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从上海“深邃”看世界,深度了解“深邃”地下防洪
[来源:中国排水网] [作者: 中科智水 ] [发布时间: 2018-01-09 ]


上海首条深隧大起底——苏州河深隧工程

背景介绍:

《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》和《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》明确“用10年左右时间建成较完善的城市排水防涝工程体系”

《上海市城市排水(雨水)防涝综合规划》(三横两纵)

规划近期聚焦现状暴雨积水严重,排水防涝和水环境矛盾突出的地区,在兼顾工程的示范性、实效性和操作性前提下,推荐先行实施苏州河调蓄管道工程。

《苏州河段深层排水调蓄管道系统工程规划》

苏州河深隧工程建成后,不仅能大幅度提高苏州河沿线区域排水标准和应对超强暴雨能力,也为长期困扰的苏州河初期雨水污染问题解决了出路,从而为中心城排水系统提标减污积累经验。

工程介绍:

建设单位:

上海城投水务(集团)有限公司

总承包单位:

隧道桂芬上海隧道工程有限公司

上海基础工程集团有限公司

工程监理:

上海地铁咨询监理科技有限公司

上海宏波工程咨询管理有限公司

今日做客嘉宾


上海城投水务工程项目管理有限公司 刘树佳

指导人员:

上海城投水务工程项目管理有限公司

副总经理 沈庞勇

项目经理 白占伟



工程概况与难点

 工程效益目标

① 深层调蓄管道系统工程建成后,将通过错峰调蓄排放,实现苏州河沿线25个排水系统58km2范围设计标准提高到5年一遇,有效应对100年一遇降雨。直接受益人口涉及长宁、普陀、静安、黄浦四区,涉及共135万人。

② 减少溢流污水放江量90%,基本消除苏州河初雨污染,极大改善苏州河河道水质。

③ 深层调蓄管道系统工程实施,可新增不小于74万m3有效调蓄库容。

工程系统构架:深层调蓄管道系统包括一级调蓄管道及附属综合设施、二三级管道、初雨提升泵房、合流一期总管和初雨处理厂。

主要工程内容

调蓄管道主线15.3km,管径10m

综合设施8座(包括竖井、通风设施、变配电间等)提升泵站1座,规模15m3/s(设于梦清园)

二三级管道37.5km,管径3m~6m

初期雨水处理厂1座(拟设于竹园污水处理厂西北角预留用地,另行单独立项建设

本工程服务范围包括苏州河沿岸25个排水系统,总面积约58平方公里,服务人口135万人。

主隧路由及高程



主线工程


主线路由及标高基本确定,隧道全长15.3km,试验段长约1.67km,其余段长13.63km,管内底标高-47.10m至-54.27m。

共穿越地块28处,穿越地铁12处(最小净距16.2m),与北横通道交叉4处(其中与盾构隧道相交1处)。

试验段,从苗圃综合设施到云岭西综合设施,距离为1.67km。



盾构施工

主隧盾构结构设计:


基本参数

隧道内径:10.0m

最小平面曲线半径:500m

隧道顶埋深:50m

最大内水压:0.6MPa (内外循环荷载)

衬砌设计

管片连接:环向采用铸铁件+双排直螺栓

纵向采用斜螺栓 (螺栓形式)

管片厚度:650mm

管片宽度:1.5m

管片类型:通用衬砌环,错缝拼装

楔形量:56.5mm(最小拟合半径300m)

分块数:8分块,即1块小封顶块+2块邻接块+5块



深层排水隧道的主要难点

内水压大,隧道埋深深;

—隧道底部需承受最大约0.6MPa的内水压

—隧道顶覆土在50m左右

结构、接头渗漏水(双向)控制要求高;

管线距离长;平面小半径曲线多;

