鐘紫藍，王曉靜，杜修力，胡正一，李立云

(北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京 100124)

隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展，我國綜合管廊建設(shè)在管理和技術(shù)上已經(jīng)逐步完善。地下綜合管廊是“城市地下管線綜合體”，是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”，一旦發(fā)生故障或破壞都將造成巨大的經(jīng)濟損失，并引發(fā)各種次生災(zāi)害[1-3]。

既有綜合管廊附近工程施工，例如基坑開挖、盾構(gòu)施工等，管廊將不可避免地受到擾動。當擾動超過一定限度時，會危及管廊結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部管線的安全和正常使用。一方面，綜合管廊結(jié)構(gòu)本體多采用鋼筋混凝土澆筑，整體剛度較大，但管廊施工過程中通常會設(shè)置縱向接口，并填充柔性橡膠等防水材料，導(dǎo)致管廊結(jié)構(gòu)縱向剛度不連續(xù)，也是管廊縱向變形集中處，是整體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。已有工程實踐和研究表明[4-11]，接口處大變形和密封材料防水功能失效，是引起地下結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏的主要原因之一，需要重點關(guān)注[4-7]。另一方面，地層、管廊和內(nèi)部管線相互作用、相互影響。管廊臨近建構(gòu)筑物施工過程中，造成管廊周圍土體應(yīng)力釋放和土體損失，地層應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致管廊結(jié)構(gòu)位置偏移，進而引起管廊內(nèi)管線的變形，當管線的變形量達到管材的極限應(yīng)變，就可能造成管線結(jié)構(gòu)破壞，直接影響廊內(nèi)管線的正常使用[8]。因此，綜合管廊接口以及內(nèi)部管線任意一處破壞，都會影響綜合管廊的功能完整性，并直接影響到城市區(qū)域的正常運作。

針對地下結(jié)構(gòu)受力變形以及接口處的安全問題，國內(nèi)外學(xué)者采用多種方式進行了探索與研究[12-15]。胡翔等[16-17]針對上海綜合管廊工程，對預(yù)制綜合管廊接口進行防水試驗和接口足尺模型單調(diào)加載試驗研究，得出接口試件變形主要是由預(yù)制混凝土板之間相對轉(zhuǎn)動引起，為管廊接口防水構(gòu)造提出優(yōu)化建議；王鵬宇等[18-19]針對某實際管廊工程項目，將ABAQUS 有限元軟件的數(shù)值模擬結(jié)果與實際工程監(jiān)測值相結(jié)合，研究了管廊承插式接口處的受力情況與變形規(guī)律，得出在相同荷載作用下接口處的應(yīng)力集中區(qū)域比廊體更易發(fā)生破壞；Pan 等[20]針對某實際預(yù)制綜合管廊工程，通過試驗與有限元分析相結(jié)合，研究地震及土壓力荷載不同組合下L 形接口力學(xué)性能響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)試件在不同荷載組合下均無明顯裂縫，最不利荷載組合下試件接口處于彈性狀態(tài)。何川等[21-23]考慮軸力、剪力、彎矩3 個方向上荷載的耦合作用，建立了盾構(gòu)隧道管片接頭力學(xué)模型，并采用有限元法對模型進行了驗證，當已知管片接頭剛度矩陣，即可較容易得出接頭的內(nèi)力或位移，計算結(jié)果更貼近實際工程。Gong 等[24-25]建立了非線性有限元模型來模擬隧道接口密封材料，定量分析接口張開量、接口偏移和接口旋轉(zhuǎn)對接口材料防水性能的影響，得出拼接縫的防水能力隨接縫張開變化量及旋轉(zhuǎn)角度的增大而顯著下降，建議隧道接口張開量保持在6.42 mm 以內(nèi)保證接口材料防水安全；提出了一種基于實驗和計算的隧道接口聯(lián)合防水設(shè)計框架，接口的短期防水性能進行試驗測試后，可通過有限元分析預(yù)測接口的長期防水性能；Ding 等[26]針對預(yù)制分段隧道襯砌接口防水性能開展了系列靜力試驗，研究整體密封膠和用于盾構(gòu)隧道接縫的密封墊片的力學(xué)性能，并研制了一種用于實際隧道襯砌結(jié)構(gòu)中不同節(jié)段接口的漏水壓力測量裝置，可以精確地測定不同接口開口偏移組合下的漏水壓力；Andreotti等[27]提出一種分段隧道襯砌縱向接口循環(huán)模型，模型中襯砌接口轉(zhuǎn)動剛度的變化取決于接口處彎矩、軸向載荷及損傷累積水平，可用來模擬襯砌縱向接口處連接螺栓在動荷載作用下的力學(xué)行為。上述研究內(nèi)容多關(guān)注地下結(jié)構(gòu)接口的力學(xué)特性，主要集中于研究接口受外荷載或擾動后的內(nèi)力及承載力變化規(guī)律，尚缺乏對接口正常使用階段接口止水功能極限狀態(tài)的系統(tǒng)研究。

