多用途地下公用管道系统 【技术领域】
本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种用于各种不同的公共事业设备、信息或服务的保护和综合运输或输送的多用途管道系统，不论其实际上是固体、液体、气体、光学纤维，磁性的还是电力的。专用于运输通道和空地之下的管道系统也一样。背景技术
就发明者的知识而言，在现有技术中还没有一种多用途管道系统，当然更不存在专用于和布置在运输通道和空地之下的一种多用途地下公共管道系统。因此，就发明者所知，关于包括多个彼此连接管道地系统的最有用的现有技术，比如存在于化学工程应用中，在单一综合的容纳系统中，需要同时排放或将多种不同的液体或气体运输到一较远的地方，而每一种流体通常是危险的或有毒的。现有技术中这样的一个例子是Williams的美国专利US4751945(1988)，题目为：流体的双重容纳管道。然而，相对于一般的土木工程应用，也就是说，在该工程中，需要把基本上所有的公共事业设备和社区需要的信息服务，比如电力管线、饮用水、再生水和下水管线、雨水及排泄管线，天然气或合成气管线，电话、有线电视、光学纤维和其他通讯及数据传输通路，气压输送管，证券服务设施，消防设施，用于交通工具推动器的低电流磁力传导磁轨，用于混合多用途运输通道的存储、维修通道或运输动力设备综合连成一个单一的便利的固定公共事业设施管道。这在现有技术中是完全没有记载的。发明内容
本发明涉及一种在XYZ笛卡儿坐标系中确定的多用途公共事业设备管道系统，其中该管道系统通常相对于YZ平面或垂直平面对称，在XZ平面内有一具有可选择的可拆卸的横向末端的类似桁架的结构。本发明的管道系统对称于界面，在X轴向末端设有排水设备，接近于所述对称平面YZ平面设有总水管的位置。沿着XY平面，也即管道系统的地平面上，设有一层道路材料或其等同物，如天然石子、蘸有柏油的碎石或预制砖、石块或复合的道路材料，它们能够支撑步行者、自行车和林荫路上的小型运输火车或服务性交通工具。在本发明的每个实施例中，沿着对称的YZ平面设有中心的或主要的子管道即大型的子管道，它和横向设置的(X轴向)小一些的子管道连接在一起，这些小一些的子管道在管道系统的类似桁架的结构的可选择连接的横向末端内，包括更小的XZ平面截面的子管道，因此，该管道特别适合用于所有公共信息和社区的服务需要，比如：电力管线、饮用水、再生水和下水管线、雨水及排泄管线，天然气或合成气管线，电话线、有线电视、光学纤维通讯及数据传输通路，气压输送管，证券服务设施，消防设施，用于车辆推进器的低电流磁力传导磁轨，用于人类工程学上的混合运输通道的储存、维修通道或运输动力装置，该管道系统的宽度(X轴向)和深度(Z轴向)应适应于当地的地下条件和设计标准，尤其是和运输管线的参数和通常覆盖管道的空地有关。在Y轴向或管道的长度方向设有进人口的位置，可以进入主要的子管道。
本发明还确定了一种把多种公共服务设施放置在一单一整体管道内的方法，该方法包括步骤：(a)将多种公共服务设施设置在一实质上一体形成的纵向管道内，该管道内有多个子管道，每个子管道对应于提供一种公用事业设施或公共服务设施群；(b)对于所述的整体管道埋入地下的表面，提供所述的地下管道稳定性的方法；(c)对于向上的方向，即所述管道没有埋入地下的表面，提供一基本上为平面的表面，该表面在表面效果上适应和所述管道联系在一起的表面环境审美学上和功能上的融合。
因此，本发明的目的之一是提供一种管道系统，特别是用在地下人类工程学的混合运输通道，该通道作为城市内部和社区中心再发展成果的一部分，能够实现规划区的所有上述公共事业设施和服务需求在一单一公用事业设施传送系统内的结合。
