城市深层隧道排水系统研究

规划年限与《城市总体规划（2010-2020）》的年限一致。 近期年限：2015年。 远期年：2020年。 远景年限：2050年。 规划基准年为：2012年。 充分发挥现有排水系统和河涌水系作用的基础上，通过深隧道排
水系统的建设，以达到进一步提高河道水系的防洪排涝标准，并充分
改善河涌水质的目标，高起点、高标准保障城市水安全。
1.先后进行了水污染源 摸查研究、查漏补缺、 水利普查等基础研究， 并进行了GIS数据输入
。
2.在此基础上，参考美 国制订长期控制规划方
法（ “假设”方法），
并且使用经过校准、验 证的计算机模型来计算 评估规划方案。
4 规划研究方法
4.5技术路线 深隧规划方法及模型计算技术路线
规划目标确定
管网、泵站水厂、水量、水质、 历史水浸、降雨、用地性质、 人口、河涌断面等
控制污染
集提供条件，基本消除“初雨污染”和“合流制溢流污染（CSO）”
（削减污染70%以上)。
土地置换
• 发挥深隧系统的作用，为远景搬迁污水处理厂，置换土地奠定基础。
4 规划目标及研究方法
4.3 规划方法
广州市深层排水隧道系统规划 深层隧道排水系统规划
美国CSO控制政策和长期CSO控制规划：美国环境保护署（USEPA）于 1994年颁布了合流污水溢流（CSO）控制政策。 • 控制政策的要求 1. 准确定性其排污系统； 2. 论证已实施“九项最低控制”(NMCs)；（运行、管理、监控和控制手段） 3. 制定CSO长期控制规划。（规划编制） • • 合流污水系统的定性，监测和模拟； 公众参与计划；
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深层隧道排水系统规划研究
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深层隧道排水系统规划研究
目
录
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深层隧道排水系统
深层隧道排水的影响因素 国外深层隧道排水工程案例
深层隧道排水系统规划方法 深层隧道排水系统规划方案实例
深层隧道排水系统规划研究
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深层隧道排水系统
广州市深层排水隧道系统规划 深层隧道排水系统规划
（6）排水泵组：转输、放空或排放。
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广州市深层排水隧道系统规划 深层隧道排水系统规划
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广州市深层排水隧道系统规划 深层隧道排水系统规划
4、隧道排水技术
1.2 隧道排水技术的分类
分为“雨洪排放隧道”和“污水输送隧道”“合流调蓄隧道”三种。
1.雨洪排放隧道
4 规划研究方法
4.2 规划目标
规划范围内
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• 提高流域河涌行洪标准：根据区域定位及功能要求，河道排涝标准为 20~50年。
控制内涝
• 解决广州市城区“内涝”问题：提高相应流域城市排水干渠排水标准， 由现有的0.5~1年一遇提高到5～10年一遇。
• 为合流制地区提高污水系统截流倍数提供条件，为分流制地区初雨收
截 污 能 力
C S O
河 涌 标 准
管 网 标 准
全过程 计算分析
型
型
是
OK
是否满足 规划要求 否 计算缺口
是否满足 规划要求
是 OK
截污管？调蓄池？ 浅层改造？拓宽 河道？
浅层方案
深层隧道排水系统规划研究
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深层隧道排水系统规划方案实例
5.1深隧总体布置 5.2 支隧规划 5.3 主隧规划 5.4 终端污水处理厂 5.5 运行控制方案
旧金山输送调蓄系统 印第安纳波利斯深层隧道系统
工程规模 长9.7km、φ13.2m，调蓄量300万m3。 长2.5km、φ4.9m的分支隧道；长1.2km、 φ4.9m的倒虹吸隧道。 长5.1km，φ6.5m，最大埋深约200m。 长23.6km，埋深100m，内径0.9~3m。 长4.5km，内径12.5m，深40m，调蓄量54 万m3。 长11.2km，内径9.8～6.9m，深25m，调蓄 量96万m3。 长2.0km，内径10.8m，深50m，17.8万m3。 长4.0km，内径7.9m，深55m，19.4万m3。 长4.0km，内径10m，深50m。 长3.26km,内径7.5m，深36m，13.3万m3。 4条隧道，φ6~7 m，长5.1km 长63km，φ7m，深200m。 长176km，φ10.6m，深107m，870万m3 长45.5km，φ10m，深100m，200万m3 长3km，φ9m，埋深30m。 长40km，φ5.5m，深75m，调蓄100万m3
