[广东]深部排水隧道系统建设关键技术.ppt

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,*,*,1,深部排水隧道系统建设的必要性,1.1,xx市排水系统现状,xx市的排水系统分为：雨水排水系统、污水排水系统、合流排水系统及防洪排涝系统。,根据污染源摸查结果，xx市中心城区管网总长,6149km,，沟渠总长,2313km,。,xx市城区河涌水体分布图,城区共有河涌,231,条、河道总长,913,公里，按地貌特征大体可划分为两类：一类是自北而南，沿势而下，汇入珠江；另一类为珠江河网地区的xx河道，主要进出口与珠江相连，洪潮混杂，水流复杂。,xx,1,深部排水隧道系统建设的必要性,xx涌,1,深部排水隧道系统建设的必要性,暴雨后xx水浸街情况,xx,1,深部排水隧道系统建设的必要性,2013.4.20,暴雨,暴雨后奥体中心,暴雨后员村水浸膝盖,1,深部排水隧道系统建设的必要性,1,深部排水隧道系统建设的必要性,国务院办公厅关于做好,城市排水防涝设施建设工作的通知国办发,2013,23,号,明确任务目标,2013,年汛期前，各地区要认真排查隐患点，采取临时应急措施，有效解决当前影响较大的严重积水内涝问题，避免因暴雨内涝造成人员伤亡和重大财产损失。,1.2,进一步改善水环境难度大,截污不彻底，河涌水质不稳定。老城区主涌已基本截污，但支涌由于征拆量大，大多采取临时截污措施，雨季溢流污染频繁，导致河涌水质不稳定。老城区雨污分流可实施性不强。老城区由于房屋密集，地下管线错综复杂，实施空间很有限；且工程涉及千家万户，居民意愿难以统一，整体改造难度大，而雨污分流工程需通过全流域，成系统地改造，才能见效，如仅局部实施，不能达到预期效果。在亚运前，xx市对越秀、天河、白云、荔湾、海珠、xx,6,个中心城区,169,个片区排水管网进行雨污分流改造工程，投资估算,85.3290,亿元，但效果不明显。初雨污染和溢流污染严重。据统计，初期雨水污染可达到水体污染的,30,40%,，而国内城市普遍对初雨污染重视不够，在工程上没有进行系统考虑；同时由于污水收集系统设计标准偏低，导致溢流污染频繁发生。鉴此，沿用传统的治水方法不能根本改善母亲河珠江和河涌水质。,1,深部排水隧道系统建设的必要性,1,深部排水隧道系统建设的必要性,一是提高城市排水标准，由现有的,13,年一遇提高到,510,年一遇标准，有效增强城市防灾能力。,二是基本消除溢流污染和初雨污染，根本改善河涌水质。通过深部排水隧道系统建设满足人们对城市排水标准和水体水质提出的更高要求，解决城市内涝、形成浅层管网养护的备用通道。,1,深部排水隧道系统建设的必要性,2,深部排水隧道系统,2013.5.10,xx市将修建“一主七副”,8,条深层隧道，共约,90,公里，预计花费约,250,亿元，建成后将解决老城区内涝难题并大幅减少排入珠江的污染物。拟建的深层隧道排水系统包括一条临江主隧道（长,30,公里）及,7,条分支隧道，分别为：,1.9,公里的xx分支隧道、,3.6,公里的xx分支隧道、,2,公里的xx分支隧道、,8.3,公里的xx分支隧道、,4.1,公里的xx分支隧道、,6.1,公里的xx分支隧道，以上,6,条属深层隧道；还有一条石井河分支隧道因为条件较好，将修建,29.4,公里浅层渠箱。深层隧道排水系统与现有的xx、xx、xx,3,座污水处理厂衔接。此外，在xx区xx岛建一座初雨污水处理厂，处理深隧收集的大量雨水。而xx,1.7,公里分支隧道作为试验段，最快将在今年,10,月前动工。,2,深部排水隧道系统,xx市深部排水隧道规划布置图,国外典型隧道排水工程实例汇总表,序号,所属国别,隧道排水,工程名称,主要规模,主要功能或运行方式,1,英国伦敦,泰晤士河,深隧道工程,总长,35km,，直径,7.29m,，埋深,3575m,，总投资,36,亿英镑,控制合流制溢流污染。建成后泰晤士河溢流次数由,60,次,/,年减少为,4,次,/,年。,2,日本东京,江户川,深隧工程,总长,6.3km,，直径,10m,，埋深,60100m,，调蓄量约,67,万,m3,，最大排洪流量达,200m3/s,。,提高上游连接河道的排洪能力，解决东京洪水问题。普通降雨不启动隧道排洪系统，每年仅运行,46,次。,3,法国巴黎,城市排水系统,排水系统总长,2100km,，总管直径,5.56.0m,，主干管,55.5m,，支管,1.52.0m,；埋深,550m,提高城市排水标准。,4,墨西哥城,东部深层排水隧道工程,总长,63km,，直径,7m,，埋深,200m,。,24,条进水道埋深,150,200m,，排水能力,150m3/s,。,与,1975,年建成的深层隧道排水系统（中央隧道）互为备用，提高雨季过流能力，及时将区域内雨洪及污水收集排出城。,5,新加坡,深隧道阴沟系统（,DTSS,）,一期工程,48km,，埋深,10,55m,，一座,80,万,m3/d,的污水厂，总投资,36,亿新币。,用于收集、输送、处理城市污水，完全的污水隧道。,6,中国香港,荔枝角雨水排放隧道工程,长,2.5km,、直径,4.9m,的分支隧道，长,1.2km,、直径,4.9m,的倒虹吸隧道。埋深,40m,，投资,17,亿港币。,雨水隧道，分流高地雨水，减少上游高低雨水流入市区排水系统，减低深水埗、长沙湾、荔枝角等地势较低处的水浸风险。,7,美国芝加哥,隧道水库工程规划（,TARP,）,一期工程包括,176km2.5,10m,的圆形隧道，埋深,45.7,106.7m,，调蓄容积,0.87,亿,m3,。