大东湖深隧项目:全生命周期成套技术破解治水难题

作为城市深层污水传输隧道,大东湖深隧项目主要功能是收集武汉大武昌片区污水,通过"预处理+深隧传输"的方式将污水输送至北湖污水处理厂进行深度处理.该项目形成的城市排水深隧"设计、建造、运维"全生命周期成套技术,填补了国内深隧领域的研究空白,丰富了技术理论体系,对我国新时期城市治水技术进行补充和完善,也为后续同类项目的开展提供了科学示范和技术支持.     

武汉大东湖污水深隧系统流量监测方法

国内外均有应用于缓解城市内涝和溢流污染的深隧系统,而深隧系统成功运营的关键技术在于深隧的流量监测,需要根据深隧系统的特点选择合适的流量监测方法。基于技术比选,武汉市大东湖污水深隧系统选择基于超声波互相关原理的超声波流量计作为深隧中流量监测设备,该设备可实现可视化的实时流速监测且达到管道的断面扫描效果,可以在深隧中的400 kPa水压和极端条件下稳定长期工作。采用互相关超声波流量计对深隧断面进行了16层流速测量,结果表明,靠近管壁处的流速远低于平均流速,以平均流速作为深隧不淤流速的判断标准将给深隧运行带来淤积风险。     

武汉市大东湖核心区污水深隧传输系统工程设计

随着城市开发建设的迅速推进,污水处理厂等环境敏感排水设施与城市用地相互制约的问题日益突出,采用排水深隧技术外迁现有污水处理厂日益重要。武汉市大东湖核心区污水传输系统工程利用地下深层空间采用排水深隧技术将沙湖、二郎庙、落步咀三厂污水转输至城市外围,汇入规划的北湖污水处理厂进行集中处理,以释放现状污水处理厂土地资源存量。工程包括地表完善系统和污水深隧系统。地表完善系统中采用了强化的污水预处理工艺和涡流式入流竖井。污水深隧系统采用压力流输送方式,设计正常运行流速为0. 7 m/s≤v≤2. 5 m/s,最低流量时流速≥0. 65 m/s。主隧直径为D3 000~D3 400 mm,埋深为30~42 m,坡度为0. 000 65,采用盾构法施工;支隧直径为2-D1 500 mm,埋深约20~21 m,坡度为0. 000 5,采用顶管法施工。     

深层隧道排水区域液位在线监测系统研究

广州市东濠涌流域排水系统由浅层排水系统与深层隧道排水系统组合而成,系统构成复杂,且在国内无可参考的调度运行经验,管理难度较大。基于广州深层隧道排水系统东濠涌试验段工程的建设,结合给水排水、物联网和自动化控制等专业技术,设计构建了一套排水管网液位在线监测系统,使得调度人员能够远程掌握排水管网的实时液位情况,及时作出调度决策。经测试运行,该系统能有效实现内涝点液位、设备工况等数据信息的实时采集与无线远程传输,液位信息在线查询以及历史数据调用,实现对东濠涌深隧排水系统内涝监测优化,并为深隧排水系统优化调度研究提供实时、准确的基础数据,有利于最大化发挥深隧排水系统减少内涝和溢流污染的作用,同时以优先利用浅层排水系统为原则,降低深层隧道的使用频率,降低运行成本。     

排水管道水力冲洗设施在综合管廊中的应用

综合管廊普遍埋深较大,为解决综合管廊中重力流污水管、雨水舱在运行时淤积堵塞清掏维护难度大的问题,提出在污水管道中采用全自动水力冲洗、能耗小、效率高的管道拦蓄盾自动冲洗系统,在雨水管道中采用真空冲洗系统,便于管廊的运营维护管理。介绍了两个系统的工作原理、设备组成及安装、运行控制要求,并给出了实际工程应用案例,总结了两个系统在重力流管渠设计中的位置设定、设备选型、详图设计、运行控制、工程措施、主要经济指标及后期运行的注意事项,为综合管廊重力流污水管、雨水舱的设计和运行提供参考。     

