CN106013222B - 三圆形断面城市地下综合体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三圆形断面城市地下综合体，主要包括下层小型客车专用舱、上层小型客车专用舱、下层交通紧急疏散舱、人行舱、污水舱、再生水舱、雨水舱、水舱、综合管廊舱。本发明的有益效果是统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，有利于增加公共产品有效投资、拉动社会资本投入、打造经济发展新动力。

Description

三圆形断面城市地下综合体

技术领域

本发明属于城市地下道路工程领域与市政设施技术领域，特别是涉及一种三圆形断面城市地下综合体。

背景技术

目前城市交通建设如火如荼，随着国家进一步推进综合管廊、海绵城市战略，我国大中城市必将掀起地下工程建设的新一轮高潮，由于地下空间的稀缺性，对集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间”的城市地下综合体的需求巨大。

日本和欧美地下空间的开发和建设处于领先地位，最先倡导并提出地下城市和城市地下空间的综合化和立体化开发理念，1990年提出东京宣言：大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代，2010年国际隧道协会扩展到隧道与地下空间协会并宣告：21世纪是地下空间的世纪。

对标国际大都市，变粗放式、摊大饼城市发展模式为集约式、立体化模式，向地下要空间；突破城市土地、空气、水源、绿地、人均城市空间、能源、环境等资源环境总量约束；对交通拥堵、空气污浊、噪音污染、视觉污染、城市看海、绿化不足、房地产财政转型、老城区活力下降等招招致命的城市病进行综合整治；变中国制造为中国创造，培育国际领先的高端产业集群。

国外城市地下空间开发利用历史悠久，多以大型地下交通枢纽结合商业设施和停车场、容多种交通形式于一体的地下空间综合体类型呈现。在国际上，日本和欧美在地下空间的开发和建设处于领先地位，最先倡导并提出地下城市和城市地下空间的综合化和立体化开发理念。总体看，包含有多种交通方式或多种功能的地下空间综合体许多国家时有出现，尚未见集“城市地下综合管廊、城市地下快速公路、城市地下建筑空间” 城市地下综合体类型。因此，迫切需要开发地下空间综合体，适应国家绿色建筑和可持续发展战略。

发明内容

本发明的目的在于解决“交通拥堵、海绵城市、综合管廊”一体化的世界性城市发展难题、节约工程投资和打造“人在地上，物和车在地下”的绿色生态理想城市提供技术方案。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种三圆形断面城市地下综合体，如图1所示，其组成包括三圆形断面混凝土壳体、承重分割墙和腔体；所述三圆形断面混凝土壳体的横断面为三圆形，所述三圆形是三个直径相等的圆并排，圆心高度相同，相邻的圆相交，两个公共弦相等，公共弦为圆直径的0.7~0.9倍，且最外侧两圆不相交；在三圆形断面混凝土壳体外部设置防渗保护层；在三圆形断面混凝土壳体横断面竖向轴线布置竖向承重分割墙，将三圆形断面混凝土壳体分隔成两个对称的腔体；两个腔体的空间布局以竖向承重分割墙为轴对称；所述腔体内由下至上分别设置下层交通承重底板、下层交通承重底板、综合管廊承重底板；所述三圆形断面混凝土壳体、竖向承重分割墙、下层交通承重底板、下层交通承重底板、综合管廊承重底板构成横纵交错、空间协同受力的三圆形格构式结构；

所述下层交通承重底板一端与三圆形断面混凝土壳体连接，另一端与竖向承重分割墙相连接；

所述下层交通承重底板、综合管廊承重底板两端分别与三圆形断面混凝土壳体和竖向承重分割墙连接；

所述下层交通承重底板、下层交通承重底板和综合管廊承重底板将腔体分成四层，由下至上依次为第一层、第二层、第三层、第四层；所述第一层为海绵城市专用层，第二层和第三层为地下交通专用层，第四层为综合管廊专用层。

所述下层交通承重底板与三圆形断面混凝土壳体连接处采用壳体墩，下层交通承重底板与三圆形断面混凝土壳体两圆相交处采用圆交墩。

所述第一层中间圆由竖向承重分割墙分隔为两个舱，其余两侧的圆均设置成一个舱，中间圆的两个舱分别设置为污水舱、再生水舱，其余两侧的设置为雨水舱、水舱，第一层各舱均采用防水混凝土；所述污水舱、再生水舱、水舱内分别设置对应管道；所述雨水舱内可设置雨水管道，或将雨水舱舱体作为雨水管道；

