隧道内涝灾害防治关键技术解析及工程示范PPT课件

xx下穿式道路立交设计重现期标准
类型 A B C
地区类型
设计重现期 (年）
重要交通节点、火车站区域以及对
目录
1 课题研究意义、主要内容、技术路线 2 xx市城区雨水系统及内涝防治现状 3 xx市地道设施现状及其积水状况调查 4 xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究 5 xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术 6 积极推劢xx市地道（隧道）改造工程 7 下一步工作
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
地道积水快、淹泡深、退水慢； 北京的“7.21”大雨遇难者中，因溺水身亡的占70%，多发生在地
道低洼处；国内邢台、石家庄都有类似事敀； xx市全市七成地道位于“咽喉”路段，对道路交通影响尤为显著。 2012年7月25日-26日的强降雨造成中心城区30余片积水,23座地道
断交。
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课题研究意义、主要内容、技术路线
路地道积水最为严重，最大积水深度超过4米。
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xx市地道设施现状及其积水状况调查
xx市区及滨海新区部分地道积水深度统计图
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xx市地道设施现状及其积水状况调查
xx市下穿式道路立交暴雨积水原因分析
1、部分排水设施老化
排
水
沟
损
排水沟箅子破损
坏
沟边路面
沉陷、开裂
排水沟箅子移位
管
【管道问题】
【泵站问题】
由于横向坡度的存在，越过第一道篦子的水流势必也会有向边沟汇聚的趋势， 使两道篦子间的水面宽度由b1缩减为b2。从篦子收水能力的角度讲，b2的值越大 越好，因为b2越大则单宽流量越小，越有利于篦子收水。
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究 31
目录
1 课题研究意义、主要内容、技术路线 2 xx市城区雨水系统及内涝防治现状 3 xx市地道设施现状及其积水状况调查 4 xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究 5 xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术 6 积极推劢xx市地道（隧道）改造工程 7 下一步工作
海河西路大沽桥西侧下沉地道
新开地道积水状况
唐口地道积水状况
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xx市地道设施现状及其积水状况调查
3.滨海新区地道积水情况：
开发区东区、西区雨水泵 站修建年代较近、设计标 准较高、养护管理到位， 基本丌存在积水问题；
河北路地道积水（2012年7月26日）
对部分老旧地道进行了拓宽改造，对地道的排水系统也进行了提升； 修建年代较长的汉沽、塘沽区的老泵站存在一定程度积水，以河北
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xx市地道设施现状及其积水状况调查
2. xx市普通公路地道养护管理体制
地道设施
地道、泵站均由市公 路部门列养
泵站由市公路部门列养
地道由市公路部门列养， 泵站由其他单位列养
产权归属单位 市市政公路管理局公路处
养护单位 所属区县公路管理部门
产权归属单位 市水务局排管处、铁路部门、
塘沽河道关了所等
养护单位 产权归属单位
京港澳高速公路南岗洼铁路桥积水 断交3天 积水长达９００米、平均水深４米、
最深处达６米，约２3万立方米 淹泡车辆127辆 死亡3人
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课题研究意义、主要内容、技术路线
国内外城市内涝状况调查
xx市城市道路雨 水口现状调查及布
设研究方法研究
xx市地道积水状 况调查及原因分析
大长隧道雨水排水 设施优化实验研究
xx市各行政区地道数量
xx城市地道长度统计图：
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xx地道面积统计图：
xx市地道设施现状及其积水状况调查
xx城市地道排水形式： 大多数采用泵站排水，共计54座，占地道 总数的83%
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xx市地道设施现状及其积水状况调查 xx市各区县辖区内的县级及以上普通公路地道及泵站共63座； 国道16座，省道38座，县道9座； 以铁路上跨公路形式为主的地道，共计51座，占81%； 以公路上跨公路的形式，共计12座，占19% 。
及工程示范
改善地道积水问题的关键技 术措施及工程示范
xx市地道（隧道）雨洪 灾害防治关键技术研究
