Belowground Pipeline Networks for Utility Cables pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Slavin, Lawrence M. (EDT)

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页数:0

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价格:657.00 元

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isbn号码:9780784410554

丛书系列:

图书标签:

• Pipeline Networks
• Utility Cables
• Underground Infrastructure
• Civil Engineering
• Geotechnical Engineering
• Construction
• Maintenance
• Inspection
• Corrosion Protection
• Asset Management

地下的智慧：现代城市脉络的编织与保障 在繁忙的都市景观之下，一个由无数管道、线路交织而成的庞大地下网络，默默支撑着现代生活的运转。它们是城市的动脉，输送着电力、通信、供水、排污等 vital 资源，维系着我们的日常生活、工作与社会发展。然而，这个不可见的生命线，却常常被我们忽视，直到一次意外的故障，或是发展项目需要动迁，我们才猛然意识到它的重要性。这本书，旨在深入探索这个鲜为人知的地下世界，揭示其复杂的构成、精密的工程设计、严苛的建造过程，以及在快速变化的城市环境中，如何实现其可靠、高效与可持续的运行。 第一章：城市的地下血脉——从概念到现实 城市的地下空间并非自然形成，而是人类智慧与工程能力的结晶。本章将追溯地下管线网络发展的历史轨迹，从早期简陋的供水排水系统，到如今高度集成、智能化的多功能地下廊道。我们将探讨不同历史时期城市规划与地下管线布局的演变，分析技术进步如何推动了地下空间利用的革新。例如，早期城市依赖地表河流和简易沟渠，存在严重的卫生和安全隐患。随着城市规模的扩大和人口的增长，地下排水系统的出现成为必然。而工业革命带来的电力和通信需求，又催生了更为复杂和精密的地下电缆网络。 我们将聚焦于地下管线网络的核心功能： 供水与排水： 城市的生命之源，维系着居民饮用、生产和消防的用水需求，同时承担着收集和处理城市污水的重任，是城市卫生和环境保护的关键。本章将详细介绍不同类型的供水管网（如给水管、消防管）和排水管网（如雨水管、污水管）的设计原理、材料选择与铺设技术，以及其在应对城市内涝、水资源短缺等挑战中的作用。 电力传输： 现代社会的血液，支撑着工业、商业和家庭的运行。地下电力电缆网络承担着将电力从发电厂输送到千家万户的重任。我们将深入探讨不同电压等级的电力电缆的结构、绝缘方式、敷设方法（如直埋、穿管、电缆沟）以及相关的安全防护措施。特别会关注在高密度城市区域，如何通过地下化解决架空线路的安全隐患和美观问题。 通信网络： 信息时代的神经系统，连接着世界的每一个角落。光纤电缆、铜缆等通信线路在地下蜿蜒，传递着海量的数据信息。本章将分析不同通信介质在地下管线中的应用，例如光纤的敷设方式、抗干扰技术以及在网络扩容和升级中的考量。我们将特别强调其在支撑5G、物联网等新兴技术发展中的基础性作用。 燃气输送： 城市能源供应的重要组成部分，为居民提供清洁的燃料。地下燃气管道的铺设需要极高的安全标准和精密的监测系统，以防止泄漏和爆炸事故。本章将深入探讨燃气管道的设计要求、材料特性、焊接工艺以及泄漏检测和应急响应机制。 此外，本章还会初步介绍其他重要的地下管线类型，例如区域供热供冷管道、工业管道等，以及它们在构建现代化城市基础设施中的协同作用。我们将通过历史案例和典型工程实例，生动展现地下管线网络从概念走向现实的漫长而艰辛的历程。 