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城市深隧排水盾构隧道管片接头力学行为研究

城市深隧排水盾构隧道管片接头力学行为研究

作者：罗冬冬西南交通大学

学位级别：硕士

随着浅层地下空间的利用趋于饱和,采用盾构法修建城市深层排水隧道已成为当前城市排水管网改造的重要课题。与一般交通盾构隧道不同,排水深隧盾构隧道衬砌结构不仅处于较大的埋深,同时在隧道运营期间还受到内部水压的作用,这使得衬砌结... 详细信息

随着浅层地下空间的利用趋于饱和,采用盾构法修建城市深层排水隧道已成为当前城市排水管网改造的重要课题。与一般交通盾构隧道不同,排水深隧盾构隧道衬砌结构不仅处于较大的埋深,同时在隧道运营期间还受到内部水压的作用,这使得衬砌结构的轴力与交通隧道相比产生了压力逐渐减小并转变成拉力的过程,以致进一步引起接头的力学行为(张开量、张开角以及抗弯刚度等)改变,对接头的承载能力以及防水渗漏提出了挑战。然而,国内针对深隧排水盾构隧道接头的研究仍较少,大多数集中在交通隧道,本文的研究探明了深隧排水盾构隧道接头的力学特性,为具体工程提供了指导。本文依托武汉大东湖区污水深隧盾构隧道工程,针对排水深层盾构隧道接头力学特性开展研究,主要的研究工作及成果如下:1.根据工程隧道所处的地质条件,选取了具有代表性的外水土荷载计算断面,依据不同的荷载计算方法计算外水土荷载。依据计算所得荷载以及工程实际内水压大小对利用有限元软件建立的单、双层衬砌结构模型进行加载,研究了不同外水土荷载与内水压下,衬砌结构内力的变化规律,确定了衬砌结构内力的取值范围。2.利用有限元软件建立了单层衬砌接头精细化模型,通过已经计算得到的单层衬砌结构内力的取值范围,对模型进行加载,探明了施工期与运营期,单层衬砌接头张开量、张开角、抗弯刚度以及接缝面应力随弯矩与轴力的变化关系。计算结果表明,运营期间接头的最大张开量为2.7mm,相较于施工期增加了371%;施工期间接头抗弯刚度取值在2645MN·m·rad之间,运营期间接头抗弯刚度取值在65MN·m·rad之间。3.通过有限元软件建立了双层衬砌接头精细化模型,通过已经计算得到的双层衬砌结构内力的取值范围,对模型进行加载,研究了施工期与运营期,双层衬砌接头张开量、张开角、抗弯刚度以及接缝面应力随弯矩与轴力的变化关系。计算结果表明,运营期间接头张开量控制在1mm之内,接头抗弯刚度在40 MN·m·rad范围内。4.通过对比分析同等荷载(外水土荷载与内水压)情况下单、双层衬砌接头的最大张开量,后者比前者小,且在隧道主体通水运营期间同等荷载条件下双层衬砌管片接头的抗弯刚度较单层衬砌接头大,即同等条件下双层衬砌接头的变形能力弱于单层衬砌接头。故而,从接头承载能力以及防止污水渗漏这两个方面考虑,建议武汉大东湖区污水深隧盾构隧道工程采用双层衬砌,本文研究所得接头抗弯刚度可以作为依托工程接头设计与施工的可靠取值。

关键词：深隧排水盾构隧道管片接头力学特性内水压双层衬砌

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基于深隧排水的地下水数值反演与预测

甘肃水利水电技术 2021年第4期57卷 42-46,51页

作者：范时杰李妍颖范全忠成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059

以成都市为研究区域对其水文地质条件进行分析,利用MODFLOW建立了三种雨情条件下的地下水三维非稳定流模型。以各观测井的实测地下水位为拟合依据,通过UCODE数值反演软件校正了模型,优化了水文地质参数的取值,使模型可靠度得到了提升。... 详细信息

以成都市为研究区域对其水文地质条件进行分析,利用MODFLOW建立了三种雨情条件下的地下水三维非稳定流模型。以各观测井的实测地下水位为拟合依据,通过UCODE数值反演软件校正了模型,优化了水文地质参数的取值,使模型可靠度得到了提升。结果表明,降雨量对降落漏斗的影响范围及降深的影响不大,这是由于排水量过大,大于降雨量对其的影响;降雨量的大小对漏斗恢复时间有较大影响,且降雨量越大,所需恢复天数越短。该研究为以成都市为例的深隧排水后渗流场变化的规律提供了研究思路,同时对地下水流数值模拟的参数设定提供了参考意义。

关键词：深隧排水 MODFLOW 反演降落漏斗渗流场

重庆市中心城区深隧排水系统规划的探讨与借鉴

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低碳世界 2024年第8期14卷 81-83页

作者：熊科重庆市规划设计研究院重庆401147

目前,国内外已有东京、芝加哥、新加坡、上海、武汉等城市开展了深隧排水系统建设,介绍了相关城市的深隧排水系统规划建设经验,并结合重庆市中心城区排水系统实际情况,提出结合现有污水大截流干管系统开展深隧排水系统规划建设工作,有... 详细信息

目前,国内外已有东京、芝加哥、新加坡、上海、武汉等城市开展了深隧排水系统建设,介绍了相关城市的深隧排水系统规划建设经验,并结合重庆市中心城区排水系统实际情况,提出结合现有污水大截流干管系统开展深隧排水系统规划建设工作,有效降低城市溢流污染,提升城市排水系统韧性。

关键词：深隧排水溢流污染排水系统

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城市综合智能排水系统研究--以深圳市为例

水利水电快报 2021年第9期42卷 26-31,36页

作者：万勇孙世博胡一亮深圳市水务工程建设管理中心广东深圳518000 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

随着城市暴雨发生频率的增加和土地下渗能力的减弱,传统浅层排水系统无法满足排水要求,亟待探索一种新的更加合理的城市综合排水系统。通过分析国内外典型城市的排水系统,结合深圳地区的自然条件和产业优势等因素,提出了一种针对特大城... 详细信息

随着城市暴雨发生频率的增加和土地下渗能力的减弱,传统浅层排水系统无法满足排水要求,亟待探索一种新的更加合理的城市综合排水系统。通过分析国内外典型城市的排水系统,结合深圳地区的自然条件和产业优势等因素,提出了一种针对特大城市,以现代水务工程建设技术为基础,遵循排储结合和雨污分离原则,浅层排水和深隧排水相结合,以5G技术和互联网技术为支撑的城市综合智能排水系统。明确了城市智能综合排水系统未来发展的关键,包括深隧运营维护、精确暴雨洪水模型的构建、互联网技术与现代水务融合以及深隧和浅层排水系统的联合调度等。

关键词：综合排水系统排储结合雨污分离深隧排水智慧水务深圳市