導(dǎo) 讀
　　對(duì)香港凈化海港計(jì)劃、芝加哥深層隧道和水庫(kù)工程、克里弗蘭凈湖工程等3個(gè)典型深隧工程的運(yùn)行維護(hù)案例進(jìn)行了分析，總結(jié)了相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，并提出合理的運(yùn)行管理技術(shù)方案及措施，供廣州東濠涌深層排水系統(tǒng)工程借鑒。
　　● 0 引言 ●
　　隨著城市化進(jìn)程的加快，人口密集的大型城市，尤其是老城區(qū)域，淺層空間的排水轉(zhuǎn)輸與調(diào)蓄能力已難以滿足高標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)澇防治與合流污染削減的需要，日益嚴(yán)重的排水問(wèn)題對(duì)城市排水系統(tǒng)的排水標(biāo)準(zhǔn)、工程方案、管理措施等均提出了新的要求。
　　2018年12月，位于廣東省廣州市東濠涌的內(nèi)陸首個(gè)深層排水隧道工程已全線貫通，因此系統(tǒng)啟用后的運(yùn)行與維護(hù)工作也將提上日程。鑒于我國(guó)內(nèi)陸還未應(yīng)用過(guò)深層排水隧道，在項(xiàng)目建成前，對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)管理中可能存在的問(wèn)題、風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施進(jìn)行研究以提高深隧運(yùn)行管理維護(hù)的科學(xué)性和合理性是十分必要的。借鑒國(guó)內(nèi)外已實(shí)施深隧項(xiàng)目的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)和施工方案，制定合理的運(yùn)行維護(hù)管理方案對(duì)項(xiàng)目的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。
　　● 1 香港凈化海港計(jì)劃 (HATS) ●
　　1.1 項(xiàng)目概況
　　香港位于中國(guó)東南端，總面積達(dá)1 104km2，夏季炎熱多雨，年平均降雨量為2214.3mm，8月雨量最多，1月雨量最少。維多利亞港是香港的一個(gè)標(biāo)志性區(qū)域，潔凈的海港對(duì)提升沿海地區(qū)的海洋環(huán)境、保障水質(zhì)安全十分重要。為解決維多利亞港沿線污水直排的問(wèn)題，香港凈化海港計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生。該工程于1994年開(kāi)工建設(shè)，2015年12月竣工，分兩期實(shí)施：一期工程于2001年12月啟用，主要涵蓋區(qū)域?yàn)榫琵埣案蹗u東北部，基礎(chǔ)設(shè)施包括全長(zhǎng)23.6km的深層污水隧道以及末端的昂船洲污水處理廠，每日污水處理量140萬(wàn)m3/d，處理了將排入海港內(nèi)3/4的污水，服務(wù)人口數(shù)約為450萬(wàn)人。二期工程分兩個(gè)階段進(jìn)行，其中二期甲階段于2008年施工，2014年啟用，主要用于收集和處理余下1/4來(lái)自維多利亞港北部及西南部的污水，同時(shí)為了應(yīng)對(duì)城市未來(lái)發(fā)展需求建造一個(gè)管道網(wǎng)絡(luò)。二期乙階段對(duì)凈化海港計(jì)劃收集的所有污水在昂船洲污水處理廠進(jìn)行生物處理，提高排放水質(zhì)。二期工程完成后，污水處理能力將大幅提高，處理規(guī)模可達(dá)280萬(wàn)m3/d，服務(wù)人口數(shù)將增至570萬(wàn)人。
　　1.2 深隧系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)
　　凈化海港計(jì)劃是環(huán)繞維多利亞港兩岸區(qū)域進(jìn)行的污水收集、處理及排放的綜合工程。該工程的主要功能是進(jìn)行污水收集傳輸，具體而言，是采用豎井收集維多利亞港兩岸各個(gè)區(qū)域產(chǎn)生的污水，經(jīng)區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的初級(jí)污水處理廠集中進(jìn)行初級(jí)處理，確保污水中的固體物質(zhì)不會(huì)進(jìn)入后續(xù)的設(shè)施中，然后通過(guò)深隧系統(tǒng)被輸送至昂船洲污水處理廠作一級(jí)強(qiáng)化處理。