近些年來我國地下結(jié)構(gòu)建設(shè)發(fā)展迅速，而伴隨而來的臨近建構(gòu)筑物施工引起的結(jié)構(gòu)功能性破壞案例也頻有發(fā)生。如：成都天府某電纜隧道受地鐵擾動影響，引發(fā)該段隧道不同程度的漏水和結(jié)構(gòu)性破壞；武漢德勝堂某隧道受鄰近高架橋樁基施工影響，導(dǎo)致隧道發(fā)生滲漏，內(nèi)部嚴重積水；成都地鐵1 號線受震害影響，引發(fā)全線共4 個地下車站變形縫止水帶被破壞，并伴隨有滲水[28]；研究發(fā)現(xiàn)，隨著地下結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度變形，漏水主要發(fā)生在管節(jié)接口處，且漏水處的楔形橡膠圈均有不同程度的損壞或松弛情況，進而發(fā)生漏水[29-30]。作為典型的淺埋大型城市地下基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)，綜合管廊接口處通常采用楔形密封橡膠圈進行止水處理，然而，針對綜合管廊正常使用極限狀態(tài)，同時考慮管廊接口處止水材料失效破壞及廊內(nèi)管線功能失效的相關(guān)研究近乎空白。

本文針對既有綜合管廊受鄰近工程施工擾動工況，對管廊正常使用極限狀態(tài)下接口止水橡膠圈“擠壓”與“脫離”兩種失效模式所對應(yīng)接口兩側(cè)管廊轉(zhuǎn)角限值進行分析，分析管廊斷面尺寸變化對管廊轉(zhuǎn)角限值的影響；在此基礎(chǔ)上進一步探究廊內(nèi)管線尺寸、管廊橫截面寬度以及管廊接口轉(zhuǎn)角對管線應(yīng)變影響，并給出了管線達到承載能力極限狀態(tài)失去其正常傳輸功能時的管廊接口轉(zhuǎn)角限值，為類似實際工程提供參考。

1 管廊接口止水失效對應(yīng)轉(zhuǎn)角限值

1.1 接口形式

綜合管廊附近的建構(gòu)筑物工程施工可能引起管廊結(jié)構(gòu)向基坑開挖面移動的變形[11]，由于管廊接口附近結(jié)構(gòu)本身剛度遠大于相鄰管廊節(jié)段接口處剛度，結(jié)構(gòu)變形多集中于接口處，如圖1 所示，進而引起接口內(nèi)楔形密封橡膠圈產(chǎn)生不同程度的損壞或“脫離”，導(dǎo)致管廊接口發(fā)生滲漏，影響其正常運維和使用。

