超大城市排水收集、传输及处理一直以来为城市发展的痛点及难点，这涉及城市安全、生态环境保护及资源集约利用等相关问题，而且随着城市高速发展以及空间深度开发，其矛盾更加突出。深层排水隧道作为一种利用深层地下空间的新型传输、调蓄方式，能有效解决浅层排水设施难以解决的城市排水、水环境等诸多问题，其研究及运用逐步成为行业热点。依托内地首个排水深隧工程——大东湖核心区污水传输系统工程，面对污水隧道超长、超深、超高压等诸多复杂工况，通过整合科研、勘察、设计、施工及运营等单位相关力量，开展多项课题研究和关键技术攻关，形成一系列关于污水深隧的研究成果。本书进一步总结本工程关键技术、设计、施工、运营经验，旨在为同类型工程建设提供借鉴和参考。
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1993.09-1997.06 武汉水利电力大学给水排水工程专业本科
2000.09-2003.06 武汉大学工程力学专业硕士研究生
2003.09-2006.07 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程专业博士研究生1997.07-2000.06 湖北省电力勘测设计院从事设计工作
2006.07-2010.03 武汉市政工程设计研究院有限责任公司给排水设计院从事设计工作
2010.03-2016.04 任武汉市政工程设计研究院有限责任公司 地下空间设计院院长
2016.04-2021.04 任武汉市政工程设计研究院有限责任公司 副总经理
2021.04-2021.06 任武汉市政工程设计研究院有限责任公司 党委副书记,副总经理
2021.06-至今 任武汉市政工程设计研究院有限责任公司 党委副书记,总经理,董事岩土工程1 .大东湖核心区污水传输系统工程&北湖污水处理厂及其附属工程可行性研究报告，湖北省工程咨询协会优秀工程咨询成果一等奖，2020年，排名第12019.09-2023.09 被聘为湖北省土木建筑学会地下空间专业委员会副主任委员
2018.11-2021.11 被聘为武汉市江汉区城区规划暨CBD规划建设专家组成员
目录
第1篇 概论
第1章 绪论3
1.1 深隧的定义4
1.2 深隧的分类4
1.2.1 按纳入水质差异分类4
1.2.2 按发挥功能分类5
1.3 深隧的建设意义6
1.4 深隧工程应用技术难点7
1.5 研究进展和典型案例7
1.5.1 国外研究进展7
1.5.2 国内研究进展8
1.5.3 国外深隧典型工程8
1.5.4 国内深隧典型工程11
第2章 大东湖核心区污水深隧建设背景及工程概况15
2.1 区域现状及存在问题16
2.1.1 污水系统现状16
2.1.2 雨水系统现状20
2.1.3 周边水环境现状21
2.1.4 污水厂区域建设现状21
2.1.5 存在的问题及分析22
2.2 工程建设背景及意义25
2.3 深隧总体规划布局26
2.4 区域地理及地质环境28
2.4.1 自然状况28
2.4.2 工程地质条件28
2.5 深隧关键技术研究选题原则及内容33
2.5.1 关键技术研究的选题原则33
2.5.2 关键技术研究内容33
第2篇 污水深隧关键技术
第3章 深隧的水力特性37
3.1 临界不淤流速38
3.1.1 临界流速的定义38
3.1.2 污水中泥沙的运动38
3.1.3 临界不淤流速的影响因素39
3.1.4 临界不淤流速的判断方法40
3.1.5 临界不淤流速的研究进展41
3.2 稳态流不淤流速45
3.2.1 污水含固量及粒径分布45
3.2.2 模型设计49
3.2.3 满流条件53
3.2.4 非满流条件55
3.3 非稳态流60
3.3.1 非恒定流的产生及其危害60
3.3.2 隧道水力模型及初设参数选定61
3.3.3 计算方案63
3.3.4 模拟计算及结果分析63
3.4 水力特性参数选择66
第4章 深隧传输方式69
4.1 传输方式分类及特点70
4.1.1 传输方式的分类及选择70
4.1.2 压力流传输72
