深层排水系统中竖井及泵站模型研究及应用

针对深层排水系统中竖井结构对跌水消能效果、汇流过渡段水流流态、关键部位压力、流速分布等水力特性的影响及泵站前池形式对水泵吸水口水流流态的影响,以实际工程为例,依据重力相似准则,构建竖井和泵站的水工物理模型,根据模拟结果结果优化竖井和泵站结构设计,得到消能效果更好的折板式消能竖井结构及流态更优的泵站结构。

深隧排水系统水舌对冲式入流竖井设计研究

竖井是深隧排水系统的重要组成部分,传统交错板竖井的水舌交替撞击井壁,易引起受力不平衡及不利振动。研究提出一种水舌对冲式交错板竖井,归纳出估算其基本参数的经验公式,通过实例设计及CFD模拟,分析了其流态特征、消能机理和效果,并总结了几点入流竖井设计基本原则,以期为今后竖井设计提供参考。结果表明:水舌对冲式交错板方案过流能力充足,正常运行下水流不堵塞通气孔,水舌对冲消能效果好,结构受力平衡;底部筛孔水垫相配合,保证竖井与主隧道水流衔接平稳;随着入流量减小,竖井消能率增大。

深层隧道排水系统在城市排水规划中的应用

以广州市司马涌、荔湾涌和西濠涌为例,分析总结了深层隧道排水系统在城市防洪排涝和控制溢流污染方面的应用。指出深层隧道排水系统避开了拥挤的浅层地下空间,具有征地拆迁量少,对地面交通和建筑影响小,可实施性好等优点,是城市老城区排水改造的可行方案。同时,深层隧道排水系统必须与局部浅层改造相结合,才能发挥最大的效益。

深层隧道排水系统中矩形折板竖井水力特性试验研究

为研究新型矩形折板竖井的水力特性,通过物理模型试验分析了矩形截面折板竖井内的水流流态及消能特性,提出了改善竖井水流流态的整治措施,并与圆形截面竖井进行了对比。研究结果表明:矩形折板竖井存在左右摆动的水流流态,经过增设整流板可有效抑制折板上的摆动水流,并通过调整通气孔位置,保障了通气孔的畅通;矩形截面竖井消能率在91.8%~94.5%之间,具有单宽流量大、开挖面积小等优点,但竖井内的摆动流态需特别关注。

广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段工程供电方案研究

介绍了广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段的项目背景,并指出安全可靠、合理可行的供电方案对本项目建设目标的实现非常重要。供电方案需遵循必要的原则,通过负荷等级的确定、负荷计算和方案实施技术条件等研究,最终拟定了供电方案,并针对此类项目的供电方案给出建议。

深层隧道排水系统在武汉污水传输工程中的应用

深层隧道有助于提高城市建设空间利用率,在市政排水系统中的应用日益广泛。结合深层隧道排水系统在武汉市大东湖核心区污水传输工程中的应用,介绍了预处理单元、入流竖井、传输隧道和末端提升泵站的设计以及传输隧道的施工方法。

成都市中心城区深层隧道排水系统规划研究

"水少为忧、水脏为患、水多为灾",近几年"水问题"成为了我国大多数城市可持续发展急待解决的一大难题。成都市中心城区经过多年的快速发展和高强度开发建设,也暴露出一些城市病。在城市排水系统和水环境方面,问题集中表现在排水管网及污水处理能力不足、城市排涝能力偏低、城市雨水径流污染问题突出、局部合流制系统与雨水下河口未得到有效整治4个方面。针对以上问题对标国内外先进城市建设经验,本次规划研究对浅层改造方案和深层隧道调蓄方案进行技术研究分析后,推荐采用"两环四射"深层调蓄隧道为核心的深层隧道排水系统,解决成都市中心城区当前以及远期发展将面临的城市排水系统问题及水环境问题。

水质模型在东濠涌深层隧道排水系统中的应用

介绍了广州东濠涌深层隧道水质模型的研究背景,阐述了东濠涌深隧水质模型的构建过程,并应用模型对东濠涌深层隧道的减排效能进行了多情景模拟及对应的河道水质情况预测,对深层隧道的运行方案进行了评估和优化。

深层隧道排水系统在解决城市“内涝与溢流污染”难题中的应用

城市扩张和建设密度的加大,使得地面硬化率越来越高,排水系统无法满足城市排水要求。本案通过分析深层隧道排水系统的设计和运行方式,以及在实际中的应用状况,总结该方法带来的社会效益,为行业提供参考。

大流量进水工况下主隧系统水气运动特性

为给深层隧道排水系统工程的主隧系统结构设计和工况控制提供依据,采用数值模拟与物理模型试验相结合的方法,建立与物理模型体型结构相同,包含两竖井和相连主隧段的主隧系统三维数值模型,利用该数值模型对两种大流量极端工况下的进水过程进行三维动态数值模拟。结果表明:主隧系统在大流量下的进水过程可归纳为水流从两端竖井进入主隧,水流碰撞形成液面波并在主隧内相互碰撞叠加,主隧下游、上游侧端口先后被封堵,以及进流停止这4个阶段;进水流量主要影响主隧系统端口封堵程度、滞气现象和进水各阶段进程时间,流量越大,主隧端口的水流封堵、滞气现象越严重,进水过程各阶段进程时间也大幅缩短。

