超长超深超高压污水深隧关键技术研究及设计

目录第1篇 概论第1章 绪论31.1 深隧的定义41.2 深隧的分类41.2.1 按纳入水质差异分类41.2.2 按发挥功能分类51.3 深隧的建设意义61.4 深隧工程应用技术难点71.5 研究进展和典型案例71.5.1 国外研究进展71.5.2 国内研究进展81.5.3 国外深隧典型工程81.5.4 国内深隧典型工程11第2章 大东湖核心区污水深隧建设背景及工程概况152.1 区域现状及存在问题162.1.1 污水系统现状162.1.2 雨水系统现状202.1.3 周边水环境现状212.1.4 污水厂区域建设现状212.1.5 存在的问题及分析222.2 工程建设背景及意义252.3 深隧总体规划布局262.4 区域地理及地质环境282.4.1 自然状况282.4.2 工程地质条件282.5 深隧关键技术研究选题原则及内容332.5.1 关键技术研究的选题原则332.5.2 关键技术研究内容33第2篇 污水深隧关键技术第3章 深隧的水力特性373.1 临界不淤流速383.1.1 临界流速的定义383.1.2 污水中泥沙的运动383.1.3 临界不淤流速的影响因素393.1.4 临界不淤流速的判断方法403.1.5 临界不淤流速的研究进展413.2 稳态流不淤流速453.2.1 污水含固量及粒径分布453.2.2 模型设计493.2.3 满流条件533.2.4 非满流条件553.3 非稳态流603.3.1 非恒定流的产生及其危害603.3.2 隧道水力模型及初设参数选定613.3.3 计算方案633.3.4 模拟计算及结果分析633.4 水力特性参数选择66第4章 深隧传输方式694.1 传输方式分类及特点704.1.1 传输方式的分类及选择704.1.2 压力流传输724.1.3 重力流传输814.2 传输方式对比分析864.2.1 重力流和压力流流速对比864.2.2 重力流和压力流比选86第5章 入流竖井关键技术895.1 入流竖井选型905.1.1 涡流式入流竖井905.1.2 折板式入流竖井915.1.3 入流竖井比选925.2 入流竖井的数值模拟935.2.1 模型建立935.2.2 涡流式竖井的模拟965.2.3 折板式竖井的模拟1025.2.4 模拟结果比选1085.3 入流竖井设计参数选择1095.3.1 参数选择及试验设计1105.3.2 物理模拟试验111第6章 深隧泵房关键技术1176.1 工艺布局1186.1.1 布局方式比选1186.1.2 布局方式确定1206.2 进水流道的模拟及试验分析1226.2.1 数值模拟1226.2.2 物理模型试验1236.2.3 分析及验证1246.3 深隧泵站结构振动分析1266.3.1 厂房与深隧泵房振动分析与优化1276.3.2 水锤波对结构的影响分析144第7章 深隧结构体系及其性能1557.1 隧道计算分析模型1567.1.1 均质圆环模型1567.1.2 铰接圆环模型1567.1.3 梁-弹簧模型1577.1.4 梁-接头模型1577.2 衬砌结构选型及力学性能数值模拟1587.2.1 衬砌结构选型1587.2.2 管片分块方案比选1677.2.3 双层衬砌厚度比选1697.3 管片衬砌结构相似模型试验1727.3.1 试验目的及相似理论1727.3.2 相似关系的确定1747.3.3 试验原型衬砌结构1747.3.4 模型相似材料制作1757.3.5 加载装置与量测1817.3.6 试验工况及加载1847.3.7 试验结果分析1867.4 管片接头力学特性试验1937.4.1 试验概况1937.4.2 测量内容及测点布置1987.4.3 试验方法与计算2047.4.4 排水盾构隧道接头试验工况及加载2097.4.5 单层衬砌管片接头力学分析2127.4.6 通水前双层衬砌管片接头力学分析2147.4.7 通水后双层衬砌管片接头力学分析2177.4.8 通水后管片与二衬的内力分配关系2207.5 管片接头力学特性数值模拟2237.5.1 接头有限元模型2237.5.2 模型与加载2277.5.3 数值模拟结果分析2297.6 结论248第8章 盾构隧道施工关键技术2518.1 盾构机选型及适应性2528.1.1 盾构机概述2528.1.2 盾构机选型2538.2 矿山法盾构空推施工技术2578.2.1 硬岩段施工方案概述2578.2.2 矿山法盾构空推施工技术2598.3 岩溶强发育区施工技术2628.3.1 本工程岩溶地质情况2628.3.2 岩溶处理方案2658.4 始发及接收端头加固技术2688.4.1 端头加固概述2688.4.2 端头加固方案2698.4.3 