專利名稱：多用途地下公用管道系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土木工程領域，尤其是涉及一種用于各種不同的公共事業(yè)設備、信息或服務的保護和綜合運輸或輸送的多用途管道系統(tǒng)，不論其實際上是固體、液體、氣體、光學纖維，磁性的還是電力的。專用于運輸通道和空地之下的管道系統(tǒng)也一樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在XYZ笛卡兒坐標系中確定的多用途公共事業(yè)設備管道系統(tǒng)，其中該管道系統(tǒng)通常相對于YZ平面或垂直平面對稱，在XZ平面內(nèi)有一具有可選擇的可拆卸的橫向末端的類似桁架的結(jié)構。本發(fā)明的管道系統(tǒng)對稱于界面，在X軸向末端設有排水設備，接近于所述對稱平面YZ平面設有總水管的位置。沿著XY平面，也即管道系統(tǒng)的地平面上，設有一層道路材料或其等同物，如天然石子、蘸有柏油的碎石或預制磚、石塊或復合的道路材料，它們能夠支撐步行者、自行車和林蔭路上的小型運輸火車或服務性交通工具。在本發(fā)明的每個實施例中，沿著對稱的YZ平面設有中心的或主要的子管道即大型的子管道，它和橫向設置的(X軸向)小一些的子管道連接在一起，這些小一些的子管道在管道系統(tǒng)的類似桁架的結(jié)構的可選擇連接的橫向末端內(nèi)，包括更小的XZ平面截面的子管道，因此，該管道特別適合用于所有公共信息和社區(qū)的服務需要，比如電力管線、飲用水、再生水和下水管線、雨水及排泄管線，天然氣或合成氣管線，電話線、有線電視、光學纖維通訊及數(shù)據(jù)傳輸通路，氣壓輸送管，證券服務設施，消防設施，用于車輛推進器的低電流磁力傳導磁軌，用于人類工程學上的混合運輸通道的儲存、維修通道或運輸動力裝置，該管道系統(tǒng)的寬度(X軸向)和深度(Z軸向)應適應于當?shù)氐牡叵聴l件和設計標準，尤其是和運輸管線的參數(shù)和通常覆蓋管道的空地有關。在Y軸向或管道的長度方向設有進人口的位置，可以進入主要的子管道。
本發(fā)明還確定了一種把多種公共服務設施放置在一單一整體管道內(nèi)的方法，該方法包括步驟(a)將多種公共服務設施設置在一實質(zhì)上一體形成的縱向管道內(nèi)，該管道內(nèi)有多個子管道，每個子管道對應于提供一種公用事業(yè)設施或公共服務設施群；(b)對于所述的整體管道埋入地下的表面，提供所述的地下管道穩(wěn)定性的方法；(c)對于向上的方向，即所述管道沒有埋入地下的表面，提供一基本上為平面的表面，該表面在表面效果上適應和所述管道聯(lián)系在一起的表面環(huán)境審美學上和功能上的融合。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種管道系統(tǒng)，特別是用在地下人類工程學的混合運輸通道，該通道作為城市內(nèi)部和社區(qū)中心再發(fā)展成果的一部分，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃區(qū)的所有上述公共事業(yè)設施和服務需求在一單一公用事業(yè)設施傳送系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)合。
本發(fā)明的另一目的是提供一種一體形成的多用途管道系統(tǒng)，能將位于地下的所有的公共事業(yè)設施、信息和服務需求設置在一公共管道內(nèi)，該管道系統(tǒng)便于維修、保養(yǎng)和日后的改造。
本發(fā)明的又一目的是提供一種和上述形式的管道系統(tǒng)適應且融合在一起的符合人類工程學的多用途混合運輸通道的公用道路。
本發(fā)明的又一目的是提供一種上述形式的管道系統(tǒng)，它易于制造和安裝在建設地點。
