4.5,隧道調(diào)蓄工程4、5,1,隧道調(diào)蓄工程是位于地下,用于調(diào)蓄。輸送雨水或合流污水的隧道,通常具有很大的調(diào)蓄容量,采用隧道調(diào)蓄工程可提高城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的排水能力、削減峰值流量,有效控制徑流污染.由于隧道調(diào)蓄工程可建造在相對(duì)標(biāo)高。20m以下的地層,所以不僅不占用昂貴的城市用地 對(duì)城市地下空間利用的影響也比較小,但應(yīng)與地下空間規(guī)劃相協(xié)調(diào),隧道調(diào)蓄工程存在建設(shè)投資大.施工周期長(zhǎng) 難度大。運(yùn)行維護(hù)要求高等問(wèn)題。因此一般僅適用于地上建筑密集,地下淺層空間已無(wú)利用條件的經(jīng)濟(jì)條件較好地區(qū).4 5,2,隧道調(diào)蓄工程用于城鎮(zhèn)水體調(diào)蓄、綠地廣場(chǎng)調(diào)蓄.調(diào)蓄池等工程無(wú)法解決的排澇除險(xiǎn)調(diào)蓄或城鎮(zhèn)徑流污染控制 因此 隧道調(diào)蓄的位置應(yīng)結(jié)合排水系統(tǒng)。城鎮(zhèn)道路和河道水系等情況確定.國(guó)內(nèi)外主要隧道調(diào)蓄工程如表8所示 表8.國(guó)內(nèi)外隧道調(diào)蓄工程4,5 4、綜合設(shè)施是連接現(xiàn)有排水系統(tǒng)和主隧道的設(shè)施,主要包括截流設(shè)施、進(jìn)水管道和豎向跌落井等。截流設(shè)施是控制排水系統(tǒng)進(jìn)入隧道調(diào)蓄工程的水量,并在水量超過(guò)設(shè)計(jì)條件時(shí)進(jìn)行分流的設(shè)施,進(jìn)水管道是將排水系統(tǒng)的多個(gè)溢流匯合進(jìn)入隧道調(diào)蓄工程的設(shè)施、進(jìn)水管道的布置和投資是影響隧道結(jié)構(gòu),埋深和進(jìn)出水方式的一個(gè)重要因素 隧道的進(jìn)出水方式也決定了進(jìn)水管道的要求、豎向跌落井是將排水系統(tǒng)的水流送入隧道調(diào)蓄工程.并起到消能和排氣作用的設(shè)施、4.5,6。采用深埋的隧道直接連接排水系統(tǒng)每個(gè)溢流排放點(diǎn)的方式不可行.較為經(jīng)濟(jì)合理的方法是將幾個(gè)排放點(diǎn)和截流井的溢流集中由進(jìn)水管道匯合進(jìn)入隧道。進(jìn)水管道的布置應(yīng)考慮管道施工對(duì)道路交通。市政管線和周圍社區(qū)及環(huán)境的影響、應(yīng)對(duì)建設(shè)進(jìn)水管道和豎向跌落井方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較.進(jìn)水管道的施工條件應(yīng)考慮地質(zhì)條件的影響 進(jìn)水管道的管徑應(yīng)根據(jù)隧道調(diào)蓄工程的功能計(jì)算進(jìn)水流量 采用數(shù)學(xué)模型確定 由于管徑設(shè)計(jì)一般針對(duì)峰值降雨流量 在實(shí)際運(yùn)行中還可利用部分管內(nèi)調(diào)蓄容量.在迸水管末端應(yīng)設(shè)置閘門(mén)、便于檢修。還可通過(guò)實(shí)時(shí)控制優(yōu)化調(diào)整隧道調(diào)蓄容量和輸送能力.4.5、8.為減少進(jìn)水對(duì)豎向跌落井底板的影響、應(yīng)采取消能措施,消能措施可包括在井內(nèi)設(shè)置水躍,進(jìn)水形成旋流.增加井壁摩擦和在井底設(shè)置水潭等。水躍位置或水潭深度應(yīng)根據(jù)進(jìn)水流量和豎向跌落井深度、按水力計(jì)算確定、豎向跌落井的型式包括旋流跌落井和直接跌落夾帶氣體式跌落井等 旋流跌落井的進(jìn)水方式包括螺旋型。切線型。渦卷型和虹吸型,螺旋型是進(jìn)水管道向下卷曲進(jìn)入跌落井 切線型是進(jìn)水管道在和跌落井連接處縮小以形成沿池壁的切向流、水力分析表明,螺旋型和切線型進(jìn)水方式最佳,且切線型進(jìn)水方式容易施工,雖然旋流能減少夾帶氣體并顯著消能,但其水頭損失較大.所以當(dāng)主隧道和排水系統(tǒng)的水頭差較小時(shí).不適合采用旋流進(jìn)水方式,直接跌落夾帶氣體式跌落井.通過(guò)吸入氣體使跌落井內(nèi)形成滿流、水流由井壁的摩擦達(dá)到消能效果、同時(shí)在井底形成水幕也起到消能的效果,美國(guó)芝加哥的隧道調(diào)蓄工程采用了該類型跌落井 其水流通過(guò)能力范圍很大,且水頭損失僅為同規(guī)模旋流跌落井的20、直接跌落式的跌落井和氣水分離槽均為大型構(gòu)筑物.