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 按納入水質差異分類4
1.2.2 按發(fā)揮功能分類5
1.3 深隧的建設意義6
1.4 深隧工程應用技術難點7
1.5 研究進展和典型案例7
1.5.1 國外研究進展7
1.5.2 國內(nèi)研究進展8
1.5.3 國外深隧典型工程8
1.5.4 國內(nèi)深隧典型工程11
第2章 大東湖核心區(qū)污水深隧建設背景及工程概況15
2.1 區(qū)域現(xiàn)狀及存在問題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)域建設現(xiàn)狀21
2.1.5 存在的問題及分析22
2.2 工程建設背景及意義25
2.3 深隧總體規(guī)劃布局26
2.4 區(qū)域地理及地質環(huán)境28
2.4.1 自然狀況28
2.4.2 工程地質條件28
2.5 深隧關鍵技術研究選題原則及內(nèi)容33
2.5.1 關鍵技術研究的選題原則33
2.5.2 關鍵技術研究內(nèi)容33
第2篇 污水深隧關鍵技術
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 污水中泥沙的運動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 模型設計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參數(shù)選定61
3.3.3 計算方案63
3.3.4 模擬計算及結果分析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 傳輸方式對比分析86
4.2.1 重力流和壓力流流速對比86
4.2.2 重力流和壓力流比選86
第5章 入流豎井關鍵技術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 模擬結果比選108
5.3 入流豎井設計參數(shù)選擇109
5.3.1 參數(shù)選擇及試驗設計110
5.3.2 物理模擬試驗111
第6章 深隧泵房關鍵技術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 進水流道的模擬及試驗分析122
6.2.1 數(shù)值模擬122
6.2.2 物理模型試驗123
6.2.3 分析及驗證124
6.3 深隧泵站結構振動分析126
6.3.1 廠房與深隧泵房振動分析與優(yōu)化127
6.3.2 水錘波對結構的影響分析144
第7章 深隧結構體系及其性能155
7.1 隧道計算分析模型156
7.1.1 均質圓環(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 襯砌結構選型及力學性能數(shù)值模擬158
7.2.1 襯砌結構選型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 管片襯砌結構相似模型試驗172
7.3.1 試驗目的及相似理論172
7.3.2 相似關系的確定174
7.3.3 試驗原型襯砌結構174
7.3.4 模型相似材料制作175
7.3.5 加載裝置與量測181
7.3.6 試驗工況及加載184
7.3.7 試驗結果分析186
7.4 管片接頭力學特性試驗193
7.4.1 試驗概況193
7.4.2 測量內(nèi)容及測點布置198
7.4.3 試驗方法與計算204
7.4.4 排水盾構隧道接頭試驗工況及加載209
7.4.5 單層襯砌管片接頭力學分析212
7.4.6 通水前雙層襯砌管片接頭力學分析214
7.4.7 通水后雙層襯砌管片接頭力學分析217
7.4.8 通水后管片與二襯的內(nèi)力分配關系220
7.5 管片接頭力學特性數(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)值模擬結果分析229
7.6 結論248
第8章 盾構隧道施工關鍵技術251
8.1 盾構機選型及適應性252
8.1.1 盾構機概述252
8.1.2 盾構機選型253
8.2 礦山法盾構空推施工技術257
8.2.1 硬巖段施工方案概述257
8.2.2 礦山法盾構空推施工技術259
8.3 巖溶強發(fā)育區(qū)施工技術262
8.3.1 本工程巖溶地質情況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279
8.5.1 國內(nèi)外現(xiàn)行控制標準280
8.5.2 變形控制標準282
8.5.3 數(shù)值模擬計算283
8.5.4 近接施工技術要求288
第9章 超深高水壓條件下特殊基坑關鍵技術及應用291
9.1 深隧豎井基坑關鍵技術292
