城市道路下穿隧道的防洪排涝问题分析

城市道路下穿隧道的防洪排涝问题分析

肖敦宇

武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北 武汉 430023

摘要：通过剖析武汉长江新城谌家矶大道隧道排水工程实例，探讨了城市隧道防洪排涝的要点，即要系统考虑隧道排水问题。只有地面排水系统和隧道排水系统排水能力均满足排放需求时，才能确保隧道的防洪排涝安全。

关键词：城市隧道；防洪；排涝；雨水管网；重现期

1引言

2021年7月20日，郑州持续遭遇极端特大暴雨，引发严重城市内涝，涝水冲毁五龙口停车场挡水围墙，灌入地铁隧道，造成重大人员伤亡责任事件。2021年国务院办公厅11号文件强调：到2025年，各城市因地制宜基本形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝工程体系，基本保障城市安全运行；到2035年，总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象。为汲取郑州“7·20”事故的教训，全国开展了地铁、隧道等地下空间的防洪排涝安全排查，将建、在建工程被要求提高排水标准。是否提高了工程的设计暴雨重现期等指标，地下工程防洪排涝就安全了呢？本文以武汉长江新城谌家矶大道隧道排水工程实例进行研究，探究城市道路下穿隧道防洪排涝的要点。

2工程概况

谌家矶大道（解放大道~三环线）工程设计范围西起解放大道，东至三环线平安铺立交，道路全长4.7km，是联系老城、贯穿长江新城及联系阳逻中心区的沿江通道，项目的实施能够提升长江新城起步区道路及市政基础设施水平，完善长江新城起步区的路网布局与综合管线敷设条件，进一步便捷主城、新城及阳逻中心区的联系。工程研究内容包括道路、交通、排水、桥梁、隧道、综合管廊、电气、景观、结构和工程经济等专业内容，其中下穿隧道段全长2210m，暗埋段长1860m，敞口段长350m。

3隧道排水系统设计

谌家矶大道雨水系统包含地面雨水系统和隧道雨水系统，地面雨水系统设计暴雨重限期P=3~5年（一般地段取3年，排水不利地段取5年）；隧道设计重现期P=50年。

3.1地面雨水系统设计

朱家河以东、兴盛路以西、江北快速路以北临近谌家矶大道的区域，属于谌家矶大道（朱家河～兴盛路）道路下雨水管道汇水范围，汇水面积90.0ha，设计流量11.6 m3/s。设计沿谌家矶大道（朱家河～兴盛路）道路两侧各布置一排d800~BH=2.0m×2.0m雨水管涵，收集道路沿线的雨水，通过BH=2.5m×2.2m的箱涵，最终排入四季港雨水箱涵。

兴盛路排入四季港的雨水箱涵，规模为BH=3.0×2.2m。由于滠水河东路下的箱涵近期尚未施工完成，因此朱家河以东、平安铺西路以西、江北快速路以北临近谌家矶大道的区域，经兴盛路以北的箱涵排入四季港。区域的汇水面积117.8ha，设计流量14.2m3/s，设计沿谌家矶大道（朱家河～平安铺西路）道路d800~BH=2.0m×2.0m雨水管涵，收集道路沿线的雨水。

谌家矶大道入平安渠的排口，规模为d1500mm，该排口收集平安铺西路以东、平安渠以西、江北快速路以北临近谌家矶大道的区域的雨水，排口的汇水面积11.5ha，设计流量1.9 m3/s，设计沿谌家矶大道（平安铺西路～平安渠）道路两侧各布置一排d1000~d1800mm雨水管，收集道路沿线的雨水。

3.2隧道雨水系统设计

在隧道出入口附近设置雨水泵房，本隧道沿线共设雨水泵房2座。隧道雨水泵站设计重现期采用50年，地面集流时间t1按坡面汇流公式计算约为3～5min。汇水面积=隧道出入口驼峰至暗埋段的面积。参考《道路隧道设计规范》规定，雨水泵房的设计规模按设计雨水量的1.2倍确定，泵房集水井有效容积大于设计选用的最大1台水泵5min的出流量，同时满足水泵的安装检修要求。水泵扬程计算按泵房静扬程加上管路系统水头损失计算得出，水泵按照液位自动运行。紧急情况时泵房内所有排水泵可全开。雨水泵房出水就近排至地面市政雨水管。

图1 隧道敞口段纵断面图

(1)1#雨水泵房设在K2+400处，内设三台排污泵，设计流量时开两台，紧急情况时可全开。水泵参数：Q=650m3/h、H=11~9m、N=30kW。

(2)2#雨水泵房设在K4+209.17处，内设三台排污泵，设计流量时开两台，紧急情况时可全开。水泵参数Q=540m3/h、H=12~10.5m、P=30kW。

4 隧道防淹水分析

从以上隧道排水设计思路来看，地面雨水系统和隧道雨水系统是相互独立，又是相互联系的。隧道雨水系统只负责排除隧道敞口段有限受雨面积的雨水，敞口段的雨水经泵站抽排后，进入地面雨水系统，由地面雨水系统排除；如果地面雨水系统排水能力不足或者排出口受限，存在路面客水进入隧道的风险。

谌家矶大道下穿隧道在设计过程中，除了地面雨水系统和隧道雨水系统满足对应设计规范要求外，还考虑了以下措施，保证隧道的安全。

（1）道路设置防水驼峰

在道路纵断面的设计时，隧道出入口会有一个变坡点，变坡点远离隧道一侧路面雨水在正常设计工况下

不会进入隧道。道路设计的时候会尽可能缩小隧道敞口段距离（道路纵坡增大到5%），以减少进入隧道的雨水量，在设计暴雨重现期内，确保客水不进入隧道。

（2）解决隧道外部市政雨水管道出路问题

隧道雨水泵站出水管接入谌家矶大道市政雨水管道，降雨量大时，如果市政雨水管因排水出路未形成而出现排水受阻，将会影响隧道雨水泵站的排水，给隧道的安全带来隐患，因此，在市政雨水出路解决前，利用雨水泵站出水井附近的坑塘排水，作为临时解决方案。

（3）隧道雨水泵站设置备用泵

    雨水泵站内均设置三台排污泵，两用一备，设计流量时开两台，紧急情况时可全开，抽排能力提升50%，经测算，可以满足隧道100年一遇暴雨排水需求，提升隧道自身抗风险能力。

5结语

城市隧道的防洪排涝是一个系统的排水工程，隧道雨水系统和地面雨水系统均应满足规范要求，并且还要有防止客水进入隧道的措施，以及应对极端降雨天气的应急处理措施等，才能确保隧道的安全，不能简单地通过提高隧道雨水泵站重现期来解决隧道防洪排涝安全问题。

参考文献

[1]王纪军，申国朝，王巨涛.城市交通隧道防洪排涝问题初步探讨[J].城市道桥与防洪，2011,07:131-135.