圖1 結(jié)構(gòu)整體俯視圖Fig. 1 Overall top view of utility tunnel structure

國內(nèi)當前混凝土綜合管廊接口應(yīng)用的形式主要有工作面壓縮膠圈密封接口(簡稱工作面密封接口)[31]。工作面密封接口密封膠圈夾在管廊承口和插口工作面的間隙中，膠圈原始厚度大于管廊接口間隙寬度，膠圈受到壓縮產(chǎn)生回彈力貼緊管廊工作面接口側(cè)壁，堵住泄漏通道，形成密封接口。此種接口屬柔性接口，允許相鄰兩節(jié)管廊的承口和插口發(fā)生一定范圍的相對位移和轉(zhuǎn)角，當管廊接口變形持續(xù)增大，接口處壓縮膠圈變形超限將導(dǎo)致接口滲水。除單膠圈形式外，管廊密封接口也可采用雙膠圈形式，本文以工作面密封接口為例進行分析計算，接口示意圖如圖2 所示。

圖2 工作面密封接口示意圖Fig. 2 Diagram of rubber sealing on sliding surface of utility tunnel joint

1.2 密封膠圈止水失效對應(yīng)接口轉(zhuǎn)角

由于管廊接口附近段剛度遠大于接口處剛度，因此管廊側(cè)方開挖引起的接口處變形可視為由接口附近相鄰管廊節(jié)段發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動引起，如圖2 所示，轉(zhuǎn)角等于管廊管節(jié)張開角度θ (θ≥0)?？拷娱_挖一側(cè)管廊側(cè)壁接口拼接縫(拼接縫1)張開，遠離基坑開挖測管廊側(cè)壁接口拼接縫(拼接縫2)閉合。本文以拼接縫1 和2 為代表的接口極端變形工況進行分析，如圖3 所示。

圖3 管廊轉(zhuǎn)動示意圖Fig. 3 Diagram of joint rotation of utility tunnel

依據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838-2015)，綜合管廊正常使用階段接口允許張開量Δt取2 mm～6 mm[32-33]，本文取Δt=4 mm 時拼接縫1 處“脫離”破壞。對于拼接縫2，設(shè)橡膠止水帶初始厚度為h0，管廊安裝后被壓縮至h1，橡膠圈寬度為m，如圖4 所示。依據(jù)國際標準[34]，橡膠止水帶可壓縮量不宜大于h0的50%，即橡膠止水帶“擠壓”破壞的臨界厚度hcr=h1-0.5h0。

圖4 止水橡膠圈尺寸Fig. 4 Size of waterproof rubber ring

1)單膠圈工作面密封接口

單膠圈工作面密封接口極限轉(zhuǎn)角計算示意圖如圖5 所示。當點a處沿管廊橫向(y向)脫開位移Δ1達到Δt或點b處沿管廊縱向(x向)水平位移Δ2達到止水帶與管廊承口脫離時，認為拼接縫1“脫離”失效。同理，當點a處沿y向達到hcr或點b處沿x向達到到止水帶與管廊承口脫離時，認為拼接縫2“擠壓”失效。

圖5 單膠圈工作面密封接口計算示意圖Fig. 5 Calculation diagram of single apron working face sealing interface

① “脫離”失效：

式中，hcr為橡膠止水帶“擠壓”破壞的臨界厚度。由于θ 很小，sinθ單,擠≈θ單,擠，解式(3)得：

當管廊出現(xiàn)轉(zhuǎn)角時，管廊接口止水材料發(fā)生“脫離”或“擠壓”均可能造成接口漏水，因此：

2)雙膠圈工作面密封接口

雙膠圈工作面密封接口極限轉(zhuǎn)角計算示意圖如圖6 所示。與單膠圈工作面密封接口類似，當點a處沿y向脫開位移Δ1達到Δt或點b處沿x向水平位移Δ2達到止水帶與管廊承口脫離時，認為拼接縫1“脫離”失效。當點b處沿y向達到hcr或點b處沿x向達到到止水帶與管廊承口脫離時，認為拼接縫2“擠壓”失效。

圖6 雙膠圈工作面密封接口計算示意圖Fig. 6 Calculation diagram of double apron working face sealing interface