本發(fā)明的又一目的是提供一種預制的上述形式的管道系統(tǒng)，它的地表面和運輸通道的表面或其他位于其下的表面有明顯的區(qū)別。
本發(fā)明的上述和其他的目的及好處將在隨后的附圖的簡要描述和本發(fā)明的詳細描述更加明白的說明。
圖2是本發(fā)明的第二實施例的剖面圖，其適合于深度較淺的場合。
圖3是本發(fā)明的又一實施例，表示出的深度和標準深度相同，但是它沒有采用橫向延伸部分。
圖3A示出了用在一運輸通道之下的圖3中的實施例；圖4是本發(fā)明的再一實施例，它與圖2實施例中所述的較淺深度相同，也沒有橫向延伸部分。
圖5是本發(fā)明的頂部平面示意圖，示出了它的一個通道部分的外觀。
圖6是本發(fā)明的頂部平面示意圖，與圖5所示相似，但是示出通道部分的應用，其X和Y軸鄰接的管道部分相互之間不共線。
因此，該管道10的深度和Z軸的穩(wěn)定性大小由在建造運輸通道24的同時所挖掘的土地28中的碎石基底26的位置確定。
在管道10的頂部XY平面上一體形成的是天然生成的或者預制的道路混合物30，該混合物在功能上和審美學上能夠制造公用管道系統(tǒng)，適合作人類工程學上的混合交通運輸通道24的基底，盡管它的存在與是否使用該多用途管道10無關。換句話說，情況往往是這樣，如果一輛低速的小型交通工具在表面30上運行，軌道將被設置在管道的區(qū)域32上面，該區(qū)域通常在X軸向的寬度直到8英尺。從區(qū)域32的對稱平面12開始，表面30對稱向外以大約百分之二的角度傾斜，直到管道的X軸向的端點14，有大約8英寸的深度。
在

圖1中可以注意到，相對于對稱面12，對稱設有多個幾何位置和尺寸不同的內(nèi)部子管道。通常設置在大中心子管道34內(nèi)的是用來供給社區(qū)飲用水的總水管的位置36。大中心子管道34的其余部分通常用來排放雨水，在發(fā)洪水或者救火時水的大量外溢或者總水管爆裂時，它是必要的。相應地，中心子管道34可以被理解為具有在總水管36其中之一爆裂的情況下，作為其容器的功能。
在圖1所示實施例中，從中心子管道34橫向向外看，畫出了外層的小一些的子管道38，40，42和44。通常設置在最低的子管道40和42內(nèi)的是那些最少需要維修的公用事業(yè)設備，并且這些設備要和表面30的運輸行動保持最高程度的隔震。因此，在管道40內(nèi)可以設置電話線和光學纖維電纜，而在子管道42內(nèi)可以設置用來運輸丙烷或類似物的天然氣管線和合成氣管線。與此不同，中央部分32上面的子管道38和44容納這樣的公共事業(yè)設備的電纜，這些設備需要更頻繁的維護但是不像放置在子管道40和42內(nèi)的公共事業(yè)設備對震動那么敏感。因此，在子管道38內(nèi)可以放置電力線纜，在管道44內(nèi)可以放置有線電視閉路線。
圖1中所示還有包括子管道48和50的可選擇的橫向延伸部分46，相應地，采用橫向延伸部分46的地方，可以放置其他別的不同的公共事業(yè)設備。例如，與工商業(yè)用的電纜相對的住宅用電纜。當采用橫向延伸部分46時，中央部分32也可以獲得更大的穩(wěn)定性。
至于制造本發(fā)明管道系統(tǒng)10的材料，有許多可以用目前的工藝水平預制擠壓產(chǎn)品的輕型高強度材料，這些材料包括高密度聚乙烯(HDPE)和所謂的聚脂凝結(jié)物，該凝結(jié)物是包括碳和用聚脂樹脂粘結(jié)在一起的中性礦物填料的一種凝結(jié)的聚合體材料。材料的選擇通常是在該通道上運行著的地面交通系統(tǒng)施加在通道上的負載重量的函數(shù)，而與該給定位置是否易于發(fā)生地震、每年的降雨量、與設置在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的公用事業(yè)設備有關的毒性和其他危險無關。就尺寸而論，在圖1所示的系統(tǒng)中通常X軸的尺寸在20-24英尺的所述范圍內(nèi)，其深度一般為約6英尺。相應地，這樣尺寸的系統(tǒng)可以方便的設置在運輸通道之下，或者接近運輸通道，而不需要改變或擴大傳統(tǒng)上與之相關的公用道路。
