城市下穿隧道排水能力提升实施和维护

城市下穿隧道排水能力提升实施和维护

彭豪

（成都兴蓉市政设施管理有限公司）

【摘要】道路交通是一座城市的命脉，其重要意义不言而喻。城市下穿隧道作为城市道路的重要节点，直接影响到整个城市交通的正常运行，随着城市不断发展，下凹区域变为容易形成内涝积水的地点，而下穿隧道排水系统能否抵御暴雨积水，是保证下穿隧道的正常运转是保障成都通行安全的重要基础设施。

【关键词】下穿隧道；排水系统；改造；智慧化管理；

一、案例概况

随着城市规模不断扩大，大型城市的市政基础设施建设与保障城市安全运行的要求不相适应，城市建设“重地上、轻地下”，城市排水设施建设标准普遍偏低；作为省会城市，是政治、经济、文化中心，也是重要的科技中心、金融中心、商贸中心、交通运输枢纽，城市下穿隧道积水的频繁发生导致的交通中断和生命财产损失直接影响城市形象，与城市未来的发展目标存在着巨大差距，故亟需对下穿隧道抽排系统进行提升改造，将对应的降雨重现期满足30~50年一遇。

表1.我国当前雨水管网设计重现期与发达国家和地区的对比

二、泵站现状排水能力及积水原因

2.1极端天气

经调查，本次改造的下穿隧道建成时间从2000年~2016年，时间跨度大，历经国标《室外排水设计规范》1997年版、2006年版、2014年版、2016年版，且暴雨强度公式在2015年进行了更新，采用的设计重现期等相关设计参数不一致。经统计，此部分隧道的排水原设计标准以10年较为普遍，建成较早的泵站则一般以5年作为设计标准，建成较近的泵站则一般以30年作为设计标准。面对极端天气时，抽排能力不足

2.2供电系统和设备故障

城市下穿隧道抽排设备供电一般由市电+柴油发电机进行供电，如遇极端天气，城市供电会发生临时故障，柴油发电机长时间运行对维护和物资供应储备需求较大，一但断电，设备将无法运行。加上设备服役时间过长，元器件故障时有发生，也会影响整个抽排系统，以2016年7月21日至7月22日雷雨天气为例，下穿隧道雨水泵站停电情况统计，供电系统、控制系统、泵体故障占到积水事故原因的60%。

2.3大量客水进入

城市下穿隧道在设计排水系统时，仅考虑收集隧道自身汇水面积内的降水。因建设时间较早，随着城市不断发展，周边地形发生不同程度的变化，加之城市管网排水能力不足引发管网冒溢、河水倒灌等情况，造成大量客水进入隧道，增大隧道排水设备负荷，引发积水。

2.4设备设施维护不到位

主要为泵站进出水管道不畅、进水口或过街横管堵塞，市政雨水管网不畅、河道水位较高、工作人员操作能力不足等原因。

三、改造方法

按照“科学分析、分类施策、分期建设、建管结合”的 原则，主要将排水能力提升措施分为工程类和管理类。工程类主要对于尚未满足雨水重现期标准的泵站，应同时采取工程改造措施；管理类主要对于已满足雨水重现期标准的泵站，应重点采取管理措施，即非工程措施。

3.1工程措施技术路线

本次下穿隧道泵站提升改造主要采用如下技术路线

3.1.1汇水面积及流量校核和客水阻断

汇水面积核算:若有客水汇入，首先应采取措施防止客水汇入；若无条件，泵站汇水面积应计入客水汇水区域。并根据实际汇水面积，按30~50年暴雨标准核算设计流量。如超出原设计汇水面积，在隧道入口处增加与市政管网连通的横截沟或增高地面反拱以阻断客水。

3.1.2收水设施及进水管校核和改造

对于收水能力不足的设施，通过将单雨箅、立雨箅改造为连通雨箅，新建过街管、连接通道扩大收水能力等措施，使隧道收水设施及进水管满足30~50年标准的降雨流量需求。

3.1.3水泵参数校核和选型

通过水泵能效监测，校核水泵抽排能力，针对水泵实际功率、扬程、流量、出水压力、轴效率等数据检测，对于降效大于25%的设备或水泵抽排能力不足的设备进行更换，既能保证抽排设备抽排能力与实际需求对应，也能保证经济效益。因对于既有雨水泵坑结构进行大型改造非常困难，在既有雨水泵坑内安装大流量水泵必须考虑原结构尺寸，避免水泵无安装空间、距离较近抢水等问题，故在设备采购选型时应尽量采用大功率小体积设备，提前确定安装工艺。

3.1.4增加供电保障

下穿隧道泵站供电电源原则上不低于一级负荷，采用两个独立电源回路的10kV高压供电，两路电源一用一备，且互为备用。有条件的可在各泵站380V低压侧设柴油发电机作为备用电源，柴发容量应满足泵站所有水泵同时运行的功率要求。同时在各泵站380V低压侧设置满足所有水泵同时运行功率要求的外接电源快速对接插座，以应对突发情况。形成双市电+柴油发电机+应急发电车快速转换接头供电保障。

3.2管理措施技术路线

下穿隧道泵站建成后的维护管理对泵站在关键时候发挥应有能力起着重要作用。防微杜渐，做好日常管理、汛前全面排查、智慧管控、应急管理等方面工作，

3.2.1加强日常管理

加强设施检查，要包含日常巡查、定期巡查、特殊检查；加强值班值守，对于重要点位设置值班人员常驻，汛期必须全天值守；加强设备保养维修，定期对水泵、发电机进行保养；加强技术培训，定期对现场值守人员、管理人员进行技术培训。

3.2.2汛前全面排查

汛期前全面排查进水篦子、集水池、连通管、水泵、柴油发电机、市政箱变、出水管路。

3.2.3增加智慧管控

依据既有下穿隧道智能监控平台（电力标尺、视频监控、电子警示牌），加强下穿隧道泵站的智能预警、智慧管控。建设综合监控系统，管理人员定时查看隧道水泵运行状态、液位、环境等相关信息，确定泵站正常运行；建设视频监控系统，定时查看隧道车辆通行情况，及时发现隧道是否积水，通过泵坑视频，确定进水正常，并与泵坑液位计相互校核；通过应急广播系统，中控中心定时对泵站进行呼叫巡检，检查管理人员管理情况。

3.2.4做好应急管理

提前事情预警，要联合气象部门提前发布暴雨预警；做好事发管控，联合交管部门进行交通管制等，在隧道入口处增加道闸，在隧道积水30cm前，及时阻断交通；应对设备故障，分片区常备移动抽水泵等；及时处理供电故障，分片区常备移动发电车，突发停电及时增援。

四、结语

保障中心城区道路交通命脉畅通，可提升城市形象，维护社会稳定，更好地服务于城镇的发展与建设，提高城市建设的总体水平，对城市的发展有重要的推动作用。上文所述的改造方法和思路，致力于提升老旧市政设施应急能力需求，尽量减少低洼地带积水引起生命财产损失的事故。新建的下穿隧道应在实施前充分考虑后期维护中所遇到的不利因素，适当提高市政设施极应对限天气能力，实现筑牢安全放线和智慧化运维管理的目的。