同理，

1.3 管廊橫截面尺寸對轉(zhuǎn)角限值的影響

由1.2 節(jié)可知，工作面密封接口形式下管廊接口止水膠圈失效對應(yīng)管廊轉(zhuǎn)角限值的影響參數(shù)有：管廊橫截面寬度B、管廊側(cè)墻厚度T、管廊接口重疊長度l0，管廊接口拼接縫寬度h1。根據(jù)依據(jù)工程經(jīng)驗，B、T參數(shù)的取值范圍參考表1，管廊接口重疊長度l0取0.3 m，管廊接口拼接縫寬度h1=15 mm[35]。分析管廊橫截面尺寸變化對管廊轉(zhuǎn)角限值大小的影響，為管廊橫截面設(shè)計提供參考。

表1 管廊橫截面尺寸設(shè)計參數(shù)取值范圍Table 1 Range of design parameters of cross-sectional dimensions of utility tunnel

圖7 展示了管廊接口止水材料失效所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值隨管廊橫截面寬度的變化曲線?？梢钥闯觯芾冉涌跓o論采用工作面單膠圈密封還是雙膠圈密封形式，管廊接口轉(zhuǎn)角限值隨管廊橫截面寬度B的增加而減小。當B一定時，接口轉(zhuǎn)角限值隨側(cè)墻壁厚T的增大基本保持不變。當B較小時，與單膠圈密封接口滲水所對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限值相比，管廊接口采用雙膠圈密封形式時，管廊轉(zhuǎn)角限值更大；當B較大時，管廊接口采用單膠圈密封形式時，管廊轉(zhuǎn)角限值更大。因此，實際工程中，采用工作面雙膠圈密封接口、管廊橫截面寬度減小有利于降低管廊接口止水材料失效引發(fā)的管廊接口滲漏風(fēng)險。

圖7 管廊橫截面尺寸對轉(zhuǎn)角限值的影響Fig. 7 Influence of cross section dimensions of utility tunnel to joint rotation limit

2 廊內(nèi)管線破壞對應(yīng)管廊接口轉(zhuǎn)角限值

2.1 管線破壞模式

量化連續(xù)鋼管的破壞程度，需要采用適當?shù)男阅軜藴省９芫€設(shè)計傳統(tǒng)上是基于許用應(yīng)力概念的，而在變形控制條件下的極端地基荷載作用下，管線會產(chǎn)生明顯的塑性變形。因此，管線的極限狀態(tài)通常以基于應(yīng)變或變形來衡量[36-38]。本文主要考慮2 種基于應(yīng)變或變形的管線性能極限破壞模式：管線沿縱向拉伸破壞；局部屈曲破壞。

1)管線沿縱向拉伸應(yīng)變極限εt,cr取歐洲規(guī)范EN 1998-4[37]中連續(xù)鋼管的允許拉伸應(yīng)變3%。

2)局部屈曲破壞是指管線突然從穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)，O'Rourke 等[38]提出壓力管線處于局部屈曲破壞時的極限應(yīng)變：

式中：t為管壁厚度；D為管線外徑；Pi為管內(nèi)壓；Pe為管線外壓；Es為管線材料割線模量。由式(11)可以看出，管線內(nèi)部壓力有利于減緩管線局部發(fā)生屈曲破壞。因此，本文考慮最不利情況，εc,cr按式(12)進行計算。

2.2 管線極限應(yīng)變對應(yīng)管線接口轉(zhuǎn)角

實際工程中廊內(nèi)大型管線通常采用剛性支墩和管箍錨固在管廊底板上，如圖8 所示。本文將廊內(nèi)相鄰支墩間的管線簡化為兩段固結(jié)簡支梁。相鄰支墩分布于管廊拼接縫兩側(cè)。圖9 為管線布置俯視示意圖。其中：l為管線支座間距；n為管線與管廊側(cè)壁距離，支座固結(jié)于管廊底板上。當管廊發(fā)生轉(zhuǎn)角θ，即P 支座與Q 支座產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)角θ，則管線變形包含3 部分(如圖10 所示)。