本发明的另一目的是提供一种一体形成的多用途管道系统，能将位于地下的所有的公共事业设施、信息和服务需求设置在一公共管道内，该管道系统便于维修、保养和日后的改造。
本发明的又一目的是提供一种和上述形式的管道系统适应且融合在一起的符合人类工程学的多用途混合运输通道的公用道路。
本发明的又一目的是提供一种上述形式的管道系统，它易于制造和安装在建设地点。
本发明的又一目的是提供一种预制的上述形式的管道系统，它的地表面和运输通道的表面或其他位于其下的表面有明显的区别。
本发明的上述和其他的目的及好处将在随后的附图的简要描述和本发明的详细描述更加明白的说明。附图说明
图1是本发明的标准宽度和标准深度的实施例的XZ平面剖面图，表示出了其横向可分开的部分。
图2是本发明的第二实施例的剖面图，其适合于深度较浅的场合。
图3是本发明的又一实施例，表示出的深度和标准深度相同，但是它没有采用横向延伸部分。
图3A示出了用在一运输通道之下的图3中的实施例；
图4是本发明的再一实施例，它与图2实施例中所述的较浅深度相同，也没有横向延伸部分。
图5是本发明的顶部平面示意图，示出了它的一个通道部分的外观。
图6是本发明的顶部平面示意图，与图5所示相似，但是示出通道部分的应用，其X和Y轴邻接的管道部分相互之间不共线。具体实施方式
参考图1，从剖面可以看到本发明的多用途公用管道系统10包括一类似桁架的结构，其沿对称面12的YZ平面尺寸最大，沿X轴向外对称倾斜，直到横向端点14，这样，在一较佳实施例中，桁架式管道系统的X轴的宽度就被通道的路边16确定，该路边可以和包括排水管道20的排水组件18一体制成，该排水管道能够接收从街道两边和预制的植树箱22中的排水。因此，根据X轴向所示，该管道10通常有一被运输通道24确定的横向宽度，其边缘通常由路边16和与之相连的排水装置确定。在图1中的实施例X轴向尺寸一般在20到24英尺范围内。
因此，该管道10的深度和Z轴的稳定性大小由在建造运输通道24的同时所挖掘的土地28中的碎石基底26的位置确定。
在管道10的顶部XY平面上一体形成的是天然生成的或者预制的道路混合物30，该混合物在功能上和审美学上能够制造公用管道系统，适合作人类工程学上的混合交通运输通道24的基底，尽管它的存在与是否使用该多用途管道10无关。换句话说，情况往往是这样，如果一辆低速的小型交通工具在表面30上运行，轨道将被设置在管道的区域32上面，该区域通常在X轴向的宽度直到8英尺。从区域32的对称平面12开始，表面30对称向外以大约百分之二的角度倾斜，直到管道的X轴向的端点14，有大约8英寸的深度。
在图1中可以注意到，相对于对称面12，对称设有多个几何位置和尺寸不同的内部子管道。通常设置在大中心子管道34内的是用来供给社区饮用水的总水管的位置36。大中心子管道34的其余部分通常用来排放雨水，在发洪水或者救火时水的大量外溢或者总水管爆裂时，它是必要的。相应地，中心子管道34可以被理解为具有在总水管36其中之一爆裂的情况下，作为其容器的功能。
在图1所示实施例中，从中心子管道34横向向外看，画出了外层的小一些的子管道38，40，42和44。通常设置在最低的子管道40和42内的是那些最少需要维修的公用事业设备，并且这些设备要和表面30的运输行动保持最高程度的隔震。因此，在管道40内可以设置电话线和光学纤维电缆，而在子管道42内可以设置用来运输丙烷或类似物的天然气管线和合成气管线。与此不同，中央部分32上面的子管道38和44容纳这样的公共事业设备的电缆，这些设备需要更频繁的维护但是不像放置在子管道40和42内的公共事业设备对震动那么敏感。因此，在子管道38内可以放置电力线缆，在管道44内可以放置有线电视闭路线。