　　凈化海港計(jì)劃深層污水隧道全長(zhǎng)約44km，平均埋深100m，內(nèi)徑0.9～3m，輸送方式為壓力流輸送。具體輸送流程為：
　?、儇Q井用以收集海港各個(gè)區(qū)域初級(jí)污水處理廠的污水，收集區(qū)域包括北角、灣仔東、中環(huán)、沙灣、數(shù)碼港、華富、香港仔及鴨脷洲；
　?、谑占瘉?lái)的污水需在初級(jí)處理廠進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)預(yù)處理構(gòu)筑物去除污水中的固體物質(zhì)，避免其在深層污水隧道內(nèi)形成沉積物從而影響隧道安全，在保證后續(xù)污水處理設(shè)施正常運(yùn)行的情況下，同時(shí)采用除臭設(shè)備對(duì)豎井產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行除臭處理，降低對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的不利影響；
　　③一期和二期的污水由深層污水隧道輸送，經(jīng)由兩座主泵房分別從深層隧道末端抽往地面的昂船洲污水處理廠進(jìn)行集中強(qiáng)化處理。兩座主泵房的內(nèi)部直徑均超過(guò)55m，深達(dá)40m，確保在最大水量情況下提供足夠的輸水能力，泵房之間采用連接管道，以便必要時(shí)將污水分流，達(dá)到泵房運(yùn)作的最佳效果。
　　1.3 深隧系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)
　　1.3.1 深隧系統(tǒng)的運(yùn)行
　?。?）運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄。隧道運(yùn)行控制系統(tǒng)位于昂船洲主泵房?jī)?nèi)，通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連的分發(fā)控制及數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)對(duì)深隧中的每一組件及運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的歷史記錄當(dāng)中，多年的數(shù)據(jù)記錄對(duì)評(píng)估隧道運(yùn)營(yíng)表現(xiàn)起到重要作用。當(dāng)觀測(cè)到運(yùn)行惡化跡象時(shí)，可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)評(píng)估問(wèn)題的大小從而采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
　?。?）緊急情況應(yīng)對(duì)方案。突遇火災(zāi)、洪水、設(shè)備失效等緊急情況，操作員會(huì)詳細(xì)記錄所有狀況及相關(guān)應(yīng)急操作，這些報(bào)告為應(yīng)急方案制訂提供參考。除此以外，為規(guī)避因沉積物淤積、構(gòu)筑物坍塌引起的隧道堵塞等緊急情況，該項(xiàng)目也已提前準(zhǔn)備好詳細(xì)的隧道及傳輸系統(tǒng)預(yù)警方案。
　　1.3.2 深隧系統(tǒng)的維護(hù)
　?。?）豎井檢查。豎井中的聚氯乙烯保護(hù)內(nèi)襯要求在首兩年每6個(gè)月檢查一次，其后每年檢查一次。檢查應(yīng)由配備呼吸設(shè)備的專(zhuān)業(yè)潛水員進(jìn)行。位于豎井頂部的出入通道為準(zhǔn)備下降到豎井中的吊籠提供了足夠空間，同時(shí)豎井壁面用聚氯乙烯保護(hù)膜對(duì)襯里加以防護(hù)。在進(jìn)入隧道前應(yīng)對(duì)隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)任何爆炸性氣體應(yīng)強(qiáng)制進(jìn)行通風(fēng)。
　　（2）隧道檢查。在隧道正常運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有必要因維護(hù)等目的對(duì)其進(jìn)行檢查，只有隧道堵塞等極端情況下，才需要對(duì)隧道進(jìn)行全面檢查。檢查人員進(jìn)入隧道需遵循密閉空間條例，同時(shí)人員下井深度通常被限制在豎井底200 m范圍內(nèi)。