圖8 廊內(nèi)管線布置圖Fig. 8 Diagram of pipeline installation

圖9 管線布置俯視示意圖Fig. 9 Top view of pipeline layout

圖10 管線變形示意圖Fig. 10 Diagram of pipeline deformation

1) P 支座沿管線縱向平動引起的變形，此時管線產(chǎn)生拉應(yīng)變：

3) P 支座隨管廊發(fā)生轉(zhuǎn)動引起的變形，此時P 支座處管線壓應(yīng)變與拉應(yīng)變：

2.3 管廊接口轉(zhuǎn)角限值影響因素分析

1)管線應(yīng)變影響參數(shù)分析

由式(16)、式(17)可以看出，管線應(yīng)變影響參數(shù)有：管線直徑D、管線支座間距l(xiāng)、管廊橫截面寬度B、管廊側(cè)墻壁厚T、廊內(nèi)管線與管廊側(cè)墻間距n、管廊轉(zhuǎn)動角度θ。其中：管線支座間距l(xiāng)依據(jù)某實際綜合管廊工程實例取l=6 m；管廊側(cè)墻壁厚T=0.5 m；廊內(nèi)管線與管廊側(cè)墻間距n越小即管線離接縫越近，管線變形越大，考慮最不利情況并為施工預(yù)留人工操作空間，取n=0.3 m 進行計算。依據(jù)工程經(jīng)驗，管線直徑D按DN300、DN400、DN500、DN600、DN700、DN800 型號鋼管直徑進行取值，直徑分別為325 mm、426 mm、529 mm、630 mm、720 mm、820 mm；管廊橫截面寬度B取值與表1 相同，管線應(yīng)變影響參數(shù)取值范圍見表2。

表2 管線應(yīng)變影響參數(shù)取值范圍Table 2 Range of parameters of pipeline strain

圖11 展示了不同設(shè)計組合下，管線應(yīng)變與管線直徑D的關(guān)系。計算結(jié)果顯示管線拉應(yīng)變與壓應(yīng)變均隨著管線直徑D的增大而增大，其中管線拉應(yīng)變變化率大于壓應(yīng)變變化率，這是因為管廊發(fā)生剛體轉(zhuǎn)動的角度較小，管線支座沿管線橫向的平動變形小于縱向變形，從而使得管線拉應(yīng)變大于管線壓應(yīng)變。當管廊橫截面寬度、管廊轉(zhuǎn)動角度一定，大直徑管線(DN600 以上)拉應(yīng)變會超過管線拉伸應(yīng)變極限，管線存在拉伸破壞風(fēng)險。

圖11 管線直徑D 對管線應(yīng)變的影響Fig. 11 Influence of pipe diameter D on pipe strain

圖12 展示了不同設(shè)計組合下，管線應(yīng)變與管廊橫截面寬度B的關(guān)系。分析結(jié)果表明管線拉應(yīng)變隨管廊橫截面寬度B的增大而呈線性增長趨勢，而管線壓應(yīng)變受管廊橫截面寬度B的影響較小。這是由于當管廊接口轉(zhuǎn)角一定時，管廊橫截面寬度越大，“脫離”側(cè)接口位移越大，管廊支座沿管線縱向變形越大，導(dǎo)致管線拉應(yīng)變增大，而管廊橫截面寬度的增大對于管線支座沿管線橫向的變形影響不大，因此管線壓應(yīng)變受管廊橫截面寬度的影響不大。

圖12 管廊橫截面寬度B 對管線應(yīng)變的影響Fig. 12 Influence of cross section width B on utility tunnel to pipe strain

圖13 展示了不同設(shè)計組合下管線應(yīng)變與管廊轉(zhuǎn)角θ 的關(guān)系，可以看到管線拉應(yīng)變和壓應(yīng)變隨θ 增大基本呈線性增大，且管線拉應(yīng)變受管廊轉(zhuǎn)角變化影響更大。當管線直徑、管廊橫截面寬度一定，管廊轉(zhuǎn)角過大時會造成管線拉應(yīng)變超過管線拉伸應(yīng)變極限，管線存在拉伸破壞風(fēng)險。