2.1必要性
无法用常规手段解决的地区
老城区
老城区存在问题：
• 浅层管渠建设条件恶劣，房屋 密集必将导致巨额拆迁费用； • 浅层地下空间拥挤、地下管线 密集，管线综合极难平衡； • 拓宽河道可能性微乎其微。
深层隧道 东濠涌
司马涌、 西濠涌
雨污分流 16.13亿元
34.4亿元
7亿元
8.9亿元
荔 湾 司 马 西 濠 涌 流 域
2
建设深层隧道排水系统的影响因素
深层隧道排水系统规划研究
2.1、深层隧道排水系统建设的必要性
浅层系统改造及雨污分流的难度大
1
2
内涝问题突出，无法建设地面或浅层排内涝系统
3
CSO及初雨污染严重
4
低影响开发难以实施或需要很长时间
5
城市排水系统提出了更高的标准要求
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5 深层隧道排水系统规划方案
5.1 深隧总体布置
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5 深层隧道排水系统规划方案
5.2支隧规划——1.案例：司马涌、荔湾涌、西濠涌流域 1).支隧方案(内径7.7m)
序号 隧道名称 1 2 3 司马涌-西濠 涌分洪隧道 4 5 6 7 8 9 设施名称 控地面积（m2） 大北立交竖井 1302 东方宾馆竖井 2171 中山七路竖井 1644 玉带濠竖井 1472 沿江路竖井 1206 排涝泵站 广雅涌竖井 1656 司马涌-荔湾 流花湖竖井 1837 涌分支隧道 荔湾路竖井 1249 荔湾湖竖井 1644 竖井最大入流量/排涝 泵站规模（m3/s） 22.3 36 9 25 80
1、深层隧道排水系统
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4、隧道排水技术
1.1 深层隧道排水系统组成与功能
（1）入流井：进水、调蓄、消能、排气、出入口； （2）调压水槽：调蓄、调节压力、波动、排气；
（3）通风设施（排气井）：排气、通风、除臭；
（4）除渣槽及排泥设施：除渣、排泥； （5）过流隧道：调蓄、通道；
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4、隧道排水技术
3.合流调蓄隧道：
控制合流制的溢流污染（ CSO），对合流污水、初期 雨水的收集、调蓄和输送， 最终送到污水处理厂处理。 典型代表是芝加哥市隧道排 水系统。特点：隧道有调蓄
、截流与输送合流污水的功
能。可称为“在线式调蓄隧 道”。
深层隧道排水系统规划研究
是指为避免城市洪涝灾害而建设的排 洪通道，隧道尾端设有大型排洪泵站， 最终出路是大江大河水体。典型代表是
日本东京的“江户川深隧工程”。
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4、隧道排水技术
2.污水输送隧道
是指为主要为收集输送城 市污水的地下隧道。典型代 表是新加坡的“深隧道污水 系统”包括输送、处理、排 放三部分。
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2 区域地质条件
可行性
深隧规划线位与广州城区基岩地质图叠加示意图 •规划深隧区域无明显影响深隧实施的不良岩土问题。 •规划隧道系统基本位于微风化岩中，其隧道围岩类别主要随岩性的不同而变化。
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3 具备实施深层隧道的技术能力
1.雨洪排放型
香港荔枝角雨水排放隧道系统
•采取措施： 长度3.7公里、直径4.9 米、深约40米，雨水深层隧 道分流减少上游高地雨水流 入市区排水系统。 工程效果： 可抵御50年一遇的超强 降雨。
3.2
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2.污水输送型
新加坡深层隧道污水系统
•采取措施： 全长48公里、直径6米、 深20～55米的污水隧道将所 有污水收集输送到一座80万 m3/天污水厂处理。 •工程效果：
可行性
建设深层隧道主要采取 盾构法进行施工
从工程实施的可行性看
具备建设深层隧道排水系统的条件