所述第二层设置4个舱，两个下层小型客车专用舱和两个下层交通紧急疏散舱，两个下层小型客车专用舱分别位于竖向承重分割墙的两侧，在两个下层小型客车专用舱的外侧分别设置下层交通紧急疏散舱，下层小型客车专用舱和下层交通紧急疏散舱之间采用安全隔离墙隔离，安全隔离墙内设置若干安全门，安全隔离墙及其安全门均具有防火功能；

所述第三层设置个舱，两个上层小型客车专用舱和两个人行舱，两个上层小型客车专用舱分别位于竖向承重分割墙的两侧，在两个上层小型客车专用舱的外侧分别设置人行舱，上层小型客车专用舱和两个人行舱之间采用安全隔离墙隔离，安全隔离墙内设置若干安全门，安全隔离墙及其安全门均具有防火功能；

所述第四层每个圆内设置2~3个舱，均作为综合管廊舱，相邻综合管廊舱之间设置综合管廊隔墙；

所述下层小型客车专用舱、上层小型客车专用舱的两侧竖向承重分割墙和安全隔离墙的底部均设置连续的防撞墙；

所述第二层和第三层的竖向承重分割墙采用分段设置，如图1所示的横断面，沿洞口的走向，即隧道的方向，在沿隧道的方向1000米~3000米范围内设置可方便拆装的竖向承重分割墙；

所述污水舱、再生水舱、雨水舱、水舱均分别设置多个直接通往地面的安全通道，且安全通道上均设置防水门；所述下层交通紧急疏散舱、人行舱 均设置多个直接通往地面的联通通道，且下层交通紧急疏散舱和人行舱之间设置多个联通通道；所述综合管廊舱均分别设置多个直接通往地面的联通通道。

所述三圆形断面混凝土壳体采用防水混凝土，其厚度为采用单一圆形壳体外径的5~10%，所述三圆形断面混凝土壳体采用装配式作业，装配接缝采用环向错缝和纵向错缝，且接缝进行防水处理。

所述防渗保护层采用水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、塑料防水板防水层、膨润土防水材料防水层中的一种或多种，当采用单一防水层时，采用两层及以上的防水方式。

所述下层交通承重底板、下层交通承重底板、综合管廊承重底板采用装配式混凝土构件拼装；混凝土构件采用槽形梁、T形梁、马蹄形梁或箱型梁，采用格构式槽形梁；所述下层交通承重底板、下层交通承重底板、综合管廊承重底板的一端均与竖向承重分割墙连接，另一端均与三圆形断面混凝土壳体连接。

所述壳体墩的横截面为直角梯形，如图3所示，其组成包括窄端墩底座、宽端墩顶面、墩体直面、墩体安装斜面，壳体墩的顶部为宽端墩顶面，底部为窄端墩底座，宽端墩顶面宽度为窄端墩底座宽度的2~3倍；所述壳体墩采用预制装配式混凝土结构。

所述格构式槽形梁，如图2所示，其组成包括腹板、翼缘板、环形肋、类矩形空腔、槽形板连接螺栓，在两腹板之间设置若干环形肋，环形肋均匀分布，环形肋的高度小于腹板的高度，且环形肋上部与翼缘板整体连接；环形肋上开设类矩形空腔，空腔为矩形，且在矩形的四角采用圆弧过渡；两格构式槽形梁相邻腹板采用槽形板连接螺栓连接。

当综合管廊舱作为天然气舱时，增设天然气防爆结构层，天然气防爆结构层采用混凝土结构，且添加纤维，纤维采用碳纤维、钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维。

所述防撞墙采用预制装配式拼装。

本发明的有益效果是统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，有利于增加公共产品有效投资、拉动社会资本投入、打造经济发展新动力。变粗放式、摊大饼城市发展模式为集约式、立体化模式，向地下要空间；突破城市土地、空气、水源、绿地、人均城市空间、能源、环境等资源环境总量约束；对交通拥堵、空气污浊、噪音污染、视觉污染、城市看海、绿化不足、房地产财政转型、老城区活力下降等招招致命的城市病进行综合整治；变中国制造为中国创造，培育国际领先的高端产业集群。