结构全寿命周期内受力工况复杂多变;疲劳影响客观存在

——空管、半管、有压满管等多种运行工况轮流出现,隧道内压反复加、卸载,受力工况复杂,衬砌结构应进行疲劳验算

隧道内部水环境较为恶劣,雨污水可能产生存在高浓度酸性环境条件

盾构技术


两组试验

盾构底部埋深约50m~55m

结合区域地质资料,盾构掘进地层主要为⑦、⑧1、⑧2地层中,局部可能位于⑨地层中

鉴于在高水压砂性地层中,土压平衡盾构防止螺旋机喷涌和防止刀盘抱死的难度更大,建议采用泥水平衡盾构。

两处下穿北横,另外与北横隧道段平行的长度约为1300m,水平最小间距约为8m;穿越地铁除2、5、6号线之外所有既有运营线路,与在建14号线交叉。

比常规保护措施更应该重视的是防止穿越阶段设备故障,如盾尾渗漏。

感谢我们的今日嘉宾刘佳树为大家带来的介绍并提供了部分详细数据,接下来我们来看看国内其他的工程。

国内

广州

广州在地下四十多米的地方挖一种大型的排水管道,这一被称为深层隧道的排水系统。系统共86.4公里,提供165.2万立方米的调蓄容积,并结合竖井建设5座排涝泵站。将建成一主七副和一厂,隧道总长86.42公里。深隧建成后,司马涌、西濠涌、东濠涌、沙河涌、猎德涌、深涌流域内及广园路渠箱等排水干渠排水标准提高到(市政)10年一遇排水标准。

 整个深隧将修建“一主七副”8条深层隧道,在珠江前航道临江处建一条西起大坦沙、东至大濠沙岛的主隧道,沿重要河涌建7条分支隧道,7条分支隧道分别是:1.9公里的荔枝湾涌分支隧道、3.6公里的西濠涌分支隧道、2公里的东濠涌分支隧道、8.3公里的沙河涌分支隧道、4.1公里的猎德涌分支隧道、6.1公里的车陂涌分支隧道;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。此外,还将在黄埔区大濠沙岛建一座大型初雨处理厂,处理深隧收集的大量雨水。整天广州建设约90公里的深层隧道,投资在250亿元左右。

武汉

武昌污水深隧工程线路设计为“沙湖大道—欢乐大道—武鄂高速—严西湖公园—北湖污水处理厂”,项目服务范围为沙湖、二郎庙、落步嘴污水处理厂及白玉山污水收集系统,覆盖区域约130.35平方公里。

香港

西九龙地区的深水埗、荔枝角、长沙湾等老区的居民,深受“水浸”之害。2008年底,香港政府投资17亿港元,开始修建一条排水隧道。这条排水隧道长的集水区有7.18平方公里,可以保护下游5.09平方公里的市区。

采用雨水排水隧道系统收集高地地区的雨水,直接排放出海,可减少雨水流入市区旧有的排水系统。

位于山脚的支渠,有6个集水口,收集山区雨水导入静水池,再经过主渠直通入海。隧道的出水口建于维多利亚湾畔,高于海平面,可以防止风暴潮导致的海水上涌。“排水利用的是反虹吸原理,因为上游的静水池海拔高于海上的出水口,即使主管道深藏地下40米,水依然能够顺畅排出。”

更多详情请点击地下雨水深邃隧道工程了解

国际

巴黎

巴黎排水系统隧道长2400公里 等于北京到深圳距离。巴黎地下排水系统规模庞大、设计合理、建设有序,一直以来是世界多国学习的典范,骄傲的巴黎人甚至还将下水道的一截开发成了博物馆。

伦敦

为解决泰晤士河沿岸合流制溢流污染现状,改善泰晤士河道水质,伦敦于2007年启动泰晤士深层排水隧道工程的建设。采用“泰晤士深层隧道”方案。工程建成后,大幅提高污水收集能力,有效减少合流制溢流带来的污染,有效地改善了泰晤士河的水体环境。

芝加哥

芝加哥的城市环境与广州相类似,芝加哥隧道水库工程规划(TARP)减轻了芝加哥地区的水浸和污染,保护了密西根湖。芝加哥地区城市合流制改造和内涝灾害控制工程是世界上最早、最成功的采用地下深邃技术的范例。芝加哥的成功经验在美国大部分城市得到推广应用。

新加坡

新加坡是一个完全雨污分流(一种排水体制,雨水和污水分开,各用一条管道输送,进行排放或后续处理的排污方式)的城市,为置换市中心城区原有分散的污水厂和泵站用地,建设了深隧系统用于收集、输送城市污水。工程包括一条长48km、直径3.6~6m、埋深18~55m的污水隧道,以及长50km的污水连接管,将所有污水收集输送到污水厂进行处理。

工程采用TBM施工,共8台隧道掘进机用于推进48km的隧道。从T-01到T-04,每个合同段使用一台隧道掘进机(TBM),而T-05和T-06合同段,由于隧道长度长,因此每个合同段指定了两台隧道掘进机。在T-05标中使用的TBM是两台硬岩类的盾构机,它们可以在土压平衡(EPB)模式下工作。该TBM外径为4.88m,总长110m。

东京

这个大家应当非常熟悉号称宫殿之作。

日本首都圈外围排水系统位于东京16号国道下方50m深处,隧道长6.3km。系统由内径10.6m的隧道将5座深约70m、内径约30m的大型竖井连接起来。