在地铁施工中已是比较成熟 的技术
深层隧道排水系统规划研究
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国外深层隧道排水系统典型工程
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3.1 国外典型工程案例
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 所在城市 马来西亚吉隆坡 香港 中国香港 中国香港 日本东京都 日本大阪府 日本横滨市 日本神奈川县 日本神奈川县 日本东京都 法国巴黎 墨西哥城 美国芝加哥 美国 美国旧金山 美国 隧道系统名称 SMART隧道 荔枝角雨水排放隧道工程 荃湾雨水排放隧道 净化海港计划污水隧道 和田弥生干线 寝室川南部地下河川 今井川地下河川 矢上川地下调节池 鹤见川地下河川 东京都古川地下调节池 巴黎调蓄隧道和调蓄池 东部深层排水隧道工程 芝加哥隧道和水库方案 密尔沃基隧道系统
置换原有分散的污水厂和
泵站用地用于城市建设，同 步提升周围物业的土地价值。
3.2
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3.合流调蓄隧道
英国伦敦深层排水隧道隧道系统
伦敦为解决合流溢流污染改善泰晤士河水质，2007年泰晤士深层排水隧道建设。
针对泰晤士河雨季溢流污染 的现状，比选了： •“雨污分流”； （建设、维护困难，污染未
2.2深层隧道排水系统建设的可行性
1、城市 地下空间利用情况
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0米 浅层 -15米 中层
主要安排商业服务、 公共步行通道、交通 集散、停车、人防等 设施
-30米
深层
-60米
中层在城市道路下的 次浅层空间可安排轨 道、地下道路、地下 物流等设施。 深层主要安排公用设 施干线等设施。
消除）
•“可持续性城市排水系统”； （LID耗时需30年） •“泰晤士隧道” •3种方案的比选论证。 最终 采用“泰晤士深隧”方案， 隧道总长35公里，直径7.2～ 6.5米，最大埋深66m。
深层隧道排水系统规划研究
4
深层隧道排水系统规划研究方法
4规划研究方法
4.1 规划年限
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实现规划目标 实施效果评估 支隧接主 隧方案 主隧规模 及运行 终端污水 厂规模
水力 水质 模
收集基础资料 整体系统规划 现状评估 支隧调蓄容积 竖井位置 末梢泵规模 深隧方案 否
建立 模型
特征年设计降雨 强度设计降雨 产汇流模型 管道转输模型 河涌水位边界 水力 水质 全过程 模 计算分析
•
• • 规划方案的制定方法： 1.“假设”方法（√） 2.“论证”方法（ × ） • • • • •
考虑敏感地区；
各选择方案的评估； 制定成本和性能评估； 制定操作计划； 最大化现有处理厂的处理能力； 制定实施时间进度表； 制定施工后的合规监控程序。
4 规划目标及研究方法
4.4 规划基础
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沿江路竖井 排涝泵站
5深层隧道排水系统规划方案
5.2支隧规划——1.案例：司马涌、荔湾涌、西濠涌流域 2).深隧控制污染效果
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广雅涌 竖井
流花湖 竖井
荔湾路 竖井
地点 彩虹桥渠箱 陈家祠渠箱 广雅渠箱 上西关涌暗渠 下西关涌暗渠 西濠涌暗渠 CSO溢流次数 现况 40 36 38 40 40 41 建深隧后 11 10 11 11 9 7 次数减少 率 72% 73% 71% 73% 77% 82%
隧道主要功能 解决内涝，缓解交通。 提高排水标准 提高排水标准。 污水输送。 缓解内涝。 缓解内涝。 缓解内涝。 缓解内涝。 缓解内涝。 缓解内涝。 缓解塞内涝。 提高雨季过流能力。 控制水体污染 控制水体污染 控制水体污染 控制水体污染
3.2.隧道类型
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大北立交 竖井 广雅涌 竖井 流花湖 竖井
东方宾馆 竖井 西濠涌 分支隧道
荔湾路 竖井 荔湾涌 分支隧道 荔湾涌 竖井 沿江路 主隧道
序号 1 2 3 4 5
竖井/排涝泵站 大北立交竖井 东方宾馆竖井 中山七路竖井 玉带濠竖井 沿江路排涝泵站
中山七路 竖井 玉带濠 竖井