长江流域平原河网地区合流制排水系统溢流污染特征研究

在平原河网地区丹金溧漕河金坛段选取3个典型合流制溢流排口及管道检查井进行溢流污染监测,分析溢流水质水量变化。以合流制管道沉积物为试验材料进行冲刷模拟试验,探究沉积物冲刷规律。结果表明,累积降雨量≥2 mm就会产生溢流现象;溢流水量变化主要受降雨等级、降雨强度及居民用水量影响,且溢流量峰值较降雨强度峰值滞后;溢流污染物浓度与前期干旱天数、排口性质、降雨等级和降雨强度有直接联系,其变化基本均呈先上升后下降趋势,且无论哪种降雨等级溢流口在产生径流后约20~30 min后污染物浓度会较高。沉积物对溢流污染贡献占比较大,管道冲刷过程中沉积颗粒物呈阶段交替式运动,各污染指标在降雨形成径流一段时间后出现峰值。

有压管道内的泥沙冲淤特性

为明确复杂地形条件下有压管道内泥沙的运动特征与临界不淤流速,采用模型试验研究了不同粒径泥沙在不同运动状态下的水流流速,分析了泥沙粒径、加沙量与泥沙级配对临界不淤流速的影响。结果表明,间歇式运动状态下,粒径介于(0.075~0.600)mm的泥沙在管道上升段与水平段呈多个椭圆状运动,较陡的下降段呈带状分布,粒径介于(0.600~1.250)mm的泥沙在管道内呈山丘状运动;泥沙运动状态的临界水流速度随泥沙粒径的增大呈增加趋势,且连续式推移状态为最佳泥沙输送状态;临界不淤流速均随泥沙粒径、加沙量、泥沙级配的增大而增大,泥沙粒径是影响临界不淤流速的主要因素,加沙量与泥沙级配是影响临界不淤流速的次要因素。研究结果可为复杂地形条件下有压引水管道工程的设计和应用提供参考。

长距离硬岩顶管施工关键技术研究

顶管法施工隧洞在国内市政、供水项目中应用越来越多,具有安全性高,施工速度快的特点;随着顶管技术的不断发展与成熟,已经涌现了一大批超大口径、超长距离的顶管工程。结合韩江、榕江、练江水系连通后续优化工程CYB7号~CYB8号硬岩顶管施工,通过合理的顶管机选型,采取环流冲刷携渣、沉渣处理、泥浆减阻、分级顶进等施工技术,解决长距离硬岩顶管中常见的沉渣、返渣及阻力大等问题,实现顶管顺利顶进,总结相应施工技术。

新建市政隧道下穿多线运营铁路施工地表沉降研究——以郑州火车站操场街隧道工程为例

新建隧道近距离下穿运营铁路施工安全风险高,易导致上方运营铁路路基、轨道变形,影响列车行车安全。为降低施工风险,减少对运营铁路的影响,以郑州火车站操场街隧道工程为研究背景,基于有限元数值模拟,分析矩形顶管法和管幕暗挖法施工引起的运营铁路路基沉降变化。并对矩形顶管法和管幕暗挖法进行施工工艺、施工进度、沉降控制等多方面的综合比选,给出新建隧道下穿既有运营铁路安全施工方案。研究表明,运营铁路与新建隧道正交时,隧道正上方铁轨沉降最大,隧道中心点两侧铁轨沉降呈对称分布;矩形顶管法施工铁轨累计沉降值最大为5.6 mm,管幕暗挖法施工铁轨累计沉降值最大为4.04 mm,管幕暗挖法对运营铁路铁轨沉降的影响小于矩形顶管法。

超大型取水工程取水头部及引水管线设计

为减少水源保护与城市发展的矛盾,同时降低钱塘江盐水入侵对取水安全的威胁,杭州市启动了取水口上移工程。结合杭州市主城区水厂布局调整及千岛湖引水工程事故工况等因素,新建取水工程土建规模按远景300万m^(3)/d考虑,近期设备安装规模为170万m^(3)/d。根据本工程取水口涉水专题研究,取水口上移位置位于富春江石门沙南岸,现状萧山江东取水口上游约250 m处。通过综合比选,采用箱式取水头部,可有效保证取水安全,降低工程投资。根据取水头部和取水泵站两者位置,对引水管线路进行布置,通过水力计算确定采用2根DN3400钢管,全线采用顶管施工。为保障运行安全,设计考虑了引水管防淤积措施和取水头部防护警示设施。