　?。?）關(guān)鍵表現(xiàn)指標(biāo)監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵表現(xiàn)指標(biāo)是指隧道的水頭損失，可以使用數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)中的歷史水流及豎井水位數(shù)據(jù)進(jìn)行表征。快速增長(zhǎng)的水頭損失表明隧道中有需要處理的大量沉積物，盡快安排專(zhuān)人進(jìn)行檢測(cè)。
　?。?）浮渣去除。在深隧系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，應(yīng)關(guān)閉抽氣室及浮渣去除室之間的管道閥門(mén)，以防止污水流入至處理室中。在浮渣去除操作中，通過(guò)調(diào)整預(yù)處理站的污水泵或昂船洲污水處理廠中的主泵使豎井中的水位上升，當(dāng)水位上升到一定標(biāo)高時(shí)，管道水閥門(mén)將會(huì)打開(kāi)使浮渣流入到操作室中。浮渣可通過(guò)泵送或是抓取等方式清除，去除的頻率取決于除渣地點(diǎn)，半年一次或1年一次。
　　（5）各部件的檢查。為保證深隧系統(tǒng)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)部件在一定時(shí)間內(nèi)須進(jìn)行一次全面檢修，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少應(yīng)急事故的發(fā)生頻率。
　　● 2 芝加哥深層隧道和水庫(kù)工程（TARP） ●
　　2.1 項(xiàng)目概況
　　芝加哥位于美國(guó)伊利諾斯州、密歇根湖的西南岸，人口約950萬(wàn)人，是美國(guó)第三大城市。芝加哥全年降雨相對(duì)均勻，年平均降雨量為910mm，大部分降雨為夏季分散式強(qiáng)暴雨。
　　在實(shí)施深層隧道和水庫(kù)工程之前，芝加哥有600多個(gè)排水口，每年雨季約發(fā)生100次合流污水溢流至河道內(nèi)的情況，污染了河流和飲用水源。同時(shí)，隨著城市的持續(xù)開(kāi)發(fā)，不滲透地面增多，進(jìn)入合流系統(tǒng)的雨水量大幅度增加。在大暴雨期間，為保護(hù)密歇根湖，湖口的閘門(mén)經(jīng)常關(guān)閉，導(dǎo)致合流污水倒流入住宅和商業(yè)區(qū)的地下室內(nèi)，城市內(nèi)澇頻繁發(fā)生。為了改善河流水質(zhì)，提高區(qū)域用水安全性，減輕城市內(nèi)澇的影響，1972年，大芝加哥都市污水回收處理區(qū)決定采納隧道和水庫(kù)方案。該工程由4個(gè)獨(dú)立的隧道系統(tǒng)（主隧系統(tǒng)、德斯普蘭斯上游隧道系統(tǒng)、德斯普蘭斯隧道系統(tǒng)、卡柳梅特隧道系統(tǒng)）和3個(gè)水庫(kù)（麥克庫(kù)克水庫(kù)、桑頓水庫(kù)、奧哈拉水庫(kù)）組成，分為隧道和水庫(kù)兩階段建設(shè)：第一階段的4個(gè)深層隧道系統(tǒng)于1975年施工，2006年完工并投入運(yùn)行；第二階段工程包括3座大型貯存水庫(kù)，主要用于控制洪澇，并增強(qiáng)TARP的污染調(diào)控能力。
　　2.2 深隧系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)
　　TARP的主要功能是儲(chǔ)存合流污水，排澇調(diào)蓄，即使用隧道、水庫(kù)收集和貯存合流污水，然后將污水泵送至污水處理廠進(jìn)行處理后排入地方水道。該項(xiàng)目旨在保護(hù)密歇根湖水質(zhì)不受未經(jīng)處理的污水污染，減少內(nèi)澇。
　　TARP服務(wù)于芝加哥市及其周邊51個(gè)城郊社區(qū)，約975.1km2，有抵御10年暴雨的設(shè)計(jì)能力，輸送方式為重力流輸送和短時(shí)壓力流輸送。該項(xiàng)目包括長(zhǎng)176km、直徑3～10.6m、深45～107m的深層污水隧道，264座直徑1.2～7.6m的豎井，豎井類(lèi)型有靴型污水豎井，3座大型泵站，600多個(gè)調(diào)控構(gòu)筑物以及淺層系統(tǒng)連接點(diǎn)。這4個(gè)隧道系統(tǒng)可存貯由960個(gè)排污口排放的870萬(wàn)m3合流污水。在沒(méi)有擬建水庫(kù)情況下，TARP系統(tǒng)可以截取85%的污染物以及60%的合流污水溢流量，這一截取率和設(shè)計(jì)很大程度提高了排水水質(zhì)。TARP被美國(guó)環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)認(rèn)定為全國(guó)凈水法案最成功案例之一，并且在全球作為典型的城市水管理工具模范。