需采取適當(dāng)?shù)腻^固措施以承受水流下跌產(chǎn)生的沖力和振動(dòng).分離槽的底板可以采用覆金屬層以防水流中砂粒的侵蝕 在施工過(guò)程中。跌落井的直徑可放大以便進(jìn)出隧道.而設(shè)計(jì)最終的直徑可按下式計(jì)算,式中,Dw、豎向跌落井直徑.m,Qw 豎向跌落井設(shè)計(jì)流量 m3 s.采用直接跌落夾帶氣體式跌落井時(shí),還應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng)排氣以防止氣體被攜帶進(jìn)入隧道.4,5,9,主隧道建設(shè)前應(yīng)結(jié)合城鎮(zhèn)豎向規(guī)劃對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)。巖石層隧道的性價(jià)比一般高于軟基隧道.主隧道可采用同一管徑,也可隨長(zhǎng)度增加適當(dāng)增大管徑、但應(yīng)考慮不同管徑間的銜接和防滲、且同一條主隧道管徑類型不宜超過(guò)三種,便于施工建設(shè) 檢修維護(hù)和運(yùn)行管理,目前國(guó)際上建設(shè)的調(diào)蓄隧道主要有圓形和方形兩類,其中圓形斷面便于土建施工,設(shè)備安裝。運(yùn)行管理和檢修養(yǎng)護(hù),且過(guò)流效果更優(yōu).主隧道內(nèi)的流速宜控制在1m。s 5m,s范圍內(nèi)。流速過(guò)小易引起管道淤積。流速過(guò)大易引起管道過(guò)度沖刷,美國(guó) 合流制污水控制手冊(cè)、規(guī)定主隧道的縱坡不小于0、1.以保證流速,防止砂粒沉降.滿足排空要求.必要時(shí)還可設(shè)置流槽、主隧道的沖洗和清淤周期與其功能設(shè)計(jì)和使用頻率有關(guān)、主隧道沉積物較少時(shí)可采用水力沖洗的方式進(jìn)行清理 沖洗水應(yīng)排入污水處理廠處理。當(dāng)內(nèi)部淤積層深度達(dá)到或超過(guò)管徑的5,時(shí)應(yīng)進(jìn)行清淤,小型排水泵僅為排除少量地下滲入水設(shè)置.當(dāng)晴天地下水滲入量明顯增大時(shí) 應(yīng)及時(shí)檢查管道防滲情況并進(jìn)行針對(duì)性修復(fù) 4。5。10 具備條件的地區(qū)應(yīng)當(dāng)利用模型評(píng)估隧道調(diào)蓄工程不同的出水情況對(duì)受納水體或下游污水處理系統(tǒng)的影響和危害風(fēng)險(xiǎn)。排空泵站的流量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)功能。運(yùn)行模式、目標(biāo)效果等因素確定、以削減峰值流量為主要功能的隧道 應(yīng)根據(jù)排水要求確定泵站規(guī)模、以控制徑流污染為主要功能的隧道,應(yīng)根據(jù)隧道的放空時(shí)間確定泵站規(guī)模,設(shè)計(jì)放空時(shí)間應(yīng)根據(jù)下游污水系統(tǒng)的負(fù)荷。降雨特性等因素、綜合比較后確定 宜為12h,48h,但有些調(diào)蓄量大的系統(tǒng)放空時(shí)間較長(zhǎng)。如日本東京外圈放水路的設(shè)計(jì)放空時(shí)間超過(guò)60h,4,5。11,隧道調(diào)蓄工程投資較大 水力工況復(fù)雜 因此宜采用計(jì)算機(jī)或物理模型模擬,對(duì)進(jìn)水管道,豎向跌落井。主隧道和出水設(shè)施等設(shè)計(jì)進(jìn)行校正和優(yōu)化。4.5 12 綜合設(shè)施內(nèi)應(yīng)設(shè)置讓空氣迅速排出的脫氣系統(tǒng)、當(dāng)大量雨水通過(guò)豎向跌落井跌落進(jìn)入銜接管渠后,隧道內(nèi)的空氣應(yīng)能通過(guò)脫氣通道迅速排出、避免影響隧道的進(jìn)水。一般可設(shè)置于主隧道或隧道調(diào)蓄工程末端的泵站內(nèi)、為防止隧道內(nèi)產(chǎn)生厭氧條件形成臭氣、應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)施。通風(fēng)井的排氣中除了致臭氣體外,還可能包含揮發(fā)性有機(jī)物、VOCs。通風(fēng)的方式可以是在泵站內(nèi)抽氣或鼓氣,具體的氣流方向取決于除臭設(shè)施的位置和附近居住區(qū)敏感接受人群的位置、4 5,14,隧道調(diào)蓄工程應(yīng)設(shè)置檢查井和檢修通道等檢修設(shè)施,檢查井用于隧道的維護(hù)和檢修 檢查井可利用施工時(shí)的工作井、并和格柵間或其他控制設(shè)施合建,