圖13 管廊轉(zhuǎn)角θ 對管線應(yīng)變的影響Fig. 13 Influence of rotation angle θ onutility tunnel to pipe strain

2)管廊轉(zhuǎn)角限值影響因素分析

當管廊轉(zhuǎn)角達到一定值將引起管線應(yīng)變達到自身極限應(yīng)變，由式(16)、式(17)可知，管線變形達到其極限拉/壓應(yīng)變時對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角分別為：

由式(18)、式(19)可見，管廊轉(zhuǎn)角限值的影響因素有：管線直徑D、管線壁厚t、管廊橫截面寬度B、管廊側(cè)墻壁厚T、管壁與接口間距n和管線支座間距l(xiāng)。其中：管廊側(cè)墻壁厚T=0.5 m；管壁與接口間距n按本節(jié)前述內(nèi)容取n=0.3 m；管線支座間距l(xiāng)取6 m；管線壁厚t按表3 中各類型鋼管對應(yīng)壁厚取值；管廊橫截面寬度取值同表1。

表3 管廊轉(zhuǎn)角限值影響參數(shù)取值范圍Table 3 Range of parameters of angle limit

圖14 展示了管線直徑與管線拉伸破壞和局部屈曲破壞對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值[θt,cr]、[θc,cr]的關(guān)系，可以看出當管廊橫截面寬度一定時，[θt,cr]和[θc,cr]均隨著管線直徑D的增大而減小，且[θc,cr]對管徑變化更穩(wěn)敏感。管線拉伸破壞所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值均小于管線局部屈曲破壞時的管廊轉(zhuǎn)角限值，即隨著管廊接口轉(zhuǎn)角逐漸增大，廊內(nèi)管線首先發(fā)生拉伸破壞。

圖14 管線直徑D 對管廊轉(zhuǎn)角限值的影響Fig. 14 Influence of pipe diameter D on joint rotation limit

圖14 中[θ]si所指曲線表示管廊單膠圈接口止水材料失效時所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值，[θ]do所指曲線表示管廊雙膠圈接口止水材料失效時所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值，可以看出：管線直徑較小時(小于DN500)，管廊接口止水失效對管廊安全性能起控制作用；而管線直徑較大時(DN500 及以上)，管線拉伸破壞先于管廊接口滲漏水發(fā)生。因此，為避免綜合管廊受鄰近建構(gòu)筑施工影響產(chǎn)生破壞，廊內(nèi)敷設(shè)小直徑管線時，宜加強管廊接口密封設(shè)計；若廊內(nèi)敷設(shè)大直徑管線，在保證管廊接口密封良好的情況下，實際工程施工中，可對大直徑管線采取滑動支座或管線伸縮接口等措施來減小管線應(yīng)變保障綜合管廊正常運營。

圖15 展示了管廊橫截面寬度B與廊內(nèi)管線拉伸破壞和局部屈曲破壞時對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值[θt,cr]、[θc,cr]的關(guān)系?？梢钥闯霎敼芫€直徑一定時，[θt,cr]隨管廊橫截面寬度B的增大而減小，[θc,cr]隨管廊橫截面寬度B的增大而增大。當管線直徑D=426 mm 時，管廊橫截面寬度B增大時，[θt,cr]均小于[θc,cr]，即當管廊接口張開角度逐漸增大時，廊內(nèi)管線首先達到拉伸破壞極限產(chǎn)生破壞。當管線直徑D=529 mm 時，管廊接口張開角度逐漸增大，管線破壞形式與管廊橫截面寬度有關(guān)，B≤6 m 時，管線應(yīng)變首先達到壓應(yīng)變極限產(chǎn)生局部屈曲變形破壞，B＞6 m 時，管線首先達到拉應(yīng)變極限破壞。與D=529 mm 類似，D=630 mm、720 mm 時，管線產(chǎn)生不同破壞形式的管廊橫截面寬度分界線為B=8 m。

