城市下穿隧道排水能力提升改造分析

吴传杰 冯震

1.成都兴蓉市政设施管理有限公司 四川 成都 610000；2.成都环晨环境实业有限公司 四川 成都 610000

前言

城市下穿隧道排水系统是抵御暴雨积水，维持隧道正常运转的重要设施，但由于极端天气、特殊地形、设备故障、大量客水汇入、进出水管道不畅、工作人员操作不力等内外因素作用，排水系统往往无法发挥理想效果，以致隧道淹水，交通受阻，故需讨论城市下穿隧道排水能力提升改造方案以保障城市建设，维持交通稳定。

1 城市下穿隧道排水能力提升改造必要性

1.1 国家及地方相关政策要求

国家自2013年起，即不断发布文件指导各地建设排水防涝设施，如《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》《关于做好2020年城市排水防涝工作的通知》等，要求各地区建立较完善的排水防涝工程体系[1]。自文件发布以来，各地方积极响应，自主编制相关导则，指导城区雨水排涝泵站规划，通过排查下沉式道路、下穿隧道排水问题，制定针对性改建计划以化解内涝之困。可以说，对城市下穿隧道排水能力进行提升改造符合政策要求。

1.2 影响城市交通的正常运行

城市下穿隧道是影响整个城市交通正常运行的关键节点，但受限于下凹型的建筑形式，若出现雨水收集系统不完善、抽排设施不齐备、排水出路不畅等情况，就会发生内涝积水。而内涝积水一旦发生，一方面需要耗费巨大的人力与物力进行抽水抢险，另一方面也会波及主要交通干道，导致交通受阻，造成生命财产损失，阻碍城市发展进程，对其形象亦有直接影响，因此提升改造城市下穿隧道排水能力极为必要。

1.3 下穿隧道建设年代跨度大

目前我国城市下穿隧道建设年代跨度较大，部分城市下穿隧道的建成时间可达20年以上。由于各城市暴雨强度公式在不断更新，这就导致下穿隧道在设计时相关参数不一致，其设计标准也各异，绝大部分建设年代较早的下穿隧道已不符合当今的建设标准，如老式泵站雨水收集系统无法应对超标降雨，泵站排水能力受限导致积水。与国外发达国家和地区相比，我国排水管网的设计标准整体偏低，仅从雨水重现期的设计来看，有的国家一般地区雨水重现期为10年，高价值地区最高可达100年，而我国重要地区平均雨水重现期为3～5年，特别重要地区仅10年[2]。从此方面来看，我国对城市下穿隧道排水能力提升改造的道路仍旧任重而道远。

2 城市下穿隧道排水能力提升改造思路

城市下穿隧道排水能力提升改建需基于该隧道具体建设标准选择差异化的改造措施，国家标准和相关规范要求，建设单位应当根据各城市实际情况，按照雨水重现期进行方案选择，对于满足雨水重现期标准的泵站，重点采取维护管理措施，而对于未满足雨水重现期标准的泵站，则需要选择工程改造与维护管理相结合的改建策略[3]。

2.1 管理类措施改造思路

此类泵站硬件设备多完善，因此更注重日常的维护管理，所谓“养兵千日，用兵一时”，应当严格贯彻执行规定，做好日常管理、智慧管控、汛前全面排查、应急管理等工作，做到厉兵秣马、防微杜渐，确保泵站在关键时刻可发挥应用功能。具体各方面工作如下：①日常管理：制定完整的巡查和保养制度，对水泵、发电机等设施进行定期的巡查和保养，除此外，还应完善日常巡查与特殊时期检查工作，确保每个重要点位都设置常驻的值班人员。为确保值守人员专业素质符合需求，应加强技术培训工作，做好思想建设。②智慧管控：增设或维护下穿隧道智能监控设备，包括但不限于视频监控、电力标尺、电子警示牌等，强化下穿隧道泵站的智能预警能力，实现智慧管控[4]。③汛前全面排查：在汛期前，对水泵、集水池、水篦子、出水管路、柴油发电机、市政箱变进行全面检查，确认是否正常运行。④应急管理：针对不同紧急情况做好对应的处理工作，对于汛情，需联合气象部门提前发布暴雨预警，设置交通标志提醒来往车辆；对于交通事故，及时通知交管部门进行交通管制；对于供电故障，分片区需常备移动发电车，做到“无缝”供电；对于设备故障，需于分片区内设置备用设备如移动抽水泵等，随时做好“接班”准备。

2.2 工程类措施改造思路

按照汇水面积及流量、收水设施及进水管、集水池容量、水泵参数、泵室布置空间、排水出路的顺序进行校核，确认是否符合该城市雨水重现期的流量标准并提出相应的改建建议：①汇水面积及流量校核：计算汇水区域面积，有客水汇入需先阻断客水，无条件阻断则需将泵站汇水面积计入客水汇水区域。流量的校核基于该城市雨水重现期的暴雨标准进行核实，同时结合模型对现状与改建后情况进行模拟，验证方案可行性。②收水设施及进水管校核：核实标准，制定改造建议。③集水池容量校核：核实标准，落实局部改造条件，如是否满足规范要求的30s流量要求。④水泵参数校核：核实标准，制定改造建议。⑤泵室布置空间校核：核实泵室布置空间是否满足平面布置要求，制定改造建议。⑥排水出路校核：核实标准，确认该出路是否为独立排水系统，检查出水口河道情况，是否存在倒灌风险。

3 城市下穿隧道分类与改造方案

对城市下穿隧道的实际情况进行分析可以具体将建设问题分为5类，其类型与改造方案如下：①外水汇入型：此类型指外界边界条件变化而导致周边外水汇入泵站，改建方案需疏、堵结合，改善进水情况，如增设横截沟拦截外水；将单篦雨水口改为通篦式雨水口；清除进水管淤积并修复破损等。②容量不足型：此类型泵站建设事件久远，其原设计容量已不符合现今泵站标准，改建需明确其具体容量不足体现在哪方面并针对性进行处理，如水泵能力不足则更换水泵，集水池容积不足则增设集水坑。③出路不畅型：此类型泵站由于缺少独立排水出路，且周边未按规划形成收纳河道，易出现倒灌情况，改建方案以新建独立排水管道，整治河道并按规划形成为主。④电器老化型：此类型泵站满足雨水重现期标准，但电气控制设备长期使用会出现老化，改建仅需更换老化设备，同时配合管理类措施进行维护。⑤复合型：此类型泵站即各种问题集合，其风险最大，需根据多方面情况依照上述方法进行系统改造。

4 结束语

综上所述，下穿隧道是城市交通的咽喉，但我国城市下穿隧道排水能力普遍较低，为人们生命财产安全均带来严重威胁。在提升改造过程中，需要明确把握隧道设施设备实际建设情况以及存在问题，选择恰当的改造方案，才可最大程度提高建设质量，使城市下穿隧道排水能力得到稳步提升，确保特大暴雨来临之际，排水系统依旧可以正常运行。