郭磊-城市下凹橋區內澇系統治理0330.pdf

1、北京市市政工程設計研究總院有限公司2023年9月21日Beijing General Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.下凹橋區內澇系統治理的思考 現狀問題及分析1 1 總體思路2 2 典型橋區改造方案3 3 典型橋區設施設計4 45 5現狀問題及分析p 道橋專業立交橋分類根據相交道路等級、直行及轉向車流特征、非機動車干擾等分類 p 下凹橋類型統計北京市四環內共采用下凹形式的立交橋共71座，主要形式為分離式、苜蓿葉及菱形立交，3種立交總占比約70%苜蓿葉菱形現狀問題及分析北京北四環中關村段下穿北京西客站京廣北隧道下穿

2、鐵路（公路立交、城市道路立交）下凹式立交橋p 與排水相關的下凹橋分類下凹式立交橋下穿（鐵路/河道/建筑/廣場/快速路的）涵洞/地道/隧道下沉/下凹道路現狀問題及分析n 橋區最低點高程較高時，可采用重力流排除雨水n 橋區最低點高程較低時，雨水無法通過重力流排出，需要提升立交橋區局部雨水，然后向下游排除立交排水系統示意圖p 下凹橋排水n 排水原則：高水高排、低水低排，互不聯通n 整個立交雨水系統是由：收集、泵站提升和排放三大部分組成，各部分是相互關聯的一個整體現狀問題及分析 北京市城近郊區已建成有較完善的雨、污水排水系統，現有雨水管線系統多按重現期P=12年降雨強度設置?，F狀問題及分析 北京市四環

3、內強制排水的下凹橋區泵站共52座，設計重現期P=5年的有4座，重現期P=3年的有13座，重現期P=2年的有32座，重現期P1年的有3座。P=5年P=3年P=2年P1年設計重現期現狀問題及分析河道水位頂托現場照片河道水位頂托現場照片客水下凹橋客水下凹橋現場現場照片照片高區客水流入匯水面積增加；內澇標準低；設施不完善；擋水不合理收水系統失效收水口能力不足；收水方式不合理；雨天收水口被堵蓄排能力不足達不到內澇防治標準；系統各單元標準不銜接設施運維不足收水口存在垃圾；排水管堵塞下游水位頂托共用出水管；受納水體高水位供電保障度低單路供電；與社會共用變壓器；電氣設備淹溺停運現狀問題及分析原因類型面積增加客

4、水流入高水系統不完善下游河道頂托供電保障低頻次3613241119概率0.820.300.550.250.43現狀問題及分析雄安新區容東穿湖隧道總體思路總體思路ABC低水系統能力 低水系統滿足規劃標準低水系統不滿足規劃標準，滿足校核標準，校核計算的水面線不高于區域最低點地面高程低水系統不滿足校核標準客水流入有防止客水流入低水系統的可靠措施有防止客水流入措施，超標降雨仍存在客水流入風險無防止客水流入措施，高水管線穿越下凹橋區高水系統能力 高水系統滿足規劃標準高水系統不滿足規劃標準，高水冒水不會進入下凹橋區高水系統不滿足規劃標準，高水冒水存在進入下凹橋區風險下游河道能力 河道按規劃實施河道未按規劃

5、實施，但不影響泵站出水河道未按規劃實施，影響泵站出水供電系統滿足一、二級負荷要求單路供電，配備發電機接口單路供電內澇風險評估總體思路技術路線（1）通出路：按規劃治理河道，提高河道的排水能力，以解決河道洪水位頂托高水管道的問題。（2）攔客水：針對客水匯入問題，考慮提高下凹橋區周邊地區雨水（高水）管道的設計標準，同時對橋區周邊小區進行海綿城市改造，減少客水流量并在高水區采取雨水攔蓄措施，盡量減少客水匯入橋區。（3）提標準：增加橋區低水區雨水口，改造雨水（低水）管道和泵站，提高低水區雨水收水和抽升能力。（4）蓄澇水：以下凹橋區及周邊地區防澇系統規劃為基礎，按內澇防治重現期核算蓄水池容積?？傮w思路 對

6、于資料條件較好的地區，建議建立流域數學模型對下凹橋區積水情況進行分析并輔助方案制定和優化。模型構建流程如下：首先，進行資料收集。資料收集的范圍應包括下凹橋區所在排水分區；實測降雨數據和設計降雨數據；邊界條件數據等。其次，建立數學模型并進行參數確定和優化。應以下凹橋區所在排水分區內的全部管網為基礎建立管網模型；特別需要對下凹橋區周邊道路駝峰以及鐵路、擋墻、圍墻和堤壩等對地面徑流有較大影響的要素進行特別處理，以真實反應地形情況；模型構建完成后，應根據經驗和規范要求對參數進行設定，有監測數據的地區應根據監測數據進行校核；將上游入流信息和下游河道水位信息輸入模型，調試后確定最終模型。最后，根據現狀評估

