。6.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：所述管廊节段ⅱ(2)包括水平设置的两块横板ⅱ和竖直设置的两块侧板ⅱ；两块侧板ⅱ连接在两块横板ⅱ之间且相对设置；所述两块横板ⅱ和两块侧板ⅱ围合形成管廊节段ⅱ(2)；所述横板ⅱ的两端设置有阶梯形沿口；所述横板ⅱ的前端面设置有用于容置止水带(4)的凹槽ⅱ(15)；所述横板ⅱ与侧板ⅱ之间采用承插式连接；所述横板ⅱ的板面上设置有供侧板ⅱ嵌插的承口槽ⅱ(16)；所述承口槽ⅱ(16)中设置有止水带(4)和防水填料(5)。7.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：在内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间的间隙中充填有高聚物改性沥青(17)。8.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：所述管廊节
段ⅰ(14)每节长度为a，管廊节段ⅱ(2)每节长度为b；其中，a＞b。9.根据权利要求1所述的一种自适应变形的可调式综合管廊，其特征在于：所述调高支座(1)的上表面放置有支承钢板；所述支承钢板上表面焊接有锚固钢筋；所述锚固钢筋与内层节段式预制综合管廊的底板连接。10.一种根据权利要求6所述的一种自适应变形的可调式综合管廊的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)预制管廊节段ⅰ(14)和管廊节段ⅱ(2)，并运至施工现场；2)在现场开挖需要安装管廊的沟槽，在沟槽底部浇筑混凝土垫层；3)依次将n节管廊节段ⅱ(2)的用作底板的横板ⅱ安置到垫层上，拼接对应的侧板ⅰ；4)在用作底板的横板ⅱ上按照设计位置安装调高支座(1)；5)拼装m节管廊节段ⅰ(14)；6)将m节管廊节段ⅰ(14)与调高支座(1)固定连接；7)安装用作顶板的横板ⅱ；8)重复步骤1)～7)，进入下一节管段的拼接。

技术总结
发明提供一种自适应变形的可调式综合管廊及制作方法。该全拼装式综合管廊包括内层节段式预制综合管廊、外层预制拼装围护结构和调高支座。所述内层节段式预制综合管廊包括若干节紧邻设置的管廊节段Ⅰ。所述外层预制拼装围护结构包括若干节紧邻设置的管廊节段Ⅱ。所述内层节段式预制综合管廊嵌套设置在外层预制拼装围护结构中。所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构之间留有间隙作为变形调整空间。所述内层节段式预制综合管廊和外层预制拼装围护结构的底板之间设置有调高支座。当地基变形时，调高支座的高度根据外层预制拼装围护结构的沉降情况自适应调整。制拼装围护结构的沉降情况自适应调整。制拼装围护结构的沉降情况自适应调整。


技术研发人员：丁选明 张意 张园园 欧强 周航
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/14