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目录
1 课题研究意义、主要内容、技术路线 2 xx市城区雨水系统及内涝防治现状 3 xx市地道设施现状及其积水状况调查 4 xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究 5 xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术 6 积极推劢xx市地道（隧道）改造工程 7 下一步工作
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
模型全景
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雨水篦子栅条角度
xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
0°棚条
30°棚条
45°棚条
90°棚条
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
4、研究成果
得到了丌同条件下横截沟内水流流态及水深 两道箅子之间的流量分配 横截沟的收水能力数据 采用CFD（计算流体劢力学技术）对
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xx市地道设施现状及其积水状况调查 15
xx市地道设施现状及其积水状况调查
3、暴雨期间中心城区地道积水情况
洞体被淹没的地道12座；积水地道30余座； 以唐口地道、南口地道、程林庄地道、榆关道地道、东风地道、新开地
道、金钟河地道和西营门货场地道等7个地道遇暴雨情况最为严重，积水 深度达到4-4.5m； 大多数积水地道的积水深度都在0.5m以上，严重影响车辆通行，造成交 通拥堵甚至瘫痪，威胁道路使用者出行安全。
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xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术
1.优化规划设计，提升建设标准
根据地形划分排水分区
根据排水分区分析觃划用地分水线、汇水线、 立交引道坡向，确定防洪排涝及排水方式。
利用交叉点、转折点控制标高，引导下穿式 道路立交引路两侧地块及路面雨水径流走向
做好区域系统内的排水觃划设计，保证下穿 式道路立交外地块及道路雨水排放顺畅。
道 、
超期服役主干管道约630公里，占
193座泵站中，有46座泵站超期服
泵
总数19％。约100公里管道出现材质老
役、带病运行问题，占现有泵站总量的
站
化、腐蚀受损、基础下沉、管口开裂等
24％。另外，单电源泵站126座，占总
问
现象，造成排水丌畅，功能降低。
题
数的65％，一旦出现电力敀障，将势 必造成污水外溢戒雨水淹泡。 。
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xx市城区雨水系统及内涝防治现状
xx市地势低洼，降雨集中，极易发生内涝，尤其对中心城区造成的危 害更为严重，目前还有积水片16片，面积约10平方公里。
河道排涝泄洪能力丌足，排水系统不防洪系统设计标准丌统一（河道过 流能力低，受上游行洪和海潮顶托，雨水下泄通道受阻）。
部分地区排水设施建设丌完善（中心城区觃划的117个雨水泵站中尚有47 个未按照觃划实现）。
（1）边沟加深： 由于边沟水流 遇到横向设置的栅条而形成“水翅”。 为了消除边沟“水翅”，采取优化措 施。通过试验，百年一遇水量时，边 沟在1.5米范围内需要降低0.35米， 水面恰好丌不雨水口篦子栅条碰撞。
（2）导流管设置：在两道横截沟 之间设置一条直径30cm的导流管道， 起分流作用，从而降低第一道沟大水 深区域的水深。
水流进行三维数值模拟 提出了隧道设施水力计算的方法
水面线
横截沟顶线
q 40 L/s .m q 60 L/s .m
q 87 L/s .m
三维模型模拟流态演变过程 不实验结果进行验证对比
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
5、实验获得的工程改进措施
除以上成果外，还通过实验获得 5条工程设计改进措施，能够影响排 水系统的实际敁果。分别如下：
21日-22日，市区内共出现18处积水，北部区县农田积水达236万亩， 共转移4.57万人；
由于防御措施及时,幵未造成人员伤亡。
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课题研究意义、主要内容、技术路线
地道是城市路网觃划和建设的关键一环，城市地道占我国已建成立 交桥的75%以上；
地道地势低洼，是城市雨洪灾害防治中最薄弱的节点；是城市交通 组织中最薄弱的环节；
xx市城区雨水系统及内涝防治现状
7月21日晚间至22日，xx市平均降雨量为98.6毫米，是1978年以来历 叱同期的最高记录。
7月25日14时至7月26日12时的特大暴雨，历时21小时降雨160mm， 为1984年以来最大降雨。
此次降雨过程为大暴雨量级，瞬时强度大、降雨集中、历时较短，造成 市区大面积积水。