在某些土木工程應用中，尤其是土壤和地面特別堅硬結(jié)實或者像巖石狀時，可以采用Z軸深度較小的管道系統(tǒng)。圖2所示就是這樣的一個系統(tǒng)，其中，子管道的數(shù)量由9個減到5個，然而在很多應用中，特別是當橫向延伸部分46a包括在系統(tǒng)的中央部分32a之內(nèi)時，5個子管道在數(shù)量上是完全足夠的。應注意，在任一實施例中，表面30a可以經(jīng)過幾種不同的表面處理中的任意一種提供，也就是說，提供改進的、和周圍場地在建筑學上相適合的塊狀的或特殊的表面處理。
在圖3中所示是僅由三個子管道即子管道34b、38b和44b組成的本發(fā)明的又一實施例，其中，沒有采用橫向延伸部分，在表面30b上設有成拋物線的頂部52。本發(fā)明的該實施例應用于更小的公用道路，比如用在公共運輸通道24b為10英尺，挖一個合適深度比如6英尺深的坑。在該實施例中，子管道38b和44b可容置多種不同公共事業(yè)設施電纜和管道。
在圖4中所示是和圖3的實施例基本相似的本發(fā)明的又一實施例，但是有一更小的X軸向尺寸比如采用4英尺。該實施例用在公用道路較窄，地面或土壤足夠密實可適合這樣一個深度較小的系統(tǒng)的地方。
因此，從圖1到圖4的實施例，管道XZ的平面剖面的X軸向和Z軸向的尺寸比是從大約1.5∶1到大約6∶1的范圍，當采用橫向部分46或46a和48或48a時，存在后者或者比它更高的比率。
在圖5和圖6中示出了該管道系統(tǒng)的中央部分32和它的Y向其余長度之間關系的頂面視圖，換句話說，應理解入口54的位置實際上是一進人孔，可以保證中央部分32的中心子管道34，用于維修時人從這里進入。換句話說，由于中心子管道34通常是空的，并且所述的子管道34包括連接所有相鄰接的子管道即子管道38、40、42和44的孔或進入通道，進人孔54也提供一個進入里面的裝置且用來改變相鄰接的系統(tǒng)部分的相對方向。
采用合適的密封件56，比如由高密度的人造橡膠聚合體形成的彈性密封擴張墊圈。在XY平面內(nèi)看，中央部分32通常每邊長為5英尺。然而，中央部分32也可有圖6中所示為長方形32d的形狀。當一個帶角度部分58必須和一個Y軸直線部分60連接時，這是有好處的。應注意，在任一實施例中，本發(fā)明管道這樣的部分60一般的長度在16-40英尺范圍內(nèi)。
上面已經(jīng)描述和示出了本發(fā)明的較佳實施例，然而本發(fā)明可以包括在此特別示出和描述之外的其他實施例，在所述的實施例中，對各組成部分的形式和布置上所作的某些變化，只要不脫離本發(fā)明的下面的觀點和原則，正如隨后所附的權利要求中提出的，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
我們要求的已經(jīng)描述的發(fā)明是新的、有用的和非顯而易見的，具體為1、一種把多種公共服務設施放置在一單一整體管道內(nèi)的方法，該方法包括步驟(a)將多種公共服務設施設置在一實質(zhì)上一體形成的縱向管道內(nèi)，該管道內(nèi)有多個子管道，每個子管道對應于要提供的一種公共服務設施或公共服務設施群；(b)對于所述的整體管道埋入地下的表面，提供所述的地下管道穩(wěn)定性的方法；(c)對于向上的方向，即所述管道沒有埋入地下的表面，提供一基本上為平面的表面，在表面效果上達到和所述管道聯(lián)系在一起的表面環(huán)境審美學上和功能上的融合。
2.如權利要求1所述的方法，其中上述的步驟(b)提供所述的穩(wěn)定性的方法包括步驟提供所述的一體形成管道的被埋入的表面，該表面結(jié)構關于所述管道的對稱縱向平面對稱，在土壤中具有最大的穩(wěn)定性。