附图说明

下面结合附图对本发明中的三圆形断面城市地下综合体作进一步说明：

图1为本发明三圆形断面城市地下综合体横断面示意图；

图2为格构式槽形梁横断面示意图；

图3为壳体墩横断面示意图。

图中：1为下层小型客车专用舱；2为上层小型客车专用舱；3为下层交通紧急疏散舱；4为人行舱；5为污水舱；6为再生水舱；7为雨水舱；8为水舱，9为综合管廊舱；10为三圆形断面混凝土壳体；11为防渗保护层；12为竖向承重分割墙；13为下层交通承重底板；14为下层交通承重底板；15为综合管廊承重底板；16为安全隔离墙；17为圆交墩；18为综合管廊隔墙；19为壳体墩；13-1为腹板；13-2为翼缘板；13-3为环形肋；13-4为类矩形空腔；13-5为槽形板连接螺栓；19-1为窄端墩底座；19-2为宽端墩顶面；19-3为墩体直面；19-4为墩体安装斜面。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

一种三圆形断面城市地下综合体，如图1所示，其组成包括三圆形断面混凝土壳体10、承重分割墙12和腔体；所述三圆形断面混凝土壳体10的横断面为三圆形，在三圆形断面混凝土壳体10外部设置防渗保护层11；在三圆形断面混凝土壳体10横断面竖向轴线布置竖向承重分割墙12，将三圆形断面混凝土壳体10分隔成两个对称的腔体；两个腔体的空间布局以竖向承重分割墙12为轴对称；所述腔体内由下至上分别设置下层交通承重底板13、下层交通承重底板14、综合管廊承重底板15；所述三圆形断面混凝土壳体10、竖向承重分割墙12、下层交通承重底板13、下层交通承重底板14、综合管廊承重底板15构成横纵交错、空间协同受力的三圆形格构式结构；

所述下层交通承重底板13一端与三圆形断面混凝土壳体10连接，另一端与竖向承重分割墙12相连接；

所述下层交通承重底板14、综合管廊承重底板15两端分别与三圆形断面混凝土壳体10和竖向承重分割墙12连接；

所述下层交通承重底板13、下层交通承重底板14和综合管廊承重底板15将腔体分成四层，由下至上依次为第一层、第二层、第三层、第四层；所述第一层为海绵城市专用层，第二层和第三层为地下交通专用层，第四层为综合管廊专用层。

所述下层交通承重底板13与三圆形断面混凝土壳体10连接处采用壳体墩19，下层交通承重底板13与三圆形断面混凝土壳体10两圆相交处采用圆交墩17。

所述第一层中间圆由竖向承重分割墙12分隔为两个舱，其余两侧的圆均设置成一个舱，中间圆的两个舱分别设置为污水舱5、再生水舱6，其余两侧的设置为雨水舱7、水舱8，第一层各舱均采用防水混凝土；所述污水舱5、再生水舱6、水舱8内分别设置对应管道；所述雨水舱7内可设置雨水管道，或将雨水舱7舱体作为雨水管道；

所述第二层设置4个舱，两个下层小型客车专用舱1和两个下层交通紧急疏散舱3，两个下层小型客车专用舱1分别位于竖向承重分割墙12的两侧，在两个下层小型客车专用舱1的外侧分别设置下层交通紧急疏散舱3，下层小型客车专用舱1和下层交通紧急疏散舱3之间采用安全隔离墙16隔离，安全隔离墙16内设置若干安全门，安全隔离墙16及其安全门均具有防火功能；

所述第三层设置4个舱，两个上层小型客车专用舱2和两个人行舱4，两个上层小型客车专用舱2分别位于竖向承重分割墙12的两侧，在两个上层小型客车专用舱2的外侧分别设置人行舱4，上层小型客车专用舱2和两个人行舱4之间采用安全隔离墙16隔离，安全隔离墙16内设置若干安全门，安全隔离墙16及其安全门均具有防火功能；

所述第四层每个圆内设置2~3个舱，均作为综合管廊舱9，相邻综合管廊舱9之间设置综合管廊隔墙18；

所述下层小型客车专用舱1、上层小型客车专用舱2的两侧竖向承重分割墙12和安全隔离墙16的底部均设置连续的防撞墙20；

所述第二层和第三层的竖向承重分割墙12采用分段设置，在沿隧道的方向1000米~3000米范围内设置可方便拆装的竖向承重分割墙12；

所述污水舱5、再生水舱6、雨水舱7、水舱8均分别设置多个直接通往地面的安全通道，且安全通道上均设置防水门；所述下层交通紧急疏散舱3、人行舱4 均设置多个直接通往地面的联通通道，且下层交通紧急疏散舱3和人行舱4之间设置多个联通通道；所述综合管廊舱9均分别设置多个直接通往地面的联通通道。