图1中所示还有包括子管道48和50的可选择的横向延伸部分46，相应地，采用横向延伸部分46的地方，可以放置其他别的不同的公共事业设备。例如，与工商业用的电缆相对的住宅用电缆。当采用横向延伸部分46时，中央部分32也可以获得更大的稳定性。
至于制造本发明管道系统10的材料，有许多可以用目前的工艺水平预制挤压产品的轻型高强度材料，这些材料包括高密度聚乙烯(HDPE)和所谓的聚脂凝结物，该凝结物是包括碳和用聚脂树脂粘结在一起的中性矿物填料的一种凝结的聚合体材料。材料的选择通常是在该通道上运行着的地面交通系统施加在通道上的负载重量的函数，而与该给定位置是否易于发生地震、每年的降雨量、与设置在本发明的系统内的公用事业设备有关的毒性和其他危险无关。就尺寸而论，在图1所示的系统中通常X轴的尺寸在20-24英尺的所述范围内，其深度一般为约6英尺。相应地，这样尺寸的系统可以方便的设置在运输通道之下，或者接近运输通道，而不需要改变或扩大传统上与之相关的公用道路。
在某些土木工程应用中，尤其是土壤和地面特别坚硬结实或者像岩石状时，可以采用Z轴深度较小的管道系统。图2所示就是这样的一个系统，其中，子管道的数量由9个减到5个，然而在很多应用中，特别是当横向延伸部分46a包括在系统的中央部分32a之内时，5个子管道在数量上是完全足够的。应注意，在任一实施例中，表面30a可以经过几种不同的表面处理中的任意一种提供，也就是说，提供改进的、和周围场地在建筑学上相适合的块状的或特殊的表面处理。
在图3中所示是仅由三个子管道即子管道34b、38b和44b组成的本发明的又一实施例，其中，没有采用横向延伸部分，在表面30b上设有成抛物线的顶部52。本发明的该实施例应用于更小的公用道路，比如用在公共运输通道24b为10英尺，挖一个合适深度比如6英尺深的坑。在该实施例中，子管道38b和44b可容置多种不同公共事业设施电缆和管道。
在图4中所示是和图3的实施例基本相似的本发明的又一实施例，但是有一更小的X轴向尺寸比如采用4英尺。该实施例用在公用道路较窄，地面或土壤足够密实可适合这样一个深度较小的系统的地方。
因此，从图1到图4的实施例，管道XZ的平面剖面的X轴向和Z轴向的尺寸比是从大约1.5∶1到大约6∶1的范围，当采用横向部分46或46a和48或48a时，存在后者或者比它更高的比率。
在图5和图6中示出了该管道系统的中央部分32和它的Y向其余长度之间关系的顶面视图，换句话说，应理解入口54的位置实际上是一进人孔，可以保证中央部分32的中心子管道34，用于维修时人从这里进入。换句话说，由于中心子管道34通常是空的，并且所述的子管道34包括连接所有相邻接的子管道即子管道38、40、42和44的孔或进入通道，进人孔54也提供一个进入里面的装置且用来改变相邻接的系统部分的相对方向。
采用合适的密封件56，比如由高密度的人造橡胶聚合体形成的弹性密封扩张垫圈。在XY平面内看，中央部分32通常每边长为5英尺。然而，中央部分32也可有图6中所示为长方形32d的形状。当一个带角度部分58必须和一个Y轴直线部分60连接时，这是有好处的。应注意，在任一实施例中，本发明管道这样的部分60一般的长度在16-40英尺范围内。
上面已经描述和示出了本发明的较佳实施例，然而本发明可以包括在此特别示出和描述之外的其他实施例，在所述的实施例中，对各组成部分的形式和布置上所作的某些变化，只要不脱离本发明的下面的观点和原则，正如随后所附的权利要求中提出的，都在本发明的保护范围内。