工作井端头加固及水下接收方案2708.5 隧道近接施工技术2798.5.1 国内外现行控制标准2808.5.2 变形控制标准2828.5.3 数值模拟计算2838.5.4 近接施工技术要求288第9章 超深高水压条件下特殊基坑关键技术及应用2919.1 深隧竖井基坑关键技术2929.1.1 工程概况2929.1.2 场地工程地质与水文地质条件2939.1.3 超深竖井基坑支护关键技术与实践2949.1.4 复杂地质条件下特殊施工工法3079.2 深隧泵房基坑两墙合一逆作关键技术3119.2.1 工程概况3119.2.2 基坑设计方案比选3139.2.3 两墙合一逆作技术3149.3 三维声呐检测技术3199.3.1 目的和任务3199.3.2 技术原理3209.3.3 检测方法3209.3.4 结果分析321第10章 智慧深隧关键技术32310.1 智慧水务系统概述32410.1.1 系统内容32410.1.2 实际应用案例32610.1.3 发展趋势32810.1.4 建设目的32910.1.5 武汉市智慧水务规划情况33010.1.6 建设意义33110.1.7 工程效果33210.2 智慧深隧系统信息平台建设需求与方案33310.2.1 需求分析33310.2.2 总体方案设计33910.3 基于GIS的智慧水务建设技术35210.3.1 建设要求35210.3.2 建设目标35310.3.3 建设方案35410.4 前端监测技术35910.4.1 前端建设方案35910.4.2 深隧流量监测点36110.5 水下巡检机器人36210.5.1 建设要求36210.5.2 技术要求36310.6 网络及网络安全系统建设36510.6.1 水务业务网建设36510.6.2 架构设计36710.6.3 IP地址规划36910.6.4 网络路由规划37010.6.5 网络性能规划37010.6.6 网络安全37110.6.7 网络效率37210.7 深隧结构健康监测系统37410.7.1 监测隧道工程概况37410.7.2 监测断面选择37510.7.3 盾构隧道现场测试元器件布设及其工艺37910.7.4 数据自动采集传输技术38510.7.5 软件系统架构38610.7.6 监控中心集成控制技术389第3篇 大东湖污水深隧工程设计第11章 污水深隧工程总体设计39311.1 设计标准39411.1.1 总体设计技术标准39411.1.2 建筑设计标准39811.2 设计规模39811.2.1 北湖污水处理厂总规模39811.2.2 隧道节点规模39911.3 深隧系统总体布局40011.4 隧道输送方式及系统水位40111.5 深隧平面设计40211.5.1 主隧工程40211.5.2 支隧工程40611.5.3 深隧竖向设计40711.6 地表完善系统总体设计40811.6.1 系统组成40811.6.2 总体布局40911.7 北线隧道与南线隧道关系412第12章 污水深隧结构设计41512.1 深隧工法选择41612.2 盾构隧道结构设计41712.2.1 衬砌结构选型41712.2.2 衬砌结构及构造设计41812.3 结构防水及防腐蚀设计42412.3.1 结构防水设计42412.3.2 结构防腐蚀设计42412.4 结构耐久性设计42512.5 结构抗震设计426第13章 竖井设计42613.1 工程概况42713.2 施工竖井设计42913.3 基坑支护设计43013.3.1 设计原则和标准43013.3.2 支护结构设计431第14章 预处理站设计43514.1 总体布局43614.2 工艺设计43614.2.1 预处理工艺流程设计43614.2.2 沙湖污水泵站设计43614.2.3 二郎庙预处理站设计43814.2.4 落步咀预处理站设计44114.2.5 武东预处理站设计44514.3 结构设计44914.3.1 主要荷载44914.3.2 二郎庙污水预处理站结构设计44914.3.3 武东污水预处理站结构设计45114.3.4 落步咀污水预处理站结构设计45514.4 基坑支护设计45814.4.1 设计原则和等级45814.4.2 设计方案458第15章 深隧泵站设计46515.1 工艺设计46615.1.1 总体布置46615.1.2 设备选型46615.1.3 流道设计46815.2 建筑和结构设计46915.2.1 建筑设计46015.2.2 结构设计47015.3 基坑支护设计47215.3.1 支护结构设计47215.3.2 地下水治理设计47315.3.3 试桩及检测设计47515.3.4 基坑施工及动态监测476参考文献479后记481