综放工作面综合防治水技术研究与应用

综采放顶煤开采技术作为一种高产高效采煤技术,因开采煤层厚度大、开采面积大、放顶工艺等因素,与其他开采工艺相比,其采动影响范围大幅增大,采场围岩导水裂隙带发育高度增加,工作面涌水、突水概率也相应增大,加大了水害治理的难度。为有效控制综放工作面水害的发生,从综放工作面涌水机理、出水特征与规律、水害预防与治理影响因素着手,采用多种治水技术,提高水害治理效果,确保矿井的安全高效生产。

Vortex-Induced Vibration Response Features of A Submarine Multi-Span Pipeline via Towing Tank Experimental Tests

In offshore engineering, the phenomenon of free span often occurs, and the pipeline may have multiple free spans adjacent to each other, forming a multi-span pipeline. The interaction of different spans makes the structural vibration characteristics more complex, which may change the fatigue characteristics of the pipeline and affect the safety of the structure. In this paper, model tests were designed to explore the vortex-induced vibration(VIV) characteristics of multi-span pipelines and investigate the multi-span interaction mechanism. The experimental study mainly focused on the dynamic response of double-span pipelines, and further extended to triple-span pipelines, hoping that the results can be applied to more complex environment. The effects of span-length ratio, buried depth and axial force on VIV of the pipeline were investigated and discussed. The dynamic response of the pipeline varied with the span length. There was obvious interaction between different spans of multi-span pipelines, and the pipe-sediment interaction obviously affected the vibration characteristics of pipeline. The differences of pipeline burial depth and axial force changed the structural stiffness. With the increase of buried depth, the response amplitude presented a downward trend. The spanwise evolutions were asymmetric caused by the pipe-sediment interaction and multi-span interaction. The results can help to identify multi-span pipelines in engineering, and realize the prevention and control of free spans.

超大断面矩形顶管隧道全断面渣土改良施工技术

土压平衡盾构机在地铁区间隧道施工中应用非常广泛,但如遇到地质情况差,就存在沉降大、掘进困难,开挖面围岩土体稳定性不易保持等问题。通过某城市道路隧道工程超大断面矩形顶管隧道推进期间全断面渣土改良剂的选择、土体改良口的设置及施工技术的应用,使得盾构掘进顺畅、高效,减少停机时间,防止螺旋机中渣土固结,从而保障施工安全顺利。结果表明,最佳的改良剂参数和掘进参数的改进,能加快掘进速度,减少盾构机磨损。

污水管道沉积物分层冲刷的起动规律及其污染贡献特性

为探明管道沉积物的断面污染物分布特征,揭示梯度冲刷强度下沉积物的分层冲刷起动规律及其污染贡献特性,通过建立一套污水管道沉积物冲刷模拟装置,基于管道沉积物分层分布理论,揭示了沉积物不同断面颗粒粒径以及碳、氮、磷等污染物的含量变化规律.此外,根据无黏性沉积物初始运动的临界剪应力公式进行计算,结果表明,随粒径的增大,不同分层颗粒下理论临界剪切应力从0.038N/m^(2)增加0.261N/m^(2);随设计水流剪切力从0.1N/m^(2)增加到0.3N/m^(2)时,沉积物对污水的TCOD贡献率从6.4%增加到46.3%,TN贡献率从25.3%增加到40.6%,而TP从42.9%降低到25.1%,且在各类污染物的附着含量对比下,随水流强度增大,冲刷起动的悬浮物为有机类污染物的占比最高.据此可知,粒径大小对污染物的污染负荷分布具有较大影响,且污染负荷分布对水流冲刷的溢流污染物浓度变化具有相关性.因此,明确管道沉积物分层冲刷水流强度及溢流污染物浓度变化有助于有效控制水体污染情况.

