目錄
第1篇 概論
第1章 緒論3
1.1 深隧的定義4
1.2 深隧的分類4
1.2.1 按納入水質(zhì)差異分類4
1.2.2 按發(fā)揮功能分類5
1.3 深隧的建設(shè)意義6
1.4 深隧工程應(yīng)用技術(shù)難點(diǎn)7
1.5 研究進(jìn)展和典型案例7
1.5.1 國(guó)外研究進(jìn)展7
1.5.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展8
1.5.3 國(guó)外深隧典型工程8
1.5.4 國(guó)內(nèi)深隧典型工程11
第2章 大東湖核心區(qū)污水深隧建設(shè)背景及工程概況15
2.1 區(qū)域現(xiàn)狀及存在問(wèn)題16
2.1.1 污水系統(tǒng)現(xiàn)狀16
2.1.2 雨水系統(tǒng)現(xiàn)狀20
2.1.3 周邊水環(huán)境現(xiàn)狀21
2.1.4 污水廠區(qū)域建設(shè)現(xiàn)狀21
2.1.5 存在的問(wèn)題及分析22
2.2 工程建設(shè)背景及意義25
2.3 深隧總體規(guī)劃布局26
2.4 區(qū)域地理及地質(zhì)環(huán)境28
2.4.1 自然狀況28
2.4.2 工程地質(zhì)條件28
2.5 深隧關(guān)鍵技術(shù)研究選題原則及內(nèi)容33
2.5.1 關(guān)鍵技術(shù)研究的選題原則33
2.5.2 關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?nèi)容33
第2篇 污水深隧關(guān)鍵技術(shù)
第3章 深隧的水力特性37
3.1 臨界不淤流速38
3.1.1 臨界流速的定義38
3.1.2 污水中泥沙的運(yùn)動(dòng)38
3.1.3 臨界不淤流速的影響因素39
3.1.4 臨界不淤流速的判斷方法40
3.1.5 臨界不淤流速的研究進(jìn)展41
3.2 穩(wěn)態(tài)流不淤流速45
3.2.1 污水含固量及粒徑分布45
3.2.2 模型設(shè)計(jì)49
3.2.3 滿流條件53
3.2.4 非滿流條件55
3.3 非穩(wěn)態(tài)流60
3.3.1 非恒定流的產(chǎn)生及其危害60
3.3.2 隧道水力模型及初設(shè)參數(shù)選定61
3.3.3 計(jì)算方案63
3.3.4 模擬計(jì)算及結(jié)果分析63
3.4 水力特性參數(shù)選擇66
第4章 深隧傳輸方式69
4.1 傳輸方式分類及特點(diǎn)70
4.1.1 傳輸方式的分類及選擇70
4.1.2 壓力流傳輸72
4.1.3 重力流傳輸81
4.2 傳輸方式對(duì)比分析86
4.2.1 重力流和壓力流流速對(duì)比86
4.2.2 重力流和壓力流比選86
第5章 入流豎井關(guān)鍵技術(shù)89
5.1 入流豎井選型90
5.1.1 渦流式入流豎井90
5.1.2 折板式入流豎井91
5.1.3 入流豎井比選92
5.2 入流豎井的數(shù)值模擬93
5.2.1 模型建立93
5.2.2 渦流式豎井的模擬96
5.2.3 折板式豎井的模擬102
5.2.4 模擬結(jié)果比選108
5.3 入流豎井設(shè)計(jì)參數(shù)選擇109
5.3.1 參數(shù)選擇及試驗(yàn)設(shè)計(jì)110
5.3.2 物理模擬試驗(yàn)111
第6章 深隧泵房關(guān)鍵技術(shù)117
6.1 工藝布局118
6.1.1 布局方式比選118
6.1.2 布局方式確定120
6.2 進(jìn)水流道的模擬及試驗(yàn)分析122
6.2.1 數(shù)值模擬122
6.2.2 物理模型試驗(yàn)123
6.2.3 分析及驗(yàn)證124
6.3 深隧泵站結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析126
6.3.1 廠房與深隧泵房振動(dòng)分析與優(yōu)化127
6.3.2 水錘波對(duì)結(jié)構(gòu)的影響分析144
第7章 深隧結(jié)構(gòu)體系及其性能155
7.1 隧道計(jì)算分析模型156
7.1.1 均質(zhì)圓環(huán)模型156
7.1.2 鉸接圓環(huán)模型156
7.1.3 梁-彈簧模型157
7.1.4 梁-接頭模型157
7.2 襯砌結(jié)構(gòu)選型及力學(xué)性能數(shù)值模擬158
7.2.1 襯砌結(jié)構(gòu)選型158
7.2.2 管片分塊方案比選167
7.2.3 雙層襯砌厚度比選169
7.3 管片襯砌結(jié)構(gòu)相似模型試驗(yàn)172
7.3.1 試驗(yàn)?zāi)康募跋嗨评碚?72
7.3.2 相似關(guān)系的確定174
7.3.3 試驗(yàn)原型襯砌結(jié)構(gòu)174
7.3.4 模型相似材料制作175
7.3.5 加載裝置與量測(cè)181
7.3.6 試驗(yàn)工況及加載184
7.3.7 試驗(yàn)結(jié)果分析186
7.4 管片接頭力學(xué)特性試驗(yàn)193
7.4.1 試驗(yàn)概況193
7.4.2 測(cè)量?jī)?nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置198
7.4.3 試驗(yàn)方法與計(jì)算204
7.4.4 排水盾構(gòu)隧道接頭試驗(yàn)工況及加載209
7.4.5 單層襯砌管片接頭力學(xué)分析212
7.4.6 通水前雙層襯砌管片接頭力學(xué)分析214