9.1.1 工程概況292
9.1.2 場地工程地質與水文地質條件293
9.1.3 超深豎井基坑支護關鍵技術與實踐294
9.1.4 復雜地質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鍵技術311
9.2.1 工程概況311
9.2.2 基坑設計方案比選313
9.2.3 兩墻合一逆作技術314
9.3 三維聲吶檢測技術319
9.3.1 目的和任務319
9.3.2 技術原理320
9.3.3 檢測方法320
9.3.4 結果分析321
第10章 智慧深隧關鍵技術323
10.1 智慧水務系統(tǒng)概述324
10.1.1 系統(tǒng)內(nèi)容324
10.1.2 實際應用案例326
10.1.3 發(fā)展趨勢328
10.1.4 建設目的329
10.1.5 武漢市智慧水務規(guī)劃情況330
10.1.6 建設意義331
10.1.7 工程效果332
10.2 智慧深隧系統(tǒng)信息平臺建設需求與方案333
10.2.1 需求分析333
10.2.2 總體方案設計339
10.3 基于GIS的智慧水務建設技術352
10.3.1 建設要求352
10.3.2 建設目標353
10.3.3 建設方案354
10.4 前端監(jiān)測技術359
10.4.1 前端建設方案359
10.4.2 深隧流量監(jiān)測點361
10.5 水下巡檢機器人362
10.5.1 建設要求362
10.5.2 技術要求363
10.6 網(wǎng)絡及網(wǎng)絡安全系統(tǒng)建設365
10.6.1 水務業(yè)務網(wǎng)建設365
10.6.2 架構設計367
10.6.3 IP地址規(guī)劃369
10.6.4 網(wǎng)絡路由規(guī)劃370
10.6.5 網(wǎng)絡性能規(guī)劃370
10.6.6 網(wǎng)絡安全371
10.6.7 網(wǎng)絡效率372
10.7 深隧結構健康監(jiān)測系統(tǒng)374
10.7.1 監(jiān)測隧道工程概況374
10.7.2 監(jiān)測斷面選擇375
10.7.3 盾構隧道現(xiàn)場測試元器件布設及其工藝379
10.7.4 數(shù)據(jù)自動采集傳輸技術385
10.7.5 軟件系統(tǒng)架構386
10.7.6 監(jiān)控中心集成控制技術389
第3篇 大東湖污水深隧工程設計
第11章 污水深隧工程總體設計393
11.1 設計標準394
11.1.1 總體設計技術標準394
11.1.2 建筑設計標準398
11.2 設計規(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 深隧平面設計402
11.5.1 主隧工程402
11.5.2 支隧工程406
11.5.3 深隧豎向設計407
11.6 地表完善系統(tǒng)總體設計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系412
第12章 污水深隧結構設計415
12.1 深隧工法選擇416
12.2 盾構隧道結構設計417
12.2.1 襯砌結構選型417
12.2.2 襯砌結構及構造設計418
12.3 結構防水及防腐蝕設計424
12.3.1 結構防水設計424
12.3.2 結構防腐蝕設計424
12.4 結構耐久性設計425
12.5 結構抗震設計426
第13章 豎井設計426
13.1 工程概況427
13.2 施工豎井設計429
13.3 基坑支護設計430
13.3.1 設計原則和標準430
13.3.2 支護結構設計431
第14章 預處理站設計435
14.1 總體布局436
14.2 工藝設計436
14.2.1 預處理工藝流程設計436
14.2.2 沙湖污水泵站設計436
14.2.3 二郎廟預處理站設計438
14.2.4 落步咀預處理站設計441
14.2.5 武東預處理站設計445
14.3 結構設計449
14.3.1 主要荷載449
14.3.2 二郎廟污水預處理站結構設計449
14.3.3 武東污水預處理站結構設計451
14.3.4 落步咀污水預處理站結構設計455
14.4 基坑支護設計458
14.4.1 設計原則和等級458
14.4.2 設計方案458
第15章 深隧泵站設計465
15.1 工藝設計466
15.1.1 總體布置466
15.1.2 設備選型466
15.1.3 流道設計468
15.2 建筑和結構設計469
15.2.1 建筑設計460
15.2.2 結構設計470
15.3 基坑支護設計472
15.3.1 支護結構設計472
15.3.2 地下水治理設計473
15.3.3 試樁及檢測設計475
15.3.4 基坑施工及動態(tài)監(jiān)測476
參考文獻479
后記481