岩石地层中顶管顶力计算方法研究

顶管施工常见于市政地下管线建设工程,相应的顶力计算模型已经发展成熟并成功运用于实际工程,然而,目前国内外对岩石地层中的顶力计算研究较少,为此,针对福建平潭引水工程中某曲线顶管穿越硬质岩层,考虑掘进后隧洞的稳定性,分别从管岩接触与管浆接触这2种接触方式计算管侧摩阻力,同时采用Hertz与Persson这2种弹性接触理论推导施工状态下钢管与岩层之间的接触角度。此外,考虑管节中轴线以下与沉渣带发生局部接触,在顶进过程中沉渣带分布沿管线呈概率分布,提出一种适用于此类接触条件下的顶力计算模型。研究结果表明:在理想状态下,钢管在顶进过程中与周围岩层之间接触角度在0.57°~1.15°范围内,可认为管岩之间处于点或线接触状态;与沉渣带接触时,当沉渣带分布沿管线占比为0.5~1.0时,实测顶力曲线基本被包络在管渣接触曲线的上下限之间,证明所提出顶力计算模型是有效的,可为相关工程研究提供参考。

老城区污水管道沉积物清淤高压水射流技术研究

以我国南方某县城区实际污水管道为研究对象,测定城区中居民小区与菜市场区域污水管道内沉积现状及沉积物的性质,通过各种清淤方法的对比,选择高压水射流法进行清淤工作,使用新型充气式污水管道封堵装置、清洗-吸泥一体化车辆以及KEG帝王喷头,进行喷头出口压力与喷头移动速度的正交试验,对比清淤效果、油耗、水耗、清淤时间及总成本,筛选高效低成本最佳清淤参数。结果表明:居民小区污水管道淤积程度为50%左右,菜市场污水管道淤积程度为40%~50%,居民小区管道内淤泥的流动性比菜市场好,选用较低喷头出口压力能满足清淤工作;适用于居民小区污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力9 MPa和喷头移动速度0.3 m/s,适用于菜市场污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力12 MPa和喷头移动速度0.3 m/s。

沁水盆地柿庄南煤层气田撬装式排采废水深度处理工艺的应用

本文概述了沁水盆地柿庄南煤层气区块中,主要超标污染物为氟化物、石油类、铁离子的排采废水,通过建设一套斜管沉淀+两级机械过滤(沸石+活性炭)的水处理工艺,将本区块的排采废水深度处理至《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅲ类的限值要求,并实现了处理设备的撬装化,达到了地方环保部门深度处理的要求,同时降低了综合处理成本。

排水管道沉积物-水系统中不同微生物群落下氮的迁移转化

为探索微生物群落对排水管道沉积物-水系统中氮迁移转化的作用,本文研究了干预组、对照组及初始沉积物中的微生物群落,探索排水管道沉积物-水系统中不同组分氮迁移转化的规律,并进行了量化计算.结果表明,γ-变形菌纲和拟杆菌纲在对照组中相对丰度较高,梭菌纲、互营养菌纲在干预组中更占优势.在浓度差异和生物作用的共同影响下,干预组上覆水氨氮含量增加.γ-变形菌纲发生硝化作用导致对照组上覆水氨氮浓度下降,硝态氮、亚硝态氮含量增加.高、低浓度下,沉积物-水系统中的氨氮均由沉积物向上覆水释放,低浓度下氨氮的释放通量更大,最高值达到了536.76 mg·m^(−2)·d^(−1).系统中,硝态氮的释放通量很小.

横剖管在高速公路软土地基沉降观测中的应用

文中结合某高速公路项目施工实况,对横剖管在高速公路软土地基沉降观测中的应用进行了分析。结果表明,横剖管能准确反映软土地基的沉降变化,且不会对现场施工带来负面影响。