二期工程包括,3,个水库，增加调蓄容积,6.6,亿,m3,。,截流贮存合流管的溢流污水，减轻芝加哥地区的水浸和污染，保护密西根湖。,8,中国上海,苏州河,调蓄隧道,总长,19km,，内径,9.2m,，配套一座,6.17,万,m3/h,泵站，调蓄容积,107.3,万,m3,。,正在进行前期研究。,主要用作合流调蓄，功能是控制合流溢流污染。,9,中国山东,临沂涑河隧道调蓄管工程,总长,7km,，内径,4.2m,，埋深,10,14m,。,用作调蓄,日本江户川工程示意图,2,深部排水隧道系统,3.1.1,区域浅层排水系统排水与防洪能力评估,结合区域降雨强度、自然河流、潮水位自然环境条件与污水管道、雨水管道、泵站强排能力等工程条件，根据流域范围的地形条件和排水管道数据，应利用计算机软件进行数据模拟计算匹配不同降雨强度，复核现有排水系统建设标准和防洪能力。,3.1.2,区域初雨污染状况及现有污水处理厂初雨处理能力评估,雨水的污染负荷的不确定因素很多，取决于地面铺砌情况，例如马路、绿化等；用地性质，例如商业区、工业区、生活区等；下雨间隔时间，间隔时间越长，浓度越高；降雨雨型、历时及强度，雨量越小，浓度越大；合流制系统的截流倍数；管道的保养、疏通情况；与空气中悬浮物及季节有关。,3.1,前期评估与规划,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,3.1.3,规划深部排水隧道系统,隧道竖向规划与平面规划，综合考虑与浅层排水系统衔接、地表地下建,(,构,),筑物、地下铁道规划，人防工程规划，规划隧道储水能力，运营费用。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,涉及的研究课题：,1.,区域降雨径流水力模型构建和研究,2.,深层隧道竖井的三维流体力学和计算流体力学模型,3.,深层排水隧道入流井结构应用技术研究,深隧连接剖面图,3.2.1,盾构技术,施工工法对结构型式的确定和土建工程造价有决定性影响。施工方法的选定，一方面受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、道路宽度、交通状况）；另一方面也与工程场地条件、结构埋深、结构型式等多种因素的制约，同时也会对工程的难易程度、工期、造价、运营效果等产生直接的影响。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,3.2,施工技术,盾构施工,暗挖法施工,对于围岩较为完整、坚硬地段，以及隧道联络通道部位可采用矿山法施工。根据xx地区建设经验，隧道采用盾构法较多且技术成熟。xx地铁实践表明,在盾构选型时必须根据施工区段的工程地质和水文地质条件对盾构的选型和机具性能提出明确的要求,选择与地质环境相匹配的盾构是保证盾构施工更加安全、可靠、高效的重要前题。盾构的选型是否合理，是盾构施工成败的关键。选择盾构类型时，除应考虑施工区段的围岩条件、地面情况、隧道长度、隧道平面、工期和使用条件等各种因素外，还应结合开挖和衬砌等的施工问题，选择可以安全经济地进行施工的盾构类型。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,3.2.2,临近基础加固技术,深部排水隧道主要在城市建成区穿越，上部建筑物密集。临近建筑物将对隧道施工产生重大影响，由于上部建筑物、地层和隧道结构与施工会存在相互影响，因而必须采取有效措施对周边建筑物进行保护，可采取的措施有：,1,）对于侵入隧道的桩基，或离隧道非常近的端承桩（距离小于,0.5,米），必须进行托换处理，托换方法采用托换梁和桩基，替换原来的传力体系。托换梁可根据上部结构的结构布置情况和基础布置形式，采用托换大梁或托换墙梁。,2,）对于隧道开挖范围以外的桩基，则根据桩基离隧道的距离、桩型（摩擦桩和端承桩）和地质情况，通过理论分析结合已有经验决定是否采取托换处理。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,涉及的研究课题：,1.,深层排水隧道结构内衬耐久性技术研究,2.,深层排水隧道盾构管片接头水密性及耐久性试验研究,3.2.3,对相邻地铁隧道保护技术,通过优化掘进参数来控制保持盾构开挖面的稳定，实盾构掘进时实施同步注浆与二次注浆。盾构在曲线上推进时，土体对盾构和隧道的约束力差，盾构轴线较难控制，因此推进速度要放缓、纠偏幅度不要过大、加大注浆量、加强纠偏测量工作等，以减小地层损失，降低地面沉降量。,依据建筑物基础评估，对建筑物基础进行注浆加固。根据建筑物的结构类型及对沉降的敏感程度、沉降的允许值，制定建筑物及地面变形警界值。建立完善的监测网，及时反馈信息，及时进行跟踪注浆或补充注浆。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,3.3,运营,深层排水隧道与常规市政排水管道相比，隧道尺寸大，埋深也较深，因此其清疏管养与常规市政排水管道有较大差异。排水隧道建成后为保证正常运行，深隧应设置中央控制系统，控制隧道尾端、各入流竖井的闸门、格栅等附属设备，电气设备的控制应能自动及手动,且应满足计算机控制的要求，同时须加强对闸门、排洪泵组、监控仪表等设施及隧道本身的管理和养护，采购适用于本工程的清疏管养的特种设备，定时对深隧进行清淤防淤。,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,效益,安全,造价,3,深部排水隧道系统的关键技术问题,