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南线输送干线完善工程

南线输送干线完善工程属于上海市重大工程,输送污水量达到220万m3/d,约占上海市总污水量的20%左右,属于特大型污水输送干线,也是上海市最大的输送干线。工程内容包括过江管、浦东收集支线和南线输送干管,南线输送干管长度约26km,采用2根4m顶管施工工艺,全线共分6个标段,工程特点是涉及面广、影响因素多,施工难度大,4m顶管属于超大口径顶管,无应用实例可借鉴,施工中存在一定风险。特大型输送干管运行的安全性、大型管道的检修、对周边环境的影响、节能降耗等方面设计也是本次工程设计的重点。我院通过精心设计,结合科研项目,攻克了一系列技术难题,技术创新在本工程中得到了充分体现。

一、突破超大口径顶管技术的瓶颈,填补国内空白

目前顶管最大口径为3.6m,尚无4m顶管的应用实例,4m超大口径顶管从管材制作、管道接口止水等方面均有一系列难点需进行研究,为此,我院结合工程,进行了相关课题研究,较好的解决了上述问题。

1、管节结构性能研究及设计优化
通过受力分析、选择和规范计算模型,改进计算方法,确定管壁合理厚度和     优化管壁配筋(壁厚由常规设计的40cm减少至32cm),并进行现场监测验证,在满足结构安全的同时,降低了工程投资。
2、管道接口技术研究及改进,确保管道止水效果
常规顶管采用一道止水,存在渗漏风险,本工程对各类止水方式进行了分析研究,在科研及试验验证的基础上,采用的2道F型止水,较好地解决了管道建成后的渗水问题。
3、顶管井顶力研究,确保施工安全
规范经验公式与实际相差较大,本工程顶管单次顶进距离长,顶力对施工安全影响大,通过科研确定合理的顶力,指导工程施工,确保工程施工质量和施工安全。
4、填补了超大口径顶管验收标准的空白
4m属于超大口径顶管,目前尚无相应的验收规范,本工程结合相关科研成果,编制了4m钢筋混凝土管节制作质量验收标准和4m钢筋混凝土顶管施工质量验收标准,填补了该项验收标准的空白。

二、优化方案,节能降耗,每年可节电约150万度

大型输送干线的能耗非常大,节能降耗非常关键,本工程总结和吸取了以往设计的经验,结合本工程设计特点,经多方案技术经济比较,推荐利用已建SB泵站的扬程,总管不再设污水中途泵站的方案,采用全线不设倒虹的顶管施工工艺,减少了管道水头损失,降低了污水输送能耗,每年可节约电耗150万度。

三、工程设计充分体现环境协调性

1、减少透气井的数量,降低对周边环境的影响
本工程在总结已建工程设计运行经验的基础上,结合相关科研成果,除管道转弯处需设置透气井外,直线段透气井间距延长一倍以上,减少了征地面积和对周边环境的影响。
2、透气井形式与周边环境融为一体
南线输送干线完善工程输送干管位于已建绿带内,周边均为城市快速路或高速公路,要求与周边环境充分协调,在总结已建工程的基础上,结合周边环境,透气井设计成树杈型,达到美观与周边环境协调的效果。
3、闸门井与周边环境的协调,成为地区一座景观
为满足管道检修的要求,输送干管沿线设置了3处闸门井,闸门井均高于地面较多,且尺寸较大,对周边环境有一定影响,工程设计充分考虑了周边的环境,通过一定的外装修,使之与周边环境相适应,并力求使其成为地区一座景观。

四、充分保证系统运行的安全性

1、干线之间水量调配,提高系统运行安全性
特大型输送干管服务范围广、输送污水量大,必须确保系统运行安全,工程设计较好地解决了拟建东段输送干管与已建中线水量调配问题,经过系统计算和分析,提出了切实可行的工程措施,一旦出现故障,南线污水可以经连通管转输中线或由中线经连通管借道南线输送至白龙港污水处理厂,两条干线之间可通过连通管进行切换,大大提高了系统运行的安全性。
2、提出管道分段检修方案,提高系统安全性
管道经过一段实际运行后,会产生一定的腐蚀,必须进行检修,本工程通过在设置3座检修闸门井,可对输送干管分段进行检修,减少管道检修对系统污水输送的影响,提高了系统的安全性。

南线输送干线完善工程设计过程中始终贯彻我院用户至上,创新发展的理念,关注每一个细节,通过一系列技术研究,突破了超大口径顶管管材制作、管道接口、管道施工等一系列技术瓶颈,通过采取适当的工程措施,较好的解决了与周边环境的协调问题,提高了系统运行的安全性并达到节能降耗的效果。

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南线输送干管顶管开工仪式

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顶管井制作

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顶管井下沉

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管节吊装

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顶管顶进过程中

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首段顶管贯通
 

 

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