第二章：工程设计的智慧——严谨与创新并存 地下管线网络的建设，是一项复杂而精密的系统工程，其设计过程需要考虑诸多相互关联的因素。本章将深入剖析地下管线网络设计的核心原则与关键技术，重点关注如何在有限的地下空间内，实现多功能管线的有序布局与高效运行。 空间规划与优化： 地下空间寸土寸金，如何科学合理地规划管线布局，避免相互干扰，提高空间利用效率，是设计的首要任务。我们将介绍城市地下管线普查、信息管理系统（GIS）在管线规划中的应用，以及多功能综合管廊的设计理念。综合管廊通过将各类管线集中敷设于同一地下通道内，实现集中管理、统一维护，显著提升了城市地下空间的利用效率和安全性。 地质与环境评估： 地下环境复杂多变，地质条件、地下水位、土壤腐蚀性等因素都会直接影响管线的寿命和安全性。本章将详述如何通过详细的地质勘探和环境评估，为管线设计提供科学依据，以及如何根据不同地质条件选择合适的管线材料和敷设方式。例如，在软土地基中，需要特殊的加固措施；在腐蚀性土壤中，则需要采取防腐蚀保护。 荷载分析与结构设计： 地下管线需要承受来自上方交通荷载、自身重量、土压力以及其他管线相互作用的复杂荷载。本章将详细介绍结构力学在管线设计中的应用，包括应力分析、变形计算以及安全系数的确定。我们将探讨不同管径、管壁厚度、材料性能如何影响管线的承载能力和抗变形能力。 水力学与流体力学原理： 对于供水、排水、燃气等流体输送管线，水力学和流体力学原理是设计的核心。本章将阐述如何根据流量、压力、流速等参数，计算管径、坡度、泵站配置，以确保流体的有效输送，并减少水头损失和能源消耗。例如，在排水设计中，需要考虑雨水强度和汇水面积，以防止城市内涝。 防腐与防护技术： 地下环境对金属管线存在严重的腐蚀威胁，可能导致管线损坏、泄漏甚至失效。本章将重点介绍各种防腐技术，包括涂层防腐、阴极保护、牺牲阳极保护等，以及它们在延长管线使用寿命方面的关键作用。同时，还会探讨如何对易燃易爆的燃气管道进行防火防爆设计。 智能化与监测系统： 现代地下管线网络正朝着智能化方向发展。本章将介绍各种传感技术、物联网技术在管线监测中的应用，例如压力传感器、流量计、泄漏检测器、应变监测器等，以及如何通过数据分析实现管线的实时监控、故障预警和智能维护。 通过本章的学习，读者将深刻理解地下管线网络设计的精细化、系统化与前瞻性，认识到每一条地下管线背后所蕴含的工程师的智慧与严谨。 第三章：建造的挑战与工艺——从图纸到现实的转化 将精密的工程设计转化为坚固可靠的地下管线，需要克服重重施工难题，运用精湛的建造工艺。本章将深入探讨地下管线网络建设过程中面临的主要挑战，以及先进的施工技术和质量控制方法。 开挖与支护技术： 挖方和边坡支护是地下工程的基础。本章将介绍不同的开挖方法，如明挖、盾构法、顶管法等，以及它们各自的适用范围和优缺点。同时，还将详细阐述各种支护结构，如钢板桩、排桩、地下连续墙等，以及它们如何保证基坑的安全和稳定。 管道铺设与连接： 管道的铺设是核心环节，需要保证其位置准确、坡度合理、连接严密。本章将介绍各种管道铺设技术，包括人工铺设、机械铺设、定向钻穿越等，以及不同材料（如球墨铸铁管、HDPE管、玻璃钢管）的连接方式，如承插接口、法兰连接、焊接等。 穿越与风险控制： 地下管线建设常常需要穿越道路、河流、建筑物等，这些穿越作业风险高、技术要求严。本章将重点介绍顶管、盾构、定向钻等非开挖技术在穿越工程中的应用，以及如何通过精密的施工方案和风险评估，将对地面交通和环境的影响降到最低。 回填与密实度控制： 管道铺设完成后，需要进行回填和夯实，以保证管线的稳定和承受外部荷载的能力。本章将介绍不同的回填材料选择和回填工艺，以及如何通过现场试验和检测，确保回填层的密实度符合设计要求。 质量控制与安全保障： 地下工程的安全性和可靠性至关重要。本章将强调贯穿于整个施工过程的质量控制体系，包括原材料检验、施工过程监控、隐蔽工程验收以及竣工验收等环节。同时，还将关注施工安全管理，如高处作业、受限空间作业、动火作业等的安全规程。 新技术与新工艺的应用： 随着科技的进步，地下管线建设也在不断引入新的技术和工艺。