近珠江闹市区富水深层隧道涌水处治技术

近年来,"海绵城市"理念在我国得到了大力推广,深层排水隧道的建设也得到飞速发展.但在深层隧道的建设过程中也面临着各种各样的问题与挑战,例如在富水地质条件下修建隧道时,施工涌水问题显得尤为突出,极大地影响了施工效率和经济效益.以广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段工程(全国首个深层隧道排水系统项目)竖井暗挖连接隧道为依托,针对竖井左右两侧隧道施工突发涌水问题,对城市闹市区富水地质深层暗挖隧道施工涌水处治技术进行研究,得到如下结论:①该连接隧道施工涌水的原因分析表明,施工涌水是由环境因素(临近珠江,属于富水地段)和地质因素(岩体破碎,裂隙水发育)两方面造成的;②针对竖井右侧隧道施工涌水问题提出较为常规的"止浆墙+径向注浆+超前帷幕注浆"的堵水方案,针对竖井左侧连接隧道施工涌水问题,借鉴山岭隧道治水理论,创新地提出"以排为主,以堵为辅"洞内降排水处治技术方案,两种方案在现场均取得较好的效果,但从周边建筑物等环境保护、施工进度及经济效益方面考虑,"以排为主,以堵为辅"处治方案具有明显的优势,验证了其方案的可行性,为其他类似工程提供经验及依据.

广州深隧排水系统东濠涌试验段物理模型试验研究

为了验证广州市深层隧道排水系统东濠涌试验段工程设计方案的合理性,建立了国内首个深层隧道整体物理模型,对深隧运行过程中的排气、浪涌、消能等关键水力学问题进行了模拟和分析。试验结果表明,折板竖井消能充分,并可兼顾主隧道排气,工程运行期间产生的涌浪和气爆强度较弱,泵站集水池的空间能够满足水泵运行的要求,利用排洪和补水进行水力冲淤具有一定可行性。

气爆危害对深隧竖井折板荷载的影响分析

深层隧道排水系统中的气爆危害将使竖井折板承受巨大的反向冲击荷载,严重威胁结构安全。为研究其荷载变化趋势,开展了长度比尺为1∶50的气爆模型水力试验,分析进气压、进气量、初始水深和联络管接入方式等关键因素的取值变化对冲击荷载的影响。结果表明:气爆对折板的反向冲击荷载可达正向水动力荷载的20倍以上且与进气压和进气量均呈正相关;当竖井内自由液面“紧邻”折板且联络管接入干区时,折板将大概率承受较大的冲击荷载。在试验研究基础上,分别拟合出了联络管接入湿区和干区时的最大冲击荷载预测式。研究成果可为折板型竖井正常安全运行以及结构设计优化提供技术支撑和理论指导。

深层隧道排水区域液位在线监测系统研究

广州市东濠涌流域排水系统由浅层排水系统与深层隧道排水系统组合而成,系统构成复杂,且在国内无可参考的调度运行经验,管理难度较大。基于广州深层隧道排水系统东濠涌试验段工程的建设,结合给水排水、物联网和自动化控制等专业技术,设计构建了一套排水管网液位在线监测系统,使得调度人员能够远程掌握排水管网的实时液位情况,及时作出调度决策。经测试运行,该系统能有效实现内涝点液位、设备工况等数据信息的实时采集与无线远程传输,液位信息在线查询以及历史数据调用,实现对东濠涌深隧排水系统内涝监测优化,并为深隧排水系统优化调度研究提供实时、准确的基础数据,有利于最大化发挥深隧排水系统减少内涝和溢流污染的作用,同时以优先利用浅层排水系统为原则,降低深层隧道的使用频率,降低运行成本。

ITM模型在布吉河分洪通道中的应用

文章通过建立布吉河分洪通道的ITM一维数学模型,分析了分洪通道方案的行洪能力,校核分洪通道的设计规模及分洪效果,研究通道涌浪产生条件及过程,并对分洪通道的设计方案进行了优化。研究表明:通过增设末端闸门,有效减小了通道出口流量及下游防压力,且并未造成涌浪现象。

热塑性内衬管道用于污水和饮用水的运输及储存

本文讲述了热塑性内衬在用于污水和饮用水的运输及存储的地下管道系统中的应用。在这项应用领域里，对于管道的耐久性、预期寿命、流动性、抗腐蚀性、机械完整性和密封性有较高的要求，用热塑性材料内衬现已成为唯一的解决方法。全球最大的市政工程之一，修建在新加坡的DTSS（深层隧道排水系统），是一项重要的大直径、深埋管道系统，项目是为了存储整个城市和来自这个岛国北部以及东部的工业污水。主管的铺设是通过使用隧道掘进机在地下50米深处形成直径为3．3米到6米的隧道来完成的。内衬是使用特殊的内衬材料通过机械的方式确保被夹紧并被嵌入到混凝土结构内，热塑性内衬材料（HDPE）被施工到管道内的目的是保证混凝土结构运作期间能完全受到防腐保护和机械保护并达到最小服务年限100年的要求。由于地下管道直径大、埋深大，研发了特殊的内衬形成方法和模架系统。如何在地下管道系统那种严峻的环境条件中，保持管道的铺设速度成为了一个主要的挑战。在这套系统施工前和施工过程中，为了评价内衬施工性能和恶劣条件下的防腐性能进行了大量的调查工作。