4.1.3 重力流传输81
4.2 传输方式对比分析86
4.2.1 重力流和压力流流速对比86
4.2.2 重力流和压力流比选86
第5章 入流竖井关键技术89
5.1 入流竖井选型90
5.1.1 涡流式入流竖井90
5.1.2 折板式入流竖井91
5.1.3 入流竖井比选92
5.2 入流竖井的数值模拟93
5.2.1 模型建立93
5.2.2 涡流式竖井的模拟96
5.2.3 折板式竖井的模拟102
5.2.4 模拟结果比选108
5.3 入流竖井设计参数选择109
5.3.1 参数选择及试验设计110
5.3.2 物理模拟试验111
第6章 深隧泵房关键技术117
6.1 工艺布局118
6.1.1 布局方式比选118
6.1.2 布局方式确定120
6.2 进水流道的模拟及试验分析122
6.2.1 数值模拟122
6.2.2 物理模型试验123
6.2.3 分析及验证124
6.3 深隧泵站结构振动分析126
6.3.1 厂房与深隧泵房振动分析与优化127
6.3.2 水锤波对结构的影响分析144
第7章 深隧结构体系及其性能155
7.1 隧道计算分析模型156
7.1.1 均质圆环模型156
7.1.2 铰接圆环模型156
7.1.3 梁-弹簧模型157
7.1.4 梁-接头模型157
7.2 衬砌结构选型及力学性能数值模拟158
7.2.1 衬砌结构选型158
7.2.2 管片分块方案比选167
7.2.3 双层衬砌厚度比选169
7.3 管片衬砌结构相似模型试验172
7.3.1 试验目的及相似理论172
7.3.2 相似关系的确定174
7.3.3 试验原型衬砌结构174
7.3.4 模型相似材料制作175
7.3.5 加载装置与量测181
7.3.6 试验工况及加载184
7.3.7 试验结果分析186
7.4 管片接头力学特性试验193
7.4.1 试验概况193
7.4.2 测量内容及测点布置198
7.4.3 试验方法与计算204
7.4.4 排水盾构隧道接头试验工况及加载209
7.4.5 单层衬砌管片接头力学分析212
7.4.6 通水前双层衬砌管片接头力学分析214
7.4.7 通水后双层衬砌管片接头力学分析217
7.4.8 通水后管片与二衬的内力分配关系220
7.5 管片接头力学特性数值模拟223
7.5.1 接头有限元模型223
7.5.2 模型与加载227
7.5.3 数值模拟结果分析229
7.6 结论248
第8章 盾构隧道施工关键技术251
8.1 盾构机选型及适应性252
8.1.1 盾构机概述252
8.1.2 盾构机选型253
8.2 矿山法盾构空推施工技术257
8.2.1 硬岩段施工方案概述257
8.2.2 矿山法盾构空推施工技术259
8.3 岩溶强发育区施工技术262
8.3.1 本工程岩溶地质情况262
8.3.2 岩溶处理方案265
8.4 始发及接收端头加固技术268
8.4.1 端头加固概述268
8.4.2 端头加固方案269
8.4.3 工作井端头加固及水下接收方案270
8.5 隧道近接施工技术279
8.5.1 国内外现行控制标准280
8.5.2 变形控制标准282
8.5.3 数值模拟计算283
8.5.4 近接施工技术要求288
第9章 超深高水压条件下特殊基坑关键技术及应用291
9.1 深隧竖井基坑关键技术292
9.1.1 工程概况292
9.1.2 场地工程地质与水文地质条件293
9.1.3 超深竖井基坑支护关键技术与实践294
9.1.4 复杂地质条件下特殊施工工法307
9.2 深隧泵房基坑两墙合一逆作关键技术311
9.2.1 工程概况311
9.2.2 基坑设计方案比选313
9.2.3 两墙合一逆作技术314
9.3 三维声呐检测技术319
9.3.1 目的和任务319
9.3.2 技术原理320
9.3.3 检测方法320
9.3.4 结果分析321
第10章 智慧深隧关键技术323
10.1 智慧水务系统概述324
10.1.1 系统内容324