斜管布置形式对沉沙池沉积黄河泥沙的影响

【目的】探究斜管在沉沙池内的最优布置形式,提升黄河泥沙去除效果。【方法】针对重力式斜管沉沙池,设置了单层(Fs)、双层(Fv1、Fv2)3种斜管布置形式,应用黄河上游段(Su)、中游段(Sm)、下游段(Sd)3种典型粒径泥沙的配水,在2种运行流量(Qq、Qs)下开展原型沉沙试验,对比分析3种斜管布置形式对不同黄河泥沙的沉降效果。【结果】大颗粒泥沙进入斜管前已发生沉降,斜管主要对细颗粒泥沙(d<75μm)进行沉降,其有效控制出口泥沙量为0.342~1.354 kg/m^(3),有效控制出口砂粒量为0~0.018 kg/m^(3);不同斜管布置形式下,出口泥沙及相关砂粒、粉粒、黏粒量均以Fv2斜管布置形式最低,Fv1、Fs斜管布置形式依次次之;其中Fv2斜管布置形式有效控制出口泥沙量为0.342~0.991 kg/m^(3),较Fv1、Fs斜管布置形式分别减少了10.01%~20.95%、26.82%~38.83%;不同黄河水出口泥沙及相关砂粒量、粉粒量、黏粒量均以Su黄河水最低,Sm、Sd黄河水依次次之。【结论】3种斜管布置形式不同黄河泥沙处理能力存在明显差异(P<0.05),表现为V形斜管布置形式优于常规斜管布置形式,并且以倾角60°、45°的Fv2斜管布置形式最佳。

袖阀管注浆技术在管桩引孔加固中的应用分析

文中阐述了预应力高强混凝土管桩采用引孔法施工出现的问题—管桩入土深度小于引孔深度,分析了引孔后管桩入土未及孔底的原因,制定并实施对于引孔后预制管桩进行袖阀管注浆的加固处理方案。经检测结果显示,袖阀管注浆技术可有效解决引孔后管桩施工出现的此类问题,对桩底沉渣及桩周松弱土体具有显著的加固作用,可规避桩身承载力无法满足设计要求的风险。

超长距离顶管对标准海塘的沉降位移影响情况分析

文章以尾水排海项目超长距离顶管穿越钱塘江南岸标准海塘施工为参考依据,通过监测分析标准海塘的沉降位移量,得出顶管施工对其沉降位移影响的变化过程和发展趋势,并总结出了控制海塘沉降位移的技术措施,希望能够为类似工程提供借鉴。

高含沙动水地形测量系统在水槽冲淤试验中的应用

针对目前市面上现有地形仪在高含沙动水条件下测量精度不高的问题,自主研制高含沙动水地形测量系统,并应用于宁波石化经济技术开发区尾水深海排放管水槽冲淤试验。结果表明:在高含沙动水、大量泡沫漂浮水面、长历时不排水测量等复杂条件下,系统重复测量精度优于0.10 mm,稳定性好,抗干扰性强,为水沙物理模型试验的地形测量提供一种高效、高精度、稳定的测量手段。

滴灌毛管泥沙分布与灌水器堵塞试验研究

为探明滴灌毛管泥沙分布及灌水器堵塞规律,通过对8种粒径的泥沙进行短周期浑水试验和堵塞试验,研究了泥沙在不同毛管分布和灌水器堵塞规律。结果表明:泥沙在不同毛管中淤积量的不均匀程度可以通过毛管淤积分布系数来衡量;泥沙在支管中的运动状态对进入毛管中的泥沙量影响很大,通过计算支管泥沙悬浮指数,可确定泥沙在不同毛管中的淤积状况,悬浮指数越大,泥沙在各毛管淤积量越不均匀,突变发生在悬浮指数等于0.325处;大颗粒泥沙在毛管底部以推移质形式运动,是造成灌水器突然堵塞的直接原因,且主要出现在第1、2条毛管中,而细小颗粒的絮凝作用是造成灌水器逐渐堵塞的主要原因。

小浪底水库自吸式管道排沙系统研究

在系统分析已建水库各种排沙方式的基础上,提出了小浪底水库自吸式管道排沙系统总体思路,即利用水库自然水头,在近坝段库区内铺设可移动并带有吸泥头、可逐渐加长的管道,自动地将坝前约40 km范围内淤积的细颗粒泥沙和通过过坝隧洞或右岸山体内的隧洞排出库外,初步估算每年可排出泥沙3亿t。排出库外的泥沙可采用管道进行远距离输送,实现泥沙资源化。同时指出,过坝方案、自吸式吸泥头体型研制、排沙管道等是该方案需要解决的关键技术问题。