圖15 管廊橫截面寬度B 對管廊轉(zhuǎn)角限值的影響Fig. 15 Influence of cross section width B of utility tunnel on joint rotation limit

圖15 中[θ]si所指曲線表示管廊單膠圈接口止水材料失效時所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值，[θ]do所指曲線表示管廊雙膠圈接口止水材料失效時所對應(yīng)的管廊轉(zhuǎn)角限值，可以看出：管廊橫截面寬度較小時，管廊接口止水失效對管廊安全性能起控制作用；管廊橫截面寬度較大時(10 m 以上)，大直徑管線(DN500 及以上)拉伸破壞先于管廊接口止水失效。因此，實際工程中，管廊橫截面寬度較小時，可通過關(guān)注管廊接口止水失效安全問題保障管廊安全；管廊截面寬度大且廊內(nèi)敷設(shè)大直徑管線時，可通過監(jiān)測管線本身變形在管線破壞前采取有利措施來保障管廊安全。

3 結(jié)論

本文針對既有綜合管廊受鄰近工程施工擾動工況，聚焦管廊接口結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，綜合考慮管廊正常使用極限狀態(tài)下接口止水材料失效(包括橡膠止水帶的“脫離”破壞和“擠壓”破壞)和廊內(nèi)管線結(jié)構(gòu)破壞(包括管線沿縱向拉伸破壞和局部屈曲破壞)的影響，給出了不同類型管廊結(jié)構(gòu)構(gòu)造方式和不同直徑廊內(nèi)管線敷設(shè)情況組合下的管廊接口轉(zhuǎn)角限值，為鄰近工程施工時管廊接口變形量的監(jiān)測和控制有一定的指導(dǎo)意義；同時，針對上述管廊接口和廊內(nèi)管線的失效組合，給出了相應(yīng)的措施。具體認識如下：

(1) 針對管廊接口處止水材料失效破壞情況，無論管廊接口采用單膠圈還是雙膠圈密封，接口漏水時所對應(yīng)的管廊接口轉(zhuǎn)角限值均隨管廊橫截面寬度的增加而減小，隨管廊側(cè)墻厚度的改變影響較小。相比于工作面單膠圈密封接口滲水所對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限值，采用工作面雙膠圈密封，接口漏水所對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限值較大。

(2) 針對廊內(nèi)管線功能失效狀態(tài)，當管廊接口張開一定角度時，管廊內(nèi)管線拉應(yīng)變隨管線直徑、管廊橫截面寬度、管廊轉(zhuǎn)角的增大而增大，而管線壓應(yīng)變受結(jié)構(gòu)尺寸影響較小。

(3) 針對廊內(nèi)管線破壞時對應(yīng)的管廊接口極限轉(zhuǎn)角，主要受管廊橫截面寬度和管線直徑影響。對于給定的管廊橫截面寬度，管線直徑較小時(小于DN500)，管廊接口止水失效對管廊安全性能起控制作用；而管線直徑較大時(DN500 及以上)，管線拉伸破壞先于管廊接口滲漏水發(fā)生。而當管線直徑一定，管廊橫截面寬度較大時(10 m 以上)，大直徑管線(DN500 及以上)拉伸破壞先于管廊接口止水失效，小直徑管線破壞形式受管廊橫截面寬度影響較小。

(4) 實際工程中，管廊橫截面寬度較小并且管線內(nèi)敷設(shè)小直徑管線時，宜關(guān)注管廊接口止水失效安全問題，減小管廊橫截面寬度、采用雙膠圈密封接口形式有利于管廊接口密封材料防水。管廊橫截面寬度大且廊內(nèi)敷設(shè)大直徑管線時，可通過采取滑動支座或管線伸縮接口等措施防止廊內(nèi)管線發(fā)生功能失效。