Los túneles de pequeña escala son una forma innovadora de construcción de infraestructura urbana, específicamente refiriéndose a las unidades estructurales subterráneas en forma de túnel cuidadosamente diseñadas y construidas para satisfacer las necesidades únicas de las ciudades pequeñas o áreas específicas dentro de una ciudad. Estas alcantarde de caja se caracterizan por sus dimensiones de sección transversal relativamente pequeñas y las especificaciones de longitud flexibles, y se fabrican principalmente con tecnología de prefabricados de hormigón. Su función principal es integrar, acomodar y proteger efectivamente varias instalaciones cruciales de tuberías municipales en la ciudad, tales como sistemas de abastecimiento de agua, sistemas de drenaje, cables de energía, cables ópticos de comunicación y gasoductos.

Este artículo le llevará a entender el diseño estructural y la instalación de pequeñas

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1. Diseño estructural y selección de materiales de alcantarde de caja pequeña

1.1 análisis de formas estructurales y escenarios aplicables

En el diseño de alcantarde de caja en áreas de túneles de utilidad urbana a pequeña escala, las formas estructurales comunes son principalmente rectangulares y circulares. Estas dos formas tienen características únicas y escenarios aplicables. Su disposición interna del espacio es adaptable y flexible, permitiendo la utilización eficiente del espacio subterráneo y facilitando la instalación, disposición y mantenimiento de varias tuberías de diferentes tipos y tamaños. En áreas urbanas estrechas o centros urbanos densamente poblados con extensas redes de tuberías, las ventajas de las alcantarde de caja rectangular son más prominentes. Pueden encajar eficazmente en el espacio debajo de las carreteras existentes y lograr un acoplperfecto con otras estructuras subterráneas, tales como túneles subterráneos e instalaciones de drenaje. Debido a su distribución uniforme de esfuerzos alrededor del cuerpo, poseen un buen comportamiento a la compresión y estabilidad, y son particularmente adecuados para condiciones geológicas complejas o situaciones donde se necesita soportar una mayor presión externa, tales como estratos de arenas movedizas, áreas con altos niveles de agua subterránea, y regiones con actividades sísfrecuentes. Además, la estructura circular tiene un menor impacto sobre el flujo de agua, lo que mejora el buen funcionamiento del sistema de drenaje y reduce los riesgos de seguridad causados por la erosión hídrica.

1.2 investigación sobre las propiedades de los materiales 

En términos de selección de materiales para estructuras de alcantarde de caja pequeña, el hormigón armado y el hormigón pretensado se han convertido en las principales opciones debido a sus excelentes propiedades mecánicas, conveniencia de construcción y rentabilidad. Compuesto de acero de alta resistencia y hormigón armado, hacilos lo suficientemente fuertes para manejar cargas, incluyendo peso propio, peso de la tuber, presión del suelo, y cargas accidentales. Mientras tanto, a través de medidas de proporción razonables y anticorrosión, se puede mejorar su durabilidad y resistencia a la erosión ambiental. Sobre esta base, la resistencia estructural y la estabilidad se mejoran aún más. Mediante la aplicación de pretensión por adelantado para compensar la mayor parte de la tensión de tracción que puede ocurrir durante el proceso de uso, se reduce la posibilidad de ocurrde grietas, se prolonga la vida útil de la alcantarde de la caja, se pueden diseñar espesde pared más delgados y vanos más grandes, ahorrcostos de material mientras se mejora la integridad y la estética de la estructura. Con el progreso de la ciencia y la tecnología y la mejora de los requisitos de protección del medio ambiente, han surgido nuevos materiales compuestos (como GFRP y CFRP) que han sido probados y aplicados en proyectos específicos de alcantarilla de caja pequeña. Estos nuevos materiales no sólo tienen las características de ser ligeros, de alta resistencia y resistentes a la corrosión, sino que también ayudan a reducir el impacto de la construcción en el entorno y los costos de mantenimiento más bajos, en consonancia con el concepto de desarrollo sostenible. 

1.3 principios de diseño e indicadores técnicos clave

Asegúrese de que la alcantarde de la caja puede soportar de forma segura y estable cargas de todas direcciones bajo condiciones normales de operación, incluyendo, pero no limitado a peso propio, presión del suelo, carga de tuberías, carga de tráfico y otras cargas repentinas. Los diseñadores deben calcular con precisión y reservar suficientes factores de seguridad basados en las condiciones reales de trabajo.

Seleccionar materiales con una durabilidad fuerte y un buen desempeño anti-corrosión, e incorporar detalles detallados del diseño estructural, tales como establecer capas razonables de impermeabilización, fortalecer el tratamiento de las juntas, y el uso de materiales de sellado de alta calidad, para minimizar el impacto de la penetración de agua en la estructura de la alcantary extender la vida útil de las instalaciones. Además del diseño de la estructura, se debe considerar un completo sistema impermeable y antifiltrpara asegurar que no haya fugas en las paredes interiores y exteriores de la alcantarde de la caja, garantizar el funcionamiento normal de las tuberías y evitar efectos adversos en el entorno del suelo circundante. Durante la fase de diseño, considerar las futuras necesidades de inspección y reemplazo de las tuberías, proveer suficientes puertos y pasajes de inspección, y simplificar la estructura interna para hacer el mantenimiento diario y los trabajos de reparación de emergencia más convenientes y eficientes.