7.4.7 通水后雙層襯砌管片接頭力學(xué)分析217
7.4.8 通水后管片與二襯的內(nèi)力分配關(guān)系220
7.5 管片接頭力學(xué)特性數(shù)值模擬223
7.5.1 接頭有限元模型223
7.5.2 模型與加載227
7.5.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析229
7.6 結(jié)論248
第8章 盾構(gòu)隧道施工關(guān)鍵技術(shù)251
8.1 盾構(gòu)機(jī)選型及適應(yīng)性252
8.1.1 盾構(gòu)機(jī)概述252
8.1.2 盾構(gòu)機(jī)選型253
8.2 礦山法盾構(gòu)空推施工技術(shù)257
8.2.1 硬巖段施工方案概述257
8.2.2 礦山法盾構(gòu)空推施工技術(shù)259
8.3 巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)施工技術(shù)262
8.3.1 本工程巖溶地質(zhì)情況262
8.3.2 巖溶處理方案265
8.4 始發(fā)及接收端頭加固技術(shù)268
8.4.1 端頭加固概述268
8.4.2 端頭加固方案269
8.4.3 工作井端頭加固及水下接收方案270
8.5 隧道近接施工技術(shù)279
8.5.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行控制標(biāo)準(zhǔn)280
8.5.2 變形控制標(biāo)準(zhǔn)282
8.5.3 數(shù)值模擬計(jì)算283
8.5.4 近接施工技術(shù)要求288
第9章 超深高水壓條件下特殊基坑關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用291
9.1 深隧豎井基坑關(guān)鍵技術(shù)292
9.1.1 工程概況292
9.1.2 場(chǎng)地工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件293
9.1.3 超深豎井基坑支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)踐294
9.1.4 復(fù)雜地質(zhì)條件下特殊施工工法307
9.2 深隧泵房基坑兩墻合一逆作關(guān)鍵技術(shù)311
9.2.1 工程概況311
9.2.2 基坑設(shè)計(jì)方案比選313
9.2.3 兩墻合一逆作技術(shù)314
9.3 三維聲吶檢測(cè)技術(shù)319
9.3.1 目的和任務(wù)319
9.3.2 技術(shù)原理320
9.3.3 檢測(cè)方法320
9.3.4 結(jié)果分析321
第10章 智慧深隧關(guān)鍵技術(shù)323
10.1 智慧水務(wù)系統(tǒng)概述324
10.1.1 系統(tǒng)內(nèi)容324
10.1.2 實(shí)際應(yīng)用案例326
10.1.3 發(fā)展趨勢(shì)328
10.1.4 建設(shè)目的329
10.1.5 武漢市智慧水務(wù)規(guī)劃情況330
10.1.6 建設(shè)意義331
10.1.7 工程效果332
10.2 智慧深隧系統(tǒng)信息平臺(tái)建設(shè)需求與方案333
10.2.1 需求分析333
10.2.2 總體方案設(shè)計(jì)339
10.3 基于GIS的智慧水務(wù)建設(shè)技術(shù)352
10.3.1 建設(shè)要求352
10.3.2 建設(shè)目標(biāo)353
10.3.3 建設(shè)方案354
10.4 前端監(jiān)測(cè)技術(shù)359
10.4.1 前端建設(shè)方案359
10.4.2 深隧流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)361
10.5 水下巡檢機(jī)器人362
10.5.1 建設(shè)要求362
10.5.2 技術(shù)要求363
10.6 網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)建設(shè)365
10.6.1 水務(wù)業(yè)務(wù)網(wǎng)建設(shè)365
10.6.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)367
10.6.3 IP地址規(guī)劃369
10.6.4 網(wǎng)絡(luò)路由規(guī)劃370
10.6.5 網(wǎng)絡(luò)性能規(guī)劃370
10.6.6 網(wǎng)絡(luò)安全371
10.6.7 網(wǎng)絡(luò)效率372
10.7 深隧結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)374
10.7.1 監(jiān)測(cè)隧道工程概況374
10.7.2 監(jiān)測(cè)斷面選擇375
10.7.3 盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試元器件布設(shè)及其工藝379
10.7.4 數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳輸技術(shù)385
10.7.5 軟件系統(tǒng)架構(gòu)386
10.7.6 監(jiān)控中心集成控制技術(shù)389