超深长距离顶管对接施工关键技术研究与应用

武汉市大东湖核心区污水传输系统工程是目前国内一次顶进最长、埋深最深的小直径曲线岩石顶管项目。为解决该项目支隧顶管工程在超深及复合地层条件下，长距离曲线顶管无法继续顶进的问题，拟采用反顶对接施工技术。结合项目实际情况，对反顶对接方案进行了比选，从反顶工作井设计、顶力估算、顶进及纠偏、顶管机反拉、顶管施工测量等方面对顶管对接关键技术进行了分析。实际应用效果表明，顶管反顶对接施工顺利，较好地解决了工程难题。     

BIM技术在深隧工程有限空间安全管控中的应用

在武汉大东湖深隧工程施工过程中,面临着小断面超深竖井、小直径长距离隧道等诸多有限空间作业的情况,安全风险高,管控难度大。对此,应用BIM技术三维可视化模拟功能的优势,解决众多布置冲突问题,并通过合理规划人员通行路线、优化方案及设计,从源头降低了安全风险,为施工过程中的安全管理提供指导,保障了工程施工的安全顺利进行。工程中的应用思路及方法,可为今后类似工程提供借鉴。     

政府资源调度管理系统建设论述

通过对政府资源调度管理业务需求的详细分析,采用目前成熟先进的技术工具和数据库,设计并开发了政府资源调度管理系统。通过该系统实现对政府资源的有效分配与管理,本文对该系统的建设和实际运行情况进行了论述。     

智慧城市排水管网云服务系统设计与实现

我国城市目前的排水管网各设施之间存在信息孤岛、信息滞后、依靠人工经验调度等多方面的问题,导致城市内涝和溢流污染严重。以实验室自建排水管网模型为研究对象,设计并开发基于宽带泛在互联的智慧城市排水管网云服务系统,该系统采用物联网检测、移动互联传输和云计算技术实现现场监测数据的实时传输与终端显示、设备的实时监测与自动控制、大数据分析、视频监控、移动终端信息查询等功能。实验室系统测试表明,该系统能稳定运行,并具有可开发性,将其应用到城市排水管网管理调度中能极大减少城市内涝及溢流污染。     

武汉市蔡甸东湖水系调度方案优化研究

蔡甸东湖水系是由调蓄湖泊、排水港渠、泵站和闸门等众多工程有机结合的复杂系统。现状水系内部联合调度较弱,且区域排水调度与水环境保护的矛盾较为突出。为此,结合区域排水的实际需求,在充分利用湖泊调蓄能力的基础上,制定了合理的调度方案;并利用水力模型,进行了典型降雨期间调度前后效果的对比分析。研究表明,推荐的优化调度方案可以有效降低需要优先保障地区的排涝压力与风险,充分发挥后官湖的调蓄能力,使后官湖调蓄最高水位上升0.52 m,持续时间增加了769.3 h;同时也尽可能降低了由于排涝导致的湖泊水质污染的影响。     

深层隧道排水系统中深隧泵站的设计与优化

武汉市大东湖核心区污水传输系统工程采用深层隧道排水系统,隧道末端为北湖深隧泵站,其设计规模为100×10⁴m³/d,为压力流泵站,地下深度为46.35 m,净提升高度为16.1~22.4 m。泵组采用6台离心泵(4用2备),单泵流量Q=2.79~3.87 m³/s,水泵扬程H=196.3~304.4 k Pa。在北湖深隧泵站的设计过程中,采用了计算流体动力学(CFD)模拟分析、物理模型试验、水锤分析及结构振动分析等方法,并根据分析结果对其设计方案进行了优化。     

排水实时模型在上海市的实际运行效果

上海市对排水系统遥测数据、天气预报、一维和二维水力模型及网页发布等应用系统进行集成,建成了上海市示范地区排水系统暴雨积水的预报预警和泵站调度的决策支持实时模型平台,该平台目前已成功运行,为上海市城市内涝风险预警及调度提供了技术支撑。本文以该实时预警平台为基础,首先简要介绍了该实时模型平台,并结合具体降雨事件,说明了模型平台的实际运行过程及原理。     