所述三圆形断面混凝土壳体10采用防水混凝土，其厚度为采用单一圆形壳体外径的5~10%，所述三圆形断面混凝土壳体10采用装配式作业，装配接缝采用环向错缝和纵向错缝，且接缝进行防水处理。

所述防渗保护层11采用水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、塑料防水板防水层、膨润土防水材料防水层中的一种或多种，当采用单一防水层时，采用两层及以上的防水方式。

所述下层交通承重底板13、下层交通承重底板14、综合管廊承重底板15采用装配式混凝土构件拼装；混凝土构件采用槽形梁、T形梁、马蹄形梁或箱型梁，采用格构式槽形梁；所述下层交通承重底板13、下层交通承重底板14、综合管廊承重底板15的一端均与竖向承重分割墙12连接，另一端均与三圆形断面混凝土壳体10连接。

所述壳体墩25的横截面为直角梯形，如图3所示，其组成包括窄端墩底座19-1、宽端墩顶面19-2、墩体直面19-3、墩体安装斜面19-4，壳体墩25的顶部为宽端墩顶面19-2，底部为窄端墩底座19-1，宽端墩顶面19-2宽度为窄端墩底座19-1宽度的2~3倍；所述壳体墩25采用预制装配式混凝土结构。

所述格构式槽形梁，如图2所示，其组成包括腹板13-1、翼缘板13-2、环形肋13-3、类矩形空腔13-4、槽形板连接螺栓13-5，在两腹板13-1之间设置若干环形肋13-3，环形肋13-3均匀分布，环形肋13-3的高度小于腹板13-1的高度，且环形肋13-3上部与翼缘板13-2整体连接；环形肋13-3上开设类矩形空腔13-4，空腔为矩形，且在矩形的四角采用圆弧过渡；两格构式槽形梁相邻腹板13-1采用槽形板连接螺栓13-5连接。

当综合管廊舱9作为天然气舱时，增设天然气防爆结构层，天然气防爆结构层采用混凝土结构，且添加纤维，纤维采用碳纤维、钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维。

所述防撞墙20采用预制装配式拼装。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.三圆形断面城市地下综合体，其组成包括三圆形断面混凝土壳体(10)、承重分割墙(12)和腔体；其特征在于：所述三圆形断面混凝土壳体(10)的横断面为三圆形，在三圆形断面混凝土壳体(10)外部设置防渗保护层(11)；在三圆形断面混凝土壳体(10)横断面竖向轴线布置竖向承重分割墙(12)，将三圆形断面混凝土壳体(10)分隔成两个对称的腔体；两个腔体的空间布局以竖向承重分割墙(12)为轴对称；所述腔体内由下至上分别设置下层交通承重底板(13)、下层交通承重底板(14)、综合管廊承重底板(15)；所述三圆形断面混凝土壳体(10)、竖向承重分割墙(12)、下层交通承重底板(13)、下层交通承重底板(14)、综合管廊承重底板(15)构成横纵交错、空间协同受力的三圆形格构式结构；所述下层交通承重底板(13)一端与三圆形断面混凝土壳体(10)连接，另一端与竖向承重分割墙(12)相连接；所述下层交通承重底板(14)、综合管廊承重底板(15)两端分别与三圆形断面混凝土壳体(10)和竖向承重分割墙(12)连接；所述下层交通承重底板(13)、下层交通承重底板(14)和综合管廊承重底板(15)将腔体分成四层，由下至上依次为第一层、第二层、第三层、第四层；所述第一层为海绵城市专用层，第二层和第三层为地下交通专用层，第四层为综合管廊专用层；所述第一层中间圆由竖向承重分割墙(12)分隔为两个舱，其余两侧的圆均设置成一个舱，中间圆的两个舱分别设置为污水舱(5)、再生水舱(6)，其余两侧的设置为雨水舱(7)、水舱(8)，第一层各舱均采用防水混凝土；所述污水舱(5)、再生水舱(6)、水舱(8)内分别设置对应管道；所述雨水舱(7)内可设置雨水管道，或将雨水舱(7)舱体作为雨水管道；所述第二层设置4个舱，两个下层小型客车专用舱(1)和两个下层交通紧急疏散舱(3)，两个下层小型客车专用舱(1)分别位于竖向承重分割墙(12)的两侧，在两个下层小型客车专用舱(1)的外侧分别设置下层交通紧急疏散舱(3)，下层小型客车专用舱(1)和下层交通紧急疏散舱(3)之间采用安全隔离墙(16)隔离，安全隔离墙(16)内设置若干安全门，安全隔离墙(16)及其安全门均具有防火功能；所述第三层设置4个舱，两个上层小型客车专用舱(2)和两个人行舱(4)，两个上层小型客车专用舱(2)分别位于竖向承重分割墙(12)的两侧，在两个上层小型客车专用舱(2)的外侧分别设置人行舱(4)，上层小型客车专用舱(2)和两个人行舱(4)之间采用安全隔离墙(16)隔离，安全隔离墙(16)内设置若干安全门，安全隔离墙(16)及其安全门均具有防火功能；所述第四层每个圆内设置2~3个舱，均作为综合管廊舱(9)，相邻综合管廊舱(9)之间设置综合管廊隔墙(18)；所述下层小型客车专用舱(1)、上层小型客车专用舱(2)的两侧竖向承重分割墙(12)和安全隔离墙(16)的底部均设置连续的防撞墙(20)；所述第二层和第三层的竖向承重分割墙(12)采用分段设置，在隧道的方向1000米~3000米范围内设置可方便拆装的竖向承重分割墙(12)；所述污水舱(5)、再生水舱(6)、雨水舱(7)、水舱(8)均分别设置多个直接通往地面的安全通道，且安全通道上均设置防水门；所述下层交通紧急疏散舱(3)、人行舱(4) 均设置多个直接通往地面的联通通道，且下层交通紧急疏散舱(3)和人行舱(4)之间设置多个联通通道；所述综合管廊舱(9)均分别设置多个直接通往地面的联通通道。