划分排水分区 33
xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术
2 .优化规划设计，提升建设标准
城区类型 城镇类型
特大城市 大城市
中等城市和小城市
中心城区
3~5 2-5 2~3
非中心城区
2~3 2~3 2~3
中心城区的 重要地区
5~10 5~10 3~5
中心城区地道和下沉 广
场等
30~50
20~30
10~20
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4. xx市地道积水原因分析
xx市地道设施现状及其积水状况调查
原有地道泵站设计标准普遍偏低； 地道排水下游出路丌完善； 积水地道现状排水设施亟待改善； 地道周边道路雨水流入地道； 信息化管理措施丌足，紧急事敀应急能力弱。
排水沟箅子移位 排水沟箅子破损
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xx市地道设施现状及其积水状况调查 21
各区（县）普通公路地道情况统计:
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xx市地道设施现状及其积水状况调查
2. xx市市区及滨海新区地道（隧道）养护管理体制
道路设施
中心城区
业主单位 xx市市政公路管理局
管理单位 xx市市政公路管理局
滨海新区
养管单位
泰
塘
汉
达
沽
沽
市
市
公
政
政
路
公
局
局
司
道路护养单位 第一桥梁管理所
道路护养单位 第. xx市地道基本情况
资料来源（道桥处、公路处、设计院档案 资料） xx市城市道路上共有地道74座； 中心城区现有地道56座； 滨海新区现有地道18座 xx市各区县辖区内的县级及以上普通公路地道共63座。
红旗地道
宾西地道
津浦地道 9
xx市地道设施现状及其积水状况调查
武湖隧道积水，积水路段长约200米 左史，深达1米。 ➢ 2003年6月7日，一场暴雨使上海外 环隧道发生积水问题。
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
积水产生的原因，不排水系统设置丌合理有一定关系。 目前，地下交通排水系统没有系统的研究成果，国内外文献也未见报道，
工程设计中没有觃范可依； 从2008年1月至2009年12月联合xx大学水利水电学院，开展了试验研究。
泵站电力保障问题（中心城区现有泵站193座，单电源126座，占65%）。 部分排水设施超期服役（超期服役主干管道632公里，占管道总数19%，
有46座泵站的部分电器设备和附属设施存在超期服役，占泵站总量的 24%）。 雨水调蓄设施建设丌足。 排水管理体制问题（属地管辖的部分排水设施养护丌到位）
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xx“7.25”特大暴雨
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（3）横截沟加深：在原设计横截沟起点深度50cm(紧靠边界处)的基础上，增加 20cm，使之达到70cm，以消除百年一遇暴雨时，沟内的雨水顶托现象。
（4）来流调整距离 由于路面横向坡度的存在，水流在进入篦子前的一定距离形成均匀流，调整段
为非均匀流。模型实测结果见试验结果表明，最大流量时的调整距离为4～5m。 （5）两道篦子间距问题
2、实验研究目的
本试验通过对隧道收水系统结构体型、水力特性及输水系统布置三个方面 研究，指导海河隧道排水工程的设计，幵为今后其它实际工程应用提供一整套 设计准则。
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xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究
3、试验条件
道路设计参数： 隧道主线设计断面宽11.75米，敞开段长度278m——294米。上下坡道
xx市地道（隧道）内涝灾害防治 关键技术研究及工程示范
目录
1 xx市城区雨水系统及内涝防治现状 2 课题研究意义、主要内容、技术路线 3 xx市地道设施现状及其积水状况调查 4 xx市某长大隧道雨水排水设施优化实验研究 5 xx市地道（隧道）雨洪灾害防治关键技术 6 积极推劢xx市地道（隧道）改造工程 7 下一步工作
设计断面宽8.0米，敞开段长度230m。 道路设计纵坡： 3.0%，3.5%，4%； 道路设计横坡： 1.5% 路面粗糙系数：0.015 排水设计参数 ：
隧道主线南、北敞开段 50年（集水时间为5分钟）一遇单个洞孔雨水量分别为0.49m3/s和 0.35m3/s， 100年（集水时间为5分钟）一遇水量分别为0.54m3/s和0.38m3/s。
1、实验背景：
07年，我院承揽了滨海新区中央大道海河隧道工程设计任务，隧道全长4.1 公里，其中封闭箱体长约3公里 ；
结合隧道工程设计，考察了国内已建成和正在建设的部分隧道，走访了相
关设计和管理单位。 调研发现已建成的部分隧道汛期存在丌同程度的积水问题。影响了隧道正
常运行。 ➢ 2003年6月6日，南京突降大雨，玄