　　2.3 TARP系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)
　　2.3.1 深隧系統(tǒng)的運(yùn)行
　?。?）運(yùn)行調(diào)度方案。在旱季，污水通過(guò)淺層截污管輸送到污水處理廠，淺層排水系統(tǒng)不溢流，TARP系統(tǒng)不運(yùn)行；在雨季，當(dāng)合流污水量超過(guò)截污管的轉(zhuǎn)輸能力時(shí)，合流污水進(jìn)入TARP系統(tǒng)；在暴雨期間，若水量超出了TARP和污水處理廠的能力，淺層排水系統(tǒng)開(kāi)始溢流，未經(jīng)處理的合流水將溢流至河道內(nèi)，每年溢流控制在4次以內(nèi)。TARP泵站根據(jù)水位開(kāi)啟，把貯存的合流污水抽送至污水處理廠進(jìn)行二級(jí)處理，并為下一次降雨釋放調(diào)蓄空間。TARP能夠收集處理服務(wù)區(qū)內(nèi)超過(guò)85%的合流水量，進(jìn)入深隧的合流水量由閘門(mén)控制，入流閘門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)隧道水位達(dá)到預(yù)定水位需要泄洪時(shí)，則需要關(guān)閉入流閘門(mén)。
　　（2）運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄。TARP系統(tǒng)配備監(jiān)測(cè)日常運(yùn)行狀況和實(shí)時(shí)操作情況的設(shè)備，使各個(gè)設(shè)施的操作和控制實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，確保系統(tǒng)處于安全的操作環(huán)境。及時(shí)記錄分析收集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
　　（3）緊急情況應(yīng)對(duì)方案。根據(jù)TARP系統(tǒng)維護(hù)管理具體要求，為避免出現(xiàn)因垃圾殘?jiān)?、漂浮物、腐蝕、滲漏等原因造成的一系列緊急情況，該項(xiàng)目已經(jīng)制定了應(yīng)對(duì)方案和風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控措施，操作人員會(huì)及時(shí)記錄具體情況并啟用相應(yīng)措施。
　　2.3.2 深隧系統(tǒng)的維護(hù)
　　（1）隧道檢查。淺層排水系統(tǒng)與深隧連接處未設(shè)置預(yù)處理設(shè)施，街道雨水口設(shè)有雨水箅子和約1m深的沉泥井，在隧道終點(diǎn)泵房入口處設(shè)有自動(dòng)機(jī)械格柵和大型沉砂井，清疏頻率為2年一次，同時(shí)考慮建設(shè)從密歇根湖引水清洗主隧道的設(shè)施。
　　TARP系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)可保證進(jìn)入深層污水隧道內(nèi)的沉積物可以被輸送到隧道末端待建水庫(kù)，使隧道具有較強(qiáng)的自凈能力并最大限度減少隧道清洗維護(hù)需求。若隧道需要清洗維護(hù)，可以通過(guò)豎井吊裝進(jìn)入隧道。隧道清洗維護(hù)沒(méi)有明確的周期要求，但預(yù)計(jì)在水庫(kù)建設(shè)完成后，隧道內(nèi)的固體及沉積物都將被沖刷至末端水庫(kù)內(nèi)。迄今為止，還沒(méi)有進(jìn)入隧道進(jìn)行人工清疏，更未在每場(chǎng)降雨后進(jìn)行水力清洗。
　?。?）預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)置。污水中的固體在隧道下游泵站之前進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理裝置布局包括重力沉砂池和格柵。預(yù)處理構(gòu)筑物的處理能力受到泵站的限制，格柵尺寸根據(jù)泵機(jī)最大輸送能力確定。
　?。?）除臭。TARP系統(tǒng)現(xiàn)階段還沒(méi)有在運(yùn)行的空氣處理系統(tǒng)，但在深層隧道的特定位置進(jìn)行了試點(diǎn)研究以估計(jì)空氣處理系統(tǒng)的效率。264座豎井特定位置設(shè)有通風(fēng)口，采用重力氣閘對(duì)空氣進(jìn)行控制，空氣由排氣孔釋放到地面。一般情況下，通風(fēng)口在旱季天氣關(guān)閉，在雨季天氣打開(kāi)。
