2018年12月8日，上海市土木工程学会在南京市河海大学江宁校区会议中心，召开上海城投水务（集团）有限公司牵头攻关的上海市科委“《深层隧道调蓄工程建设关键技术与试验段示范研究》项目中的子课题五：深层隧道调蓄系统水力学关键技术研究”验收会，该课题由河海大学为主承担。上海市科委、上海城投水务（集团）有限公司、上海城投水务工程项目管理有限公司、河海大学、上海市政工程设计研究院（集团）有限公司、上海市隧道工程轨道设计研究院等单位参会，河海大学徐辉校长作为课题组组长作课题汇报。

上午，参会单位代表、评审专家到南京市河海大学江宁校区189试验基地水力模型现场考察，与会专家及参会代表向课题组成员就上海市苏州河段深层排水管道调蓄系统工程入流竖井水利特性研究的成果及模型设计参数选择等内容进行质询。

下午，土木学会副理事长兼秘书长叶国强主持“深层隧道调蓄系统水力学关键技术研究”验收会，评审专家组由南京水利科学研究院吴时强所长任组长，俞国青、严忠明、张建频、韩昌海等专家组成，专家一致同意通过课题验收。

深层隧道调蓄工程位于上海市中心城区苏州河下游段沿线，工程按5年一遇暴雨重现期（1h雨量58mm）标准设计，可有效应对100年一遇降雨（1h，不发生区域性城市运行瘫痪，路中积水深度不超过15cm），改善近期苏州河沿线区域面源污染，远期满足区域水功能区划要求。

该工程涉及25个排水系统，8个分区，服务面积共57.9km2，主隧道全长约15.3km，内底标高约-50~-60m（地面标高约+4～+5m），管径约9～10m；调蓄规模不低于74万m3。鉴于工程责任重大、实施区域位于中心城区，施工条件较为复杂，因此，需要针对深层隧道调蓄工程建设过程深入研究以确保工程的顺利实施。

课题基于物理模型试验及数值模拟等先进手段，对入流竖井、 隧道明满流过程以及流激振动问题进行了系统深入的分析，提出了推荐的外筒单螺旋阶梯旋流式竖井结构基本体型参数，优化了竖井与前置集水系统以及竖井出流与盾构井的衔接方式；探明了明满流过程中影响工程安全的主要因素，提出了极端工况限流、限制竖井水深等安全运行方案；开展了不同厚度消能工台阶的振动响应计算，进行了竖井内消能工体型参数方案对比，分析了主隧内压力分布以及深隧结构的动力响应。

（1）推荐的外筒单螺旋阶梯旋流式三竖井泄水道内流速量级不大，最大流速约13.0m；外筒单螺旋阶梯旋流式竖井台阶底板的压强分布变化较大，在水舌冲击区压强显著增大，而非冲击区压强较小，台阶上水舌的冲击区位于台阶外侧；排气管风速或排气量主要跟竖井的入流量以及主隧内的流态有关，而跟内筒壁通气孔面积大小关系不大；外筒单螺旋阶梯旋流式竖井最大泄流量与泄水道宽度有关，可以根据实际泄流量选择合适的泄水道宽度。

（2）当各入流竖井以极值流量入流时，由于主隧流量较大，对应的水体惯性也较大，各竖井内的水位振幅较大，苗圃及福建北竖井内的水位振幅在短时间内近25m，且波动时间较长；隧道无压状态时，水流表面存在一定的波动，伴随重力波的传播和反射，但压力变化较为平缓，当管段出现明满流过程时，出现压力振荡，且系统的参数对该过程有一定的影响，总体而言，坡度较缓、管径较大时，明满流压力振荡及系统整体压力相对较小；不同主隧坡度、不同主隧直径对于试验段进水前期的影响较小，对进水中、后期（主隧两端出现滞留气体、进水排气开始受阻）的影响较大，主隧坡度大、直径大，排气性能较优；极端进流工况下进水过程与排水特征基本相似，主隧两端口易被水流封堵，气体滞留于主隧顶部、排气不畅、大大降低了主隧蓄水能力。如对进流工况进行控制，当竖井水位上升超过主隧顶部6m(原型)左右时停止进流，则试验段各测压点处无极端压力出现，最大压力值不超过18m水头(原型)。

（3）各流量工况下，不同测点的脉动水压力的优势频率均不大，优势频率均小于3 Hz；消能工台阶和竖井整体结构的一阶振动远离脉动水流的高能量范围，竖井整体、台阶结构与水流均不会发生共振；0.5m厚度消能工台阶结构在静力荷载作用下的位移值较小，应力值处于混凝土安全范围内，说明该结构具有足够的刚度和整体性；0.5m厚度消能工台阶在脉动压力作用下的变形值很小，且引起台阶结构的动力响应也很小，因此脉动水流不会对消能工台阶产生明显影响；深隧直线段和曲线段结构均处于混凝土安全范围内，具有足够的刚度和整体性。