2. Análisis en profundidad de la tecnología de instalación in situ de alcantarde de caja pequeña

2.1 selección de métodos de instalación

Para situaciones en las que las condiciones geológicas lo permiten y el impacto en el medio ambiente es relativamente pequeño, las unidades de alcantarprefabricadas de caja se empuhacia adelante gradualmente de acuerdo con los requisitos de diseño mediante ranuras guía de pre-excaven en el suelo o bajo tierra. Este método tiene una velocidad de construcción rápida y un impacto mínimo en el tráfico y los residentes#39; Vida útil, pero requiere un control preciso de la velocidad y dirección de empuje para evitar daños a las estructuras circundantes.

Cuando las condiciones de ingeniería son complejas o el tamaño de la alcantarde de la caja es grande, generalmente se adopta la excavación para la instalación. En primer lugar, se excava la fosa de ciment, y luego se izan los componentes prefabricados de la caja de Alcantara a sus posiciones predeterminadas y se empalman y fijan. Aunque el método de excavtiene un impacto relativamente grande en el medio ambiente circundante, puede adaptarse a varias condiciones geológicas complejas y requisitos de construcción y tiene una alta flexibilidad.

2.2 proceso de instalación y pasos clave

Proceso de funcionamiento del método de empuje directo:

Excavcon precisión las ranuras guía de acuerdo con los dibujos de diseño y asegurar su rectitud y plan. excavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcavexcav Pre-montar cada parte de la alcantarde de la caja en el área designada, y completar la instalación de las tuberías internas y el tratamiento impermeable externo. Utilice equipo profesional para empujar la alcantarde de la caja en las ranuras de guía y controlar su velocidad de empuje y dirección en tiempo real. Haga ajustes finos y correcciones cuando sea necesario. Asegúrese de que la conexión de las secciones adyacentes de la alcantarde de la caja es herméy libre de fugas, e implementar las medidas de refuerzo necesarias para las partes de conexión. 

Proceso de operación del método de excavación:

Excaven la fosa de cimentde acuerdo con los requisitos de diseño y tomen simultáneamente medidas efectivas de soporte temporal, tales como soportes de herringbone, soportes de tornillo o soportes prefabricados de hormigón. Use grúas u otro equipo de elevación para izar las alcantarde de cajas prefabricadas en la fosa de cimentsección por sección, colocarlas con precisión y arreglarlas temporalmente. Completar la soldadura o bulonado de la interfaz entre las alcantarde de la caja y el tratamiento impermeable interno y externo. Al final, las alcantarde de la caja se instalan y pasan la inspección de aceptación, llevar a cabo la operación de relleno de la fosa de la fundación, y hacer un buen trabajo en la restauración de la capacidad de carga de la fundación y garantizar su estabilidad.

2.3 tecnologías de soporte durante el proceso de instalación

Método de soporte de Herringbone: este método utiliza soportes de Herringbone de acero estructurado como estructuras de soporte temporales, que son fáciles de usar y relativamente bajo en costo. Las ventajas incluyen una rápida velocidad de construcción y un cómodo ajuste flexible. Las desventajas incluyen una profundidad limitada de la fosa de cimenty requisitos relativamente altos para condiciones geológicas, y no es aplicable a sitios con suelo blando o altos niveles de agua subterránea.

Método de apoyo de la pila de tornillo: utilice taladros de tornillo para conducir en la capa de suelo para formar pilas de tornillo para proporcionar un apoyo temporal estable y fiable. Este método es adecuado para diversas condiciones del suelo, especialmente teniendo un buen efecto sobre las capas de suelo arenoso. Las ventajas son el efecto de apoyo significativo y la alta eficiencia de la construcción, pero el costo es relativamente alto y tiene una fuerte dependencia de los equipos.

Método de soporte de elementos prefabricados de hormigón: los elementos de apoyo de elementos prefabricados de hormigón, como las vigas i y H, tienen las características de alta resistencia y alta rigidez, lo que puede prevenir eficazmente la deformación y el colapso de la fosa de ciment. Las ventajas son una gran estabilidad, durabilidad y fiabilidad. Sin embargo, el transporte y la instalación son relativamente complejos, el período de construcción es más largo, y la inversión de una sola vez es relativamente grande.

La investigación en profundidad sobre la tecnología de construcción de alcantarde de caja pequeña en áreas de túneles de utilidad urbana es de gran importancia para mejorar la eficiencia de la utilización de los recursos espaciales subterráneos urbanos, optimizar la disposición de las instalaciones municipales, y asegurar el funcionamiento normal de las funciones urbanas. En el futuro, con la continua innovación tecnológica y la acumulación de experiencia práctica, la tecnología de construcción de alcantarde de caja pequeña se moverá hacia una dirección de desarrollo sostenible más verde, inteligente y eficiente, promoviendo aún más la construcción de modernización urbana y el desarrollo de alta calidad.