10.1.2 实际应用案例326
10.1.3 发展趋势328
10.1.4 建设目的329
10.1.5 武汉市智慧水务规划情况330
10.1.6 建设意义331
10.1.7 工程效果332
10.2 智慧深隧系统信息平台建设需求与方案333
10.2.1 需求分析333
10.2.2 总体方案设计339
10.3 基于GIS的智慧水务建设技术352
10.3.1 建设要求352
10.3.2 建设目标353
10.3.3 建设方案354
10.4 前端监测技术359
10.4.1 前端建设方案359
10.4.2 深隧流量监测点361
10.5 水下巡检机器人362
10.5.1 建设要求362
10.5.2 技术要求363
10.6 网络及网络安全系统建设365
10.6.1 水务业务网建设365
10.6.2 架构设计367
10.6.3 IP地址规划369
10.6.4 网络路由规划370
10.6.5 网络性能规划370
10.6.6 网络安全371
10.6.7 网络效率372
10.7 深隧结构健康监测系统374
10.7.1 监测隧道工程概况374
10.7.2 监测断面选择375
10.7.3 盾构隧道现场测试元器件布设及其工艺379
10.7.4 数据自动采集传输技术385
10.7.5 软件系统架构386
10.7.6 监控中心集成控制技术389
第3篇 大东湖污水深隧工程设计
第11章 污水深隧工程总体设计393
11.1 设计标准394
11.1.1 总体设计技术标准394
11.1.2 建筑设计标准398
11.2 设计规模398
11.2.1 北湖污水处理厂总规模398
11.2.2 隧道节点规模399
11.3 深隧系统总体布局400
11.4 隧道输送方式及系统水位401
11.5 深隧平面设计402
11.5.1 主隧工程402
11.5.2 支隧工程406
11.5.3 深隧竖向设计407
11.6 地表完善系统总体设计408
11.6.1 系统组成408
11.6.2 总体布局409
11.7 北线隧道与南线隧道关系412
第12章 污水深隧结构设计415
12.1 深隧工法选择416
12.2 盾构隧道结构设计417
12.2.1 衬砌结构选型417
12.2.2 衬砌结构及构造设计418
12.3 结构防水及防腐蚀设计424
12.3.1 结构防水设计424
12.3.2 结构防腐蚀设计424
12.4 结构耐久性设计425
12.5 结构抗震设计426
第13章 竖井设计426
13.1 工程概况427
13.2 施工竖井设计429
13.3 基坑支护设计430
13.3.1 设计原则和标准430
13.3.2 支护结构设计431
第14章 预处理站设计435
14.1 总体布局436
14.2 工艺设计436
14.2.1 预处理工艺流程设计436
14.2.2 沙湖污水泵站设计436
14.2.3 二郎庙预处理站设计438
14.2.4 落步咀预处理站设计441
14.2.5 武东预处理站设计445
14.3 结构设计449
14.3.1 主要荷载449
14.3.2 二郎庙污水预处理站结构设计449
14.3.3 武东污水预处理站结构设计451
14.3.4 落步咀污水预处理站结构设计455
14.4 基坑支护设计458
14.4.1 设计原则和等级458
14.4.2 设计方案458
第15章 深隧泵站设计465
15.1 工艺设计466
15.1.1 总体布置466
15.1.2 设备选型466
15.1.3 流道设计468
15.2 建筑和结构设计469
15.2.1 建筑设计460
15.2.2 结构设计470
15.3 基坑支护设计472
15.3.1 支护结构设计472
15.3.2 地下水治理设计473
15.3.3 试桩及检测设计475
15.3.4 基坑施工及动态监测476
参考文献479
后记481
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