3.如權利要求2所述的方法，還包括步驟提供所述的一體形成的管道的橫向可選擇連接的子管道，從而增加子管道的數(shù)量，以便用于另外的公共事業(yè)設施。
4.如權利要求2所述的方法，還包括步驟在所述管道的非埋入的表面，提供用于進入所述子管道的可選擇的通道。
5.如權利要求4所述的方法，還包括步驟設置所述管道的非埋入表面，該表面有一坡度，關于所述管道的縱向?qū)ΨQ平面對稱，有助于雨水從此流走，防止雨水在管道上的積聚。
6.如權利要求6所述的方法，還包括步驟根據(jù)桁架確定所述的一體形成的管道的每一橫截面，其中根據(jù)所述桁架內(nèi)的小桁架確定所述的子管道。
7.一種多用途管道系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一體形成的縱向管道，在橫截面內(nèi)該管道包括一類似桁架的結(jié)構，其內(nèi)包括多個小桁架，從而確定的多個相應子管道，借此在所述的多個子管道內(nèi)可以分別設置多個不同的公共服務設施或公共服務設施群。
8.如權利要求7所述的管道系統(tǒng)，還包括所述的整體管道的埋入土壤部分的外表面，該表面包括在土壤中的所述管道的穩(wěn)定裝置。
9.如權利要求7所述的管道系統(tǒng)，其中所述的管道關于它的對稱的垂直縱向平面對稱。
10.如權利要求9所述的管道系統(tǒng)，其中所述的穩(wěn)定裝置包括所述管道的外表面結(jié)構。
11.如權利要求7所述的管道系統(tǒng)，還包括向上的方向，即沒有埋入地下的所述管道的表面，包括一基本上為平面的表面，在表面效果上能夠達到和所述管道的非埋入表面聯(lián)系在一起的實體上鄰近的表面環(huán)境在審美學上和功能上的融合。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述的非埋入表面包括有一坡度，關于所述管道的垂直縱向軸對稱，從而有助于雨水從所述表面流走，防止雨水在管道上的積聚。
13.如權利要求7所述的系統(tǒng)，還包括可選擇連接的橫向延伸裝置，該裝置在小桁架的橫截面內(nèi)確定，從而增加可用于在其內(nèi)設置更多公共服務設施的管道系統(tǒng)的子管道的數(shù)量。
14.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述的該管道的非埋入表面包括為用于管道內(nèi)設備的維修、進入和儲存目的，可選擇的進入所述子管道的裝置。
15.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述的整體管道包括，在XZ平面內(nèi)，X軸向和Z軸向的尺寸比范圍為約1.5∶1到約6.0∶1.
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述管道的Y軸向長度范圍為16-40英尺。
全文摘要
一種將多種公用事業(yè)設施放置在一單一整體結(jié)構(10)內(nèi)的方法,該方法包括將這樣的公共事業(yè)設施放置在一具有多個子管道(38,40,42,44)的一體形成的縱向管道(34)內(nèi)的步驟,每個子管道對應于要提供的一種公用事業(yè)設施或一公共事業(yè)設施群。對于一體形成的管道(34)的埋入土壤中的表面,還設置有位于土壤中的管道的穩(wěn)定元件;向上的方向,即沒有埋入地下的所述管道的表面,包括一基本上為平面的表面,在表面效果上達到和所述管道聯(lián)系在一起的表面環(huán)境審美學上和功能上的融合。
文檔編號F16L9/19GK1359455SQ00806098
公開日2002年7月17日 申請日期2000年4月6日 優(yōu)先權日1999年4月12日
發(fā)明者小托馬斯·F·加斯塔夫遜, 約翰·J·巴, 瓦爾特·D·凱勒 申請人:小托馬斯·F·加斯塔夫遜, 約翰·J·巴, 瓦爾特·D·凱勒