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电网设计明挖电缆隧道结构设计方法
测设计
LELEEUIHE FOR SIIHUEY A ESN
明挖电缆隧道结构设计方法
李兵兵,武淑敏,李占岭
(河北省电力勘测设计研究院,河北石家庄050031)
摘要:依托某工程实例,通过对比、计算、分析不同规范的结构设计方法,提出适合明挖电缆隧道的结构设
计方法。
关键词:明挖法;电缆隧道;结构设计方法。
中图分类号:TM726文献标志码:B文章编号:1671-9913(2015)03-0051-06
Structure Design Method
of Excavation of Cable Tunnel
LI Bing-bing, WU Shu-ming, LI Zhang-ling
( Hebei Electric Power Design &Research Institute, Shijiazhuang 050031, China
Abstract: Based on an engineering example, comparison, analysis, calculation method of structure design of different
code, the structure design method for open cut cable tunnel
Key words: cut and cover method; cable tunnel; structure design method
为了满足城市规划精细化、城市容貌美观工程位于邯郸市东环路和人民路交又口附近,
化以及节约土地资源的要求,在城区及城市近路径由市中变电站至京深高速路东侧,全长
郊一般都采用电缆进行电力传输。随着我国经约2.65km。该隧道工程穿越人民路与东环路
济的快速发展,以及城市化水平的提高,大量交又口处的立交桥和京港澳高速,不存在穿
的人口不断涌向城市,对电力的需求也逐年上越河流情况。其中明挖隧道1.55km,暗挖隧
升。为了满足电力供应,电力通道需要更多数道0.75km;电缆沟道共350m,其中隧道出口
量和更大容量的电缆。因此,传统的直埋、排管、至北破口180m,隧道出口至南破口170m;拉
沟道、电缆沟等敷设方式难以满足电力发展的管70m;架空2km。附近有城市道路及公路相
需求,电缆隧道必然成为高电压、多回路电缆连,交通便利
的主要敷设方式。
本文依托某工程,分析不同规范结构设1.2工程地质概况
方法,建立明挖隧道结构模型进行计算,采用
(1)地形地貌
不同的结构设计方法分析其异同,考虑电缆隧
线路位于邯郸市人民路北侧,沿线位于太
道的自身特点,提出电缆隧道结构设计方法
行山山前冲洪积平原区,地势平缓,穿越已建
1工程概况
的人民路一东环路立交桥和京深高速公路,高
速公路附近地势较低。
1.1工程背景
(2)沿线工程地质特征
拟建邯郸东一欣甸x入市中变220kV线路
根据沿线地形地貌及岩性特征,沿线
*收稿日期:2014-04-17
作者简介:李兵兵(1983-),男,山西兴县人,硕土,从事输电线路结构设计工作。
2015年06月第3期51
訕测设计
HUIEEUH IWEB SUMUEYAUESIHN
电网设计明挖电缆隧道结构设计方法
20.00m深度范围内的地层主要为第四系冲洪积规定未作更改。地铁行业明挖隧道设计一般采
地层,地层岩性主要为粉土、黏性土为主,局用以概率法为基础的极限状态法,荷载计算依
部砂类土和杂填土,属同一地貌单元,水平方据《建筑结构荷载規范》GB5000《铁路隧道
向岩土物理力学性质变化不大,因此不再进行设计规范》规定隧道结构计算分为“概率极限
工程地质分段,全线地层岩性特征描述如下:状态法设计”和“破损阶段法或容许应力法设计”
①杂填土②素填土③细砂①粉土⑤粉土⑥粉质两种形式,由于统计样本的问题“概率极限状态
黏土⑦黏土③淤泥质粉质黏土⑨粉土⑩粉质黏法设计”只适用于单线铁路隧道且与地面建筑采
土(1)粉土。
用的“概率极限状态法设计”在可靠度、分项系
(3)地下水
数等方面都不相同,《公路隧道设计规范》规定
根据附近已有工程地质资料,地下水属隧道结构应按破损阶段法验算构件截面的强度。
潜水,局部略具微承压水性质,稳定水位埋深
经过调研,电力行业明挖电缆隧道设计方
1.40~4.40m,受地势影响,高速公路附近地法主要采用“概率极限状态法设计”。本文依托
下水埋藏较浅,地下水补给来源主要为大气降工程,对目前隧道行业采用的“概率极限状态
水;根据多年的观察资料及调査,地下水位年法设计”和“破损阶段法或容许应力法设计”
变化幅度为1.00~1.50m。
两种结构设计方法进行对比分析。
结合当地建筑经验和附近已有工程资料,
综合判定线路地基土对混凝土结构具微腐蚀性,
2.1概率极限状态设计法
对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性
2.1.1荷载与工况组合
(4)场地与地基的地震效应
按照《建筑抗震设计规范》(GB50011一
地下结构上在确定荷载的数值时,应考虑
施工期间和使用年限内预期可能发生的变化,
2010)要求,考虑到场地地形地貌和地层的特点,根据国家标准GB5000及相关规范规定进行
综合判定拟建场地属于对建筑抗震的不利地段
结合附近工程地质资料,判定线路沿线场地土
最不利荷载组合,荷载组合及不同组合工况下
的荷载分项系数取值。考虑施工期间和使用年
类型为中软土,建筑场地类別为Ⅱ类。根据《中
国地震动参数区划图》(GB18306-2001图AD限内预期可能发生的变化,分别按照基本组合、
标准组合、偶然组合,进行最不利荷载组合,
及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)其中,组合系数执行《建筑结构荷载规范》。偶
线路50年超越概率10%的地震动峰值加速度
值为0.15g,对应的抗震设防烈度为7度,设计
然荷载中地震作用和人防荷载按照《建筑抗震
地震分组为第一组,地震动反应谱特征周期为
设计规范》和《人防地下室设计规范》要求考虑。
0.45s
2.1.2结构构件设计
2结构设计方法
以概率理论为基础的极限状态设计方法,
采用分项系数的设计表达式按承载能力极限状
目前,各行业隧道普遍采用的设计规范主态和正常使用极限状态的要求进行计算和验算。
要有《混凝土结构设计规范》、《地铁设计规范》、验算应按规定的荷载对结构的整体进行荷载效
《铁路隧道设计规范》、《公路隧道设计规范》。应分析;必要时,尚应对结构中受力状况特殊
《地铁设计规范》规定地下结构的设计,应根据的部分进行更详细的结构分析。结构计算、验
施工方法、结构或构件类型、使用条件及荷载算应符合下列规定:
特性等,选用与其特性相近的结构设计规范和
(1)按承载能力极限状态应进行结构构件的
设计方法,条文说明中解释,受力明确并具备承载力计算和整体稳定性(倾覆、滑移、上浮)
条件的,宜按极状态法设计;荷载不甚明确或验算,并应进行结构构件抗震的承载力验算:
不具备条件的可按破损阶段或容许应力法设计,
(2)按正常使用极限状态进行结构构件的变
在2009版《地铁设计规范》(征求意见稿)中形验算、裂缝宽度的验