本章将介绍一些前沿的施工技术，例如预制化构件的应用、智能化施工监测设备、以及 BIM（建筑信息模型）在施工过程中的应用，以提高施工效率和质量。 通过对建造过程的详细剖析，读者将能够理解地下管线建设的艰辛与复杂，认识到每一个细节都凝聚着建设者的汗水与智慧。 第四章：运行与维护的挑战——保障城市的生命线 地下管线网络一旦建成，其长期的安全稳定运行与及时有效的维护，是保障城市功能正常发挥的关键。本章将深入探讨地下管线运行与维护过程中面临的挑战，以及现代化的管理策略与技术手段。 管线的老化与失效： 随着时间的推移，地下管线会面临老化、腐蚀、变形等问题，可能导致性能下降甚至失效。本章将分析管线失效的常见原因，以及如何通过定期的检测和评估，及时发现并处理潜在的风险。 泄漏检测与定位： 供水、燃气等管线的泄漏不仅会造成资源浪费，还可能引发安全事故。本章将介绍各种泄漏检测技术，如声波检测、气体检测、红外成像等，以及如何利用先进的定位技术，精确找出泄漏点。 应急响应与抢修： 突发的管线事故，如爆裂、火灾等，需要快速有效的应急响应和抢修。本章将探讨应急预案的制定、应急队伍的组建、以及抢修设备和技术的要求，以最大程度地减少事故造成的损失。 数据驱动的智能维护： 现代化的管线维护正朝着智能化、数据化的方向发展。本章将介绍如何利用传感器数据、GIS信息、历史运行记录等，构建管线健康诊断模型，预测潜在故障，并制定最优的维护计划。例如，通过分析水压变化趋势，可以预测管道可能出现的薄弱环节。 第三方破坏的防护： 挖掘施工、地面沉降等第三方活动，都可能对地下管线造成意外破坏。本章将讨论如何通过建立信息共享平台、加强施工现场的监管、以及推广管线保护标识等措施，降低第三方破坏的风险。 更新改造与升级换代： 随着城市的发展和技术的进步，老旧的地下管线需要进行更新改造。本章将探讨管线更新改造的策略，包括分期改造、整体规划，以及如何在新管线建设中引入更先进的技术和材料，提升城市地下基础设施的整体水平。 本章将通过一系列的案例研究和实践经验，展现地下管线运行与维护的复杂性与重要性，强调主动管理、预防为主的理念，以确保城市的“生命线”能够持续、安全地为居民服务。 第五章：未来的展望——智慧城市中的地下脉络 展望未来，随着智慧城市理念的深入人心，地下管线网络将扮演更加关键的角色，并朝着更加智能化、集成化、可持续化的方向发展。本章将探讨未来地下管线网络的发展趋势与面临的机遇与挑战。 地下综合管廊的普及与升级： 综合管廊将成为未来城市地下空间开发的主流模式，实现多种管线的集中敷设与统一管理。我们将探讨如何进一步优化综合管廊的设计，提升其智能化水平，例如引入机器人巡检、自动监测与控制系统。 物联网与大数据在管线管理中的深度应用： 海量的传感器数据将构建起一个“数字孪生”的地下管线网络，通过大数据分析，实现更精准的故障预测、性能优化和资源配置。我们将探讨如何利用人工智能、机器学习等技术，进一步挖掘数据价值。 绿色与可持续发展： 未来地下管线的设计与建设将更加注重环保与可持续性。本章将探讨如何采用环保材料、优化施工工艺以减少对环境的影响，以及如何通过提高管线运行效率，降低能源消耗。例如，利用重力流排水系统，减少泵站能耗。 地下空间利用的拓展： 随着城市地面空间的日益紧张，地下空间将承担更多功能，例如地下停车场、地下商业空间、甚至地下交通隧道。这将对地下管线的规划、布局与集成提出更高的要求。 挑战与机遇并存： 尽管未来充满机遇，但地下管线网络的发展也面临着诸多挑战，如高昂的建设与维护成本、技术标准的统一、以及跨部门的协调合作等。本章将对这些挑战进行深入分析，并提出相应的应对策略。 本书的结尾，将通过对未来城市地下脉络的描绘，引发读者对城市可持续发展、基础设施建设以及科技创新如何共同塑造我们未来生活方式的深刻思考。我们相信，深入理解并不断创新地下管线网络的技术与管理，是构建更加安全、高效、宜居的智慧城市的关键所在。

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