2.根据权利要求1所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：所述三圆形是三个直径相等的圆并排，圆心高度相同，相邻的圆相交，两个公共弦相等，公共弦为圆直径的0.7~0.9倍，且最外侧两圆不相交；所述下层交通承重底板(13)与三圆形断面混凝土壳体(10)连接处采用壳体墩(19)，下层交通承重底板(13)与三圆形断面混凝土壳体(10)两圆相交处采用圆交墩(17)。

3.根据权利要求1所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：所述三圆形断面混凝土壳体(10)采用防水混凝土，其厚度为采用单一圆形壳体外径的5~10%，所述三圆形断面混凝土壳体(10)采用装配式作业，装配接缝采用环向错缝和纵向错缝，且接缝进行防水处理。

4.根据权利要求1所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：所述防渗保护层(11)采用水泥砂浆防水层、卷材防水层、涂料防水层、塑料防水板防水层、膨润土防水材料防水层中的一种或多种，当采用单一防水层时，采用两层及以上的防水方式。

5.根据权利要求1所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：所述下层交通承重底板(13)、下层交通承重底板(14)、综合管廊承重底板(15)采用装配式混凝土构件拼装；混凝土构件采用槽形梁、T形梁、马蹄形梁或箱型梁，采用格构式槽形梁；所述下层交通承重底板(13)、下层交通承重底板(14)、综合管廊承重底板(15)的一端均与竖向承重分割墙(12)连接，另一端均与三圆形断面混凝土壳体(10)连接。

6.根据权利要求2所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：壳体墩(25)的横截面为直角梯形，其组成包括窄端墩底座(19-1)、宽端墩顶面(19-2)、墩体直面(19-3)、墩体安装斜面(19-4)，壳体墩(25)的顶部为宽端墩顶面(19-2)，底部为窄端墩底座(19-1)，宽端墩顶面(19-2)宽度为窄端墩底座(19-1)宽度的2~3倍；所述壳体墩(25)采用预制装配式混凝土结构。

7.根据权利要求6所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：所述格构式槽形梁，其组成包括腹板(13-1)、翼缘板(13-2)、环形肋(13-3)、类矩形空腔(13-4)、槽形板连接螺栓(13-5)，在两腹板(13-1)之间设置若干环形肋(13-3)，环形肋(13-3)均匀分布，环形肋(13-3)的高度小于腹板(13-1)的高度，且环形肋(13-3)上部与翼缘板(13-2)整体连接；环形肋(13-3)上开设类矩形空腔(13-4)，空腔为矩形，且在矩形的四角采用圆弧过渡；两格构式槽形梁相邻腹板(13-1)采用槽形板连接螺栓(13-5)连接。

8.根据权利要求3所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：当综合管廊舱(9)作为天然气舱时，增设天然气防爆结构层，天然气防爆结构层采用混凝土结构，且添加纤维，纤维采用碳纤维、钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维。

9.根据权利要求3所述的三圆形断面城市地下综合体，其特征在于：防撞墙(20)采用预制装配式拼装。