基于模糊理论的智能电网运行风险评估系统研究

依据电力调度系统实际运行情况和业务需求,结合智能电网发展趋势提出了智能电网运行风险评估系统,设计了基于模糊综合评价思想的智能电网运行风险评估模型,并以某一区域电网2009年运行数据作为研究样本,验证了电网运行风险评估模型的可应用性和合理性。并在此基础上搭建了智能电网运行风险评估系统,科学全面地反映了电网风险水平,为电网安全应急管理措施的制定提供了量化依据。     

深层排水调蓄隧道系统关键技术问题分析

近年来,随着我国城市雨水管理问题日益凸显,深层排水调蓄隧道技术日益受到关注。对当前国内外深隧工程案例进行了简要介绍与分类,阐述了深隧系统的原理、组成与运行方式,并基于当前我国城市排水设施建设现状,对深隧系统的工程应用关键技术问题进行了分析,以期为类似工程的建设与管理提供参考。     

悬挂式施工升降机在超深竖井中的应用

高强度岩层超深竖井施工中,土(石)方开挖工期长,人员的垂直运输是影响施工进度的重要问题。以湖北大东湖核心区污水传输系统工程为例,介绍一种新型悬挂式导轨架、整体下移驱动装置及顶部加节向下延伸方法实现超深基坑向下开挖过程中升降机同步安装、使用技术(以下简称悬挂式施工升降机),解决了超深基坑开挖过程中人员上下通行困难的问题。重点阐述了该设备组成、特殊设计、结构计算、安装步骤及工艺的研究。     

上海污水治理二期工程南线A^#泵站浑水模型试验

城市污水泵站普遍存在淤积问题，给泵站运行、管理带来不便。结合上海市合流污水治理二期工程南线Ａ＾＃泵站水力模型试验研究，通过浑水试验，对原设计前池、市位井淤积规律进行了分析，提出降低前池淤积的措施。     

长距离大口径深层排水隧道的功能性试验方法

长距离大口径深层排水隧道的功能性试验是其工程质量检验的重要环节,但现行规范规程中,缺少针对性的功能性试验方法。结合武汉市大东湖污水深隧工程实际情况,依据相关规范规程,通过理论分析,提出了内渗法+通水严密性试验的方法,作为长距离大口径深层排水隧道工程质量验收的依据。     

郑州市供水调度SCADA系统的设计与应用

介绍了郑州市供水调度SCADA系统的结构、功能,以及SCADA系统与水力模型和GIS的集成,并针对调度信息化建设进行了探讨。SCADA系统与水力模型和GIS相结合,能够提高现场实时监测数据的可视化能力,进一步提升调度工作和管网运行管理的效率。     

基于力控软件平台的城市污水管网调度系统应用

在某城市的污水管网调度系统建设中,以力控组态软件为核心,应用先进的计算机控制技术、可编程控制器(PLC)技术以及网络通信技术等,结合现有污水管网的特征,设计出了一套运行状态和参数能够自动检测和控制、具有自动故障应急处理能力和网络通信能力的高性能、高可靠性的污水管网调度系统。该系统投入运行后,大大提升了排水公司的运营效率,泵站设备运行状态一目了然,预警信息及时准确,不仅解决了管线的整体调度问题,还能及时应对突发事件,确保系统安全运行,受到了用户的好评。     

深圳市前海——南山排水深隧系统工程方案研究

通过建立深圳市前海—南山排水深隧系统的水力模型,模拟了现状排水系统的运行情况,确定了排水深隧系统的建设规模,研究了深隧系统对前海地区水质保障的影响。结果表明,通过排水深隧系统及相关工程的建设,可以将前海片区的排涝标准提升至50年一遇;使水廊道北环、桂庙渠、水廊道南环、铲湾渠的水质超标天数分别减少92.4、206.8、245.1和253.8 d;深隧系统在典型年最不利降雨情况下,对COD和TN的截留率均达到了80%以上,对TP的截留率达到了68.99%,有效地保障了前海地区的水环境质量。