7、和規劃方案的需求，確定具體的模擬情景（不同降雨條件、不同邊界條件等），分析積水的核心原因、評估設施的運行效果。是是否模型原始數據收集數據庫構建模型數據導入與排水模型構建現場勘測調查試運行是否與模型數據一致？運行結果是否符合客觀？模型參數率定排水系統評價和診斷是否滿足率定標準？是否存在排水問題？排水系統優化否分析原因，修改模型數據調整參數設定典型橋區總體方案 回天地區育知東路橋區下凹橋立交雨水泵站升級改造 積水原因分析1、下游雨水系統不通此區域雨水應向南下游排入東小口溝，但南側下游管線大部分尚未建設，少量已建管線也處于斷頭狀態?，F況雨水應急排入北側雨水系統，而北側系統自身已滿負荷。吉晟別墅立交泵

8、站典型橋區總體方案 回天地區育知東路橋區下凹橋立交雨水泵站升級改造 積水原因分析2、現況泵站及配套管線排水能力不足現況泵站及進出水管線按40mm（P=2年）降雨強度建設，已遠不能滿足現行規范下凹橋區雨水泵站P=2030年的設計標準。3、大量客水匯入泵站設計流域面積約7.7公頃，泵站含客水區總面積約29.7公頃。典型橋區總體方案工程內容：l鐵道橋現況泵站改造1座（流量提升為1.8m/s）l新建雨水調蓄池1座（容積7500m，調蓄池采用洞樁法施工）；l新建低水管線D800-D2000雨水管線長921ml新建高水管線WH=22001400-2孔44002000雨水方溝長1213m，最終向南排入現況4

9、3002100雨水方溝。典型橋區設施設計 下凹橋區方案1、泵站改造泵站最大設計流量1.80 m3/s，按保留現況結構更換最大流量水泵。2、新建調蓄池新建調蓄池有效容積7500m3，配套初期雨水池有限容積800m。3、低水管線改造將橋區低點外雨水口由雙篦偏溝式雨水口改為四篦聯合式雨水口，增加橋區低點主輔路雨水口數量，同時廢除并新建低點區域收水管線，以滿足最大進水量8.0m3/s的情況下橋區不積水。4、新建現況系統溢流管線新建D=1000現況系統溢流管線，下游接入調蓄池，將超負荷運行的雨水直接引入調蓄池，避免進入立交橋區。5、橋區客水攔截延緩方案采取以下組合措施：1）在現況欄桿下部設置擋水矮墻；2

10、）將圍墻下部排水孔封堵；3）將擋墻下部縫隙封堵，上部開溢流孔?；靥斓貐^育知東路橋區下凹橋立交雨水泵站升級改造典型橋區設施設計典型橋區設施設計 該雨水系統包括沿道路鋪設的雨水口，檢查井和管道，以及用于抽排低水雨水的泵站。分別構建了流域改造前的現況模型及改造后模型。實施排水改造項目后的育知東路排水系統，其排水條件得到極大改善。在設計降雨模擬中，即使在P=50的降雨模擬中，橋區也未產生積水。下凹橋區內澇系統治理的思考l排水系統問題造成橋區積水，不僅是低水問題，上下游均與大系統發生關系，單排水系統問題造成橋區積水，不僅是低水問題，上下游均與大系統發生關系，單純的提高橋區的排水系統標準，或單獨的對橋區排

11、水系統改造，無法從根本上解純的提高橋區的排水系統標準，或單獨的對橋區排水系統改造，無法從根本上解決積水的風險決積水的風險l橋區排水改造要橋區排水改造要“三高、兩低、一核三高、兩低、一核”（高水高排、高蓄、高截；低水低排、低（高水高排、高蓄、高截；低水低排、低蓄；核對下游管網或河道能力）蓄；核對下游管網或河道能力）l建成區橋區排水標準提高后的代價（局部與總體，翻建管線、下游同步）建成區橋區排水標準提高后的代價（局部與總體，翻建管線、下游同步）l橋區排水改造涉及多部門配合（規劃、發改、交通、綠化、水務等）橋區排水改造涉及多部門配合（規劃、發改、交通、綠化、水務等）下凹橋區內澇系統治理的思考智慧系統

12、 進行排水管網數學模型的設計與應用，通過數學模型對區域雨水管網系統進行模擬分析與預警預報，優化雨水管網系統的設計及運行工況，提前預報管網系統運行情況，提高排水系統的效率和保障度。智能調控系統需要實時感知橋區排水系統工況，預測積水情態并發出預警信息，動態優化控制蓄排設施，并協同配合應急搶險和交通聯動。下凹橋區內澇系統治理的思考應急管理 工程措施與應急管理等非工程措施共同組成的下凹橋區內澇防治系統，才可以既保障設計重現期內常規降雨的正常排放，又可有效應對超常雨情，不造成人員傷亡和重大財產損失。按照“降雨開始”“出現積滯水”“交通中斷”三個層次進行：降雨開始后，提示駕駛員雨天涉水駕駛、安全行車常識，并適時播出氣象預警信息；積滯水影響車輛通行時，發布車輛繞行信息；積滯水造成交通中斷的，及時發布道路交通中斷信息和車輛繞行路線。當道路路面積水達20厘米時，及時啟動交通應急保障措施，提前削減流量，積水達到27厘米時立即采取臨時交通管制，禁止車輛通行，加強遠端分流疏導，快速疏散滯留車輛，嚴防車輛被淹情況發生。相對而言，大流域怕長歷時連續下。城鎮管網怕短歷時強度大（2021年北京旱河路鐵路橋90.4mm/0.5小時）。根據北京市防汛應急預案（2022年修訂），北京的暴雨四級預警已經更新，更加科學全面：謝謝 謝！謝！