摘要：基于我国各大城市面临的水安全和水环境等问题，本文通过深入分析国内外采用深层排水隧道技术在水问题的应用及其背景、目的、形式，提出了深层隧道技术在解决我国水安全和水环境方面的启示。
关键词：深层隧道；排水工程
随着城市化进程加快、硬化路面的增加、热岛效应的集聚、暴雨径流量的加大，城市排水也逐渐暴露出新的问题。近年来，国内广州、武汉等大中城市内涝事件频繁发生，引发了社会对城市水安全问题的广泛关注。在常规浅层排水改造难以实施的建成区，如何加强排水防涝设施建设，提高城市防灾减灾能力，将是各大城市普遍面临的难题。深层隧道技术具有排放雨污能力强，兼有调蓄功能，实施对地面影响小等特点，将有利于开拓国内内涝防治、水环境整治的技术思路。
1、国外深层隧道排水工程应用
1.1日本东京江户川深隧工程
东京濒临东京湾，地势低洼，河湖众多，年平均降雨量1500毫米，使东京受暴雨和洪水的侵袭较为频繁。为充分利用流域内大小河流的泄洪能力，解决东京面临的洪水问题，在东京都外围的埼玉县建设了“首都圈外郭放水路工程”。
在东京范围内的大小河流中，最大的江户川由于河道较为宽阔，具有足够的泄洪能力，
通过建设深隧将东京都十八号水路、中川、仓松川、幸松川、大落古利根川与江户川贯通在一起，在超标准暴雨情况下将流域内其它河流的洪水经调蓄和引流排放至江户川，最后流入东京湾。
东京江户川深隧工程全长6.3公里，直径约10米，埋设深度为地下50～100米，由地下隧道、5座巨型竖井（φ30米）、180x78x25.4米的调压水槽、排水泵房（Qmax=200m3/s）组成。
在保留现有浅层污水收集系统的基础上，通过建设深隧工程将现有6座污水处理厂系统连接起来，以重力流的方式将污水送至位置偏远的新建“樟宜”和“大氏”两个污水处理厂，处理后向深海排放。现有污水处理厂和泵站所占的290公顷土地可用于其他用途，提升周围物业的发展价值，节省大量的城市用地。
深层隧道系统（DTSS）将分两期建设，一期工程包括：建设从克兰芝到樟宜的48公里隧道，以及位于樟宜的处理量为80万吨/天的水供回收厂。深层隧道采用重力非满流形式，直径为3.5米至6.5米，埋设深度30米至70米，设计使用年限为100年，隧道设计使用期内无需维修。
1.3美国芝加哥隧道及水库计划（TARP）
由于芝加哥市及其周边地区的排水系统为合流制，随着城市的发展，暴雨径流增大，污水处理厂经常超负荷，未经处理的污水流入河道（每年有100多天发生溢流），最终排至密歇根湖。为有效保护密西根湖水体环境，保障饮用水水源安全；改善区域内河涌水质；提供洪水分流通道缓解街道和低洼处的水浸，早在20世纪70年代初期市政当局就提出了隧道及水库计划(Tunnel and Reservoir Plan)，简称TARP。该计划包括建设由东向西160公里的隧道，将原来流向密西根湖的排水管网改变排水方向，用以截流贮存合流管中的溢流水，以便污水处理厂以后处理。
香港的荔枝角区域经过迅速的都市化发展后，土地硬化大大增加了地面径流的流量。现有排水管道建设滞后，受潮水位顶托影响，导致抵抗洪水能力减低，容易形成内涝。为了降低内涝对社会所造成的损失，香港渠务署在考虑土地需求、交通影响、环境因素，开展了雨水排放隧道工程。
在上游建造雨水隧道通过位于山脚支渠的6个集水口分流高地集水区为7.18平方公里的雨水，转运至卫民村旧址的静水池，再采用倒虹吸方式将雨水输送到荔枝角海旁出水口，利用地势高差自流排出维多利亚港，减少上游高地雨水流入市区旧有的排水系统，实现“高水高排”。
整个工程隧道长约3.7公里，直径4.9米，埋深40米，建成后将提升地区排水防涝标准至50年一遇。
3、启示
深层隧道技术作为一种新兴的排涝控污技术，通常在建成区采用，必须依托常规浅层排水系统收水，一般与常规排水系统的关键节点进行连接，作为常规浅层排水系统的补充和提升。通过对国内外深层隧道在排水工程中的应用分析，从深隧发挥的功能角度看，可分为“雨洪排放隧道”、“污水输送隧道”、“合流调蓄隧道”三种。
（1）雨洪排放隧道
雨洪排放隧道是指为避免城市洪涝灾害而建设的排洪通道，隧道末端通常设有大型抽排泵站，最终出路是江河、海洋等水体。典型代表是日本东京“江户川深隧工程”“香港荔枝角雨水排放隧道工程”。
（2）污水输送隧道
污水输送隧道主要为收集输送城市污水的地下通道。典型代表是新加坡“深层隧道排污系统”。
（3）合流调蓄隧道
合流调蓄隧道主要用于对合流制排水系统的溢流污水、初期雨水的收集、调蓄和输送。典型代表是美国芝加哥“深层隧道及水库计划”。
参考文献：
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[2] 鲁朝阳、车伍、唐磊、赵杨 隧道在城市洪涝及合流制溢流控制中的应用[J] 中国给水排水，2013，29（24）35-40
论文作者:胡华望
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
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