第3篇 大東湖污水深隧工程設(shè)計(jì)
第11章 污水深隧工程總體設(shè)計(jì)393
11.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)394
11.1.1 總體設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)394
11.1.2 建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)398
11.2 設(shè)計(jì)規(guī)模398
11.2.1 北湖污水處理廠總規(guī)模398
11.2.2 隧道節(jié)點(diǎn)規(guī)模399
11.3 深隧系統(tǒng)總體布局400
11.4 隧道輸送方式及系統(tǒng)水位401
11.5 深隧平面設(shè)計(jì)402
11.5.1 主隧工程402
11.5.2 支隧工程406
11.5.3 深隧豎向設(shè)計(jì)407
11.6 地表完善系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)408
11.6.1 系統(tǒng)組成408
11.6.2 總體布局409
11.7 北線隧道與南線隧道關(guān)系412
第12章 污水深隧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)415
12.1 深隧工法選擇416
12.2 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)417
12.2.1 襯砌結(jié)構(gòu)選型417
12.2.2 襯砌結(jié)構(gòu)及構(gòu)造設(shè)計(jì)418
12.3 結(jié)構(gòu)防水及防腐蝕設(shè)計(jì)424
12.3.1 結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)424
12.3.2 結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)424
12.4 結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)425
12.5 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)426
第13章 豎井設(shè)計(jì)426
13.1 工程概況427
13.2 施工豎井設(shè)計(jì)429
13.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)430
13.3.1 設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)430
13.3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)431
第14章 預(yù)處理站設(shè)計(jì)435
14.1 總體布局436
14.2 工藝設(shè)計(jì)436
14.2.1 預(yù)處理工藝流程設(shè)計(jì)436
14.2.2 沙湖污水泵站設(shè)計(jì)436
14.2.3 二郎廟預(yù)處理站設(shè)計(jì)438
14.2.4 落步咀預(yù)處理站設(shè)計(jì)441
14.2.5 武東預(yù)處理站設(shè)計(jì)445
14.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)449
14.3.1 主要荷載449
14.3.2 二郎廟污水預(yù)處理站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)449
14.3.3 武東污水預(yù)處理站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)451
14.3.4 落步咀污水預(yù)處理站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)455
14.4 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)458
14.4.1 設(shè)計(jì)原則和等級(jí)458
14.4.2 設(shè)計(jì)方案458
第15章 深隧泵站設(shè)計(jì)465
15.1 工藝設(shè)計(jì)466
15.1.1 總體布置466
15.1.2 設(shè)備選型466
15.1.3 流道設(shè)計(jì)468
15.2 建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)469
15.2.1 建筑設(shè)計(jì)460
15.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)470
15.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)472
15.3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)472
15.3.2 地下水治理設(shè)計(jì)473
15.3.3 試樁及檢測(cè)設(shè)計(jì)475
15.3.4 基坑施工及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)476
參考文獻(xiàn)479
后記481