深层排水调蓄隧道系统关键技术问题分析

近年来,随着我国城市雨水管理问题日益凸显,深层排水调蓄隧道技术日益受到关注。对当前国内外深隧工程案例进行了简要介绍与分类,阐述了深隧系统的原理、组成与运行方式,并基于当前我国城市排水设施建设现状,对深隧系统的工程应用关键技术问题进行了分析,以期为类似工程的建设与管理提供参考。

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。

深隧治水——广州市东濠涌深层隧道试验段排水系统技术研究与应用

为解决城市“溢流污染”和“内涝”排水难题,广州市水务投资集团有限公司第一个吃螃蟹,创新实施的“东濠涌深层隧道试验段排水系统项目”,削减了流域雨季合流污水和初期雨水70%以上的污染,将流域内排水标准提高到10年一遇。定位“深隧功能”广州沿江而建,由于雨季频频出现“合流污水溢流”和“内涝”,其浅层敷设的合流制排水系统在控制污染和缓解内涝方面广受热议,“水患”问题日益突出。

浅议苏州河段深层排水调蓄管道系统工程的运行维护

为有效解决上海苏州河地区的排水系统提标、内涝灾害防治和初期雨水污染控制等问题,苏州河段深层排水调蓄管道系统工程的建设已提上日程。主要从苏州河深隧的工程概况、功能定位、运行模式和维护管理等方面进行论述,并针对运行中需要注意的问题以及维护管理的关键点进行讨论。可参考借鉴国外经验,结合上海排水系统的运行现状,建立科学化、系统化、信息化的运行维护方案。

基于水力模型的深层调蓄隧道系统提标方案优化

《上海市城镇雨水排水规划(2020-2035年)》规划新建苏州河深层排水隧道工程,服务苏州河沿线25个排水系统,实现防汛能力提高和污染物减排的双重目标。以芙蓉江排水系统为例,针对不同的规划方案,以排水管网水力模型为研究工具,分析不同方案中各接入口的服务范围以及积水面积、积水路段等指标。结果表明,接入口位置对深隧提标功能的发挥影响显著,制定方案时应力求各接入口服务范围相对均匀。制定方案时,可利用水力模型工具分析不同位置接入口的实际服务面积,同时,根据不同指标分析各方案的提标效果,提出推荐方案以实现工程目标,并发挥最大工程效益。研究成果可应用于深层调蓄隧道规划方案设计,研究思路也可为类似工程的方案制定提供有益参考。

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。

深层隧道排水系统的机械化清淤技术研究与应用

深层隧道排水系统在国内逐渐得到推广应用,但该系统深埋地下,导致清淤难度较大,国内外相关报道也较少。广州东濠涌深层隧道排水工程已运行1年有余,为实现机械化清淤目标,针对该系统高纵深的复杂环境,从国内外相关案例、清淤技术手段、清淤重点难点等方面进行分析,研发了“清淤机器人+高扬程吸污车”的成套清淤技术。工程实践证明,该清淤技术具有施工简单、安全、高效、智能等优势,极具市场应用推广价值。

国内外深隧排水系统建设状况及其启示

目前中国城市内涝问题难以控制,排水系统建设历史欠账太多,难以突破。对比发达国家,深层隧道排水技术是中国的盲点。从用途进行分类,详细阐述国内外发达城市发展过程中遇到的防洪排涝问题,以及深层隧道排水工程在城市排水系统中的地位和作用,为中国未来的深层隧道排水规划提供参考。

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.

典型排水系统提标改造方案分析与费用测算

结合上海市排水与内涝防治重大工程建设,以保障上海市公共和民生安全为目标,研究不同标准的积水风险与投资效益。深入研究上海市区域除涝标准的具体内涵、指标,构建能适应上海新的雨情、水情、工情以及灾情的排水、防潮、防洪与除涝标准体系,为上海排水内涝防治体系建设提供科学依据。

公园城市地下空间防涝减灾策略探讨

以成都市地下空间防涝现状为背景,统计了成都市历年内涝灾害的数据,分析了地下空间防涝技术措施存在的问题。通过对比分析国内外城市与成都近年来防治城市内涝的创新理念、技术和预防措施,多维度探讨提升地下空间防洪防涝能力的策略,并从地下空间减灾工程建设的角度,发掘地下空间在防涝减灾方面的优势和作用。通过提升成都市地下空间应对内涝灾害的能力和防灾减灾能力,从而提升城市安全能级,减少灾害损失,助力美丽宜居公园城市建设。

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。

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。

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。

深层隧道与浅层管渠排水系统调度策略研究

基于InfoWorks ICM建立东濠涌(D涌)流域排水水力模型,将深层隧道与浅层管渠排水系统视作一个大排水系统,采用设计降雨输入到模型当中进行多工况模拟研究。通过静态关联液位控制方法将多个闸、泵控制液位归一于在线监测点液位,采用监测点临界控制液位控制闸、泵开启和关闭,以保障调度策略的稳定和可靠。通过评价调度策略下的D涌流域内涝、溢流污染控制效果,进一步验证模拟得出的运行调度策略的可靠性,旨在利用此调度策略保障深隧充分发挥减少内涝和溢流污染的工程效能,并为其他复杂排水系统的调度策略研究提供借鉴。

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。