　?。?）各部件檢查。為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對(duì)TARP系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)等多個(gè)部分進(jìn)行定期檢查維護(hù)，及時(shí)對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的部件進(jìn)行維修或更換。
　　● 3 克里弗蘭凈湖工程 ●
　　3.1 項(xiàng)目概況
　　克里弗蘭位于美國(guó)的中部，俄亥俄州西部城市，是美國(guó)中部地區(qū)的交通要道?？死锔ヌm降雨分布相對(duì)均勻，年平均降雨量為890mm，夏季多為分散式暴雨；冬季降雪，降雪總厚度920mm。
　　克里弗蘭采用合流制排水系統(tǒng)，隨著城市的發(fā)展建設(shè)，需要處理的污水量大幅增加，每年雨季約發(fā)生80次的污水溢流事件，雖然改造了部分淺層排水管道，但對(duì)于解決合流污水溢流產(chǎn)生的污染問(wèn)題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。降雨僅達(dá)6mm就會(huì)超出合流制排水系統(tǒng)的負(fù)荷，導(dǎo)致污水溢流進(jìn)入河道，對(duì)伊利湖水質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，同時(shí)也無(wú)法滿足美國(guó)環(huán)境保護(hù)局對(duì)合流雨污水溢流控制政策的要求。所以，克里弗蘭制訂了控制地表水合流污水溢流或者排放的方案，即“凈湖工程”。該工程預(yù)計(jì)投資30億美元，估算25年完成。
　　3.2 隧道的功能與設(shè)計(jì)
　　克里弗蘭凈湖工程的主要功能是儲(chǔ)存和傳輸合流污水。該工程旨在保護(hù)伊利湖水質(zhì)不受合流污水溢流污染，控制地方河道污染，同時(shí)滿足美國(guó)環(huán)境保護(hù)局關(guān)于合流污水溢流控制政策要求。
　　克里弗蘭凈湖工程規(guī)劃建設(shè)7條隧道，總長(zhǎng)33.8km，直徑5.2～7.3m，埋深30～60m，輸送方式為重力流輸送和短時(shí)壓力流輸送。目前有兩條用于控制合流污水溢流的隧道正在修建，包括歐幾里德隧道和米爾溪隧道。歐幾里德隧道直徑7.3m，由4個(gè)直徑在4.2～16.8m的豎井連接，隧道總長(zhǎng)5.5km，設(shè)置坡度為0.1%。米爾溪隧道直徑7.2m，由16個(gè)直徑在4.6～6.1m的豎井相連接，建成后隧道總長(zhǎng)4 km，設(shè)置坡度為0.2%。兩條隧道將合流污水輸送至伊斯特利污水構(gòu)筑物進(jìn)行處理。隧道可以減少合流污水溢流排入克里弗蘭市內(nèi)河道和伊利湖內(nèi)。另外，克里弗蘭也在進(jìn)行溢流排水管的安裝以將合流污水輸送至擬建深層隧道，并減少市中心區(qū)域洪澇發(fā)生。東北俄亥俄州污水區(qū)（NEORSD）預(yù)計(jì)歐幾里德隧道能夠?qū)⒃摿饔蚰臧l(fā)生60次溢流降低至2次；同時(shí)認(rèn)為米爾溪隧道能夠達(dá)到97%的合流污水溢流削減率，并使該流域溢流次數(shù)不超過(guò)每年5次，隧道和溢流排水管能顯著降低洪水災(zāi)害。
　　3.3 深隧系統(tǒng)的維護(hù)
　?。?）隧道檢查。雖然現(xiàn)在兩條隧道都還處于建設(shè)階段，NEORSD已經(jīng)制訂了相應(yīng)的初步運(yùn)行方案及維護(hù)方案，計(jì)劃每年進(jìn)行一次隧道清洗維護(hù)，隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)為允許小型維護(hù)設(shè)備的出入。
　?。?）除臭。在歐幾里德隧道和米爾溪隧道中，克里弗蘭使用生物過(guò)濾的方法進(jìn)行除臭處理。但由于物資供應(yīng)問(wèn)題，生物過(guò)濾除臭設(shè)施在短期內(nèi)還無(wú)法實(shí)施，擬將其作為一項(xiàng)長(zhǎng)期方案逐步實(shí)施。豎井設(shè)有通風(fēng)口，對(duì)通風(fēng)口不予以控制。
　?。?）預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)置?？死锔ヌm有限的土地面積限制了用于修建大型儲(chǔ)存合流污水構(gòu)筑物的空間，因此深層排水隧道系統(tǒng)也需要承擔(dān)起降雨期間存儲(chǔ)合流污水的任務(wù)。系統(tǒng)內(nèi)污水的流速會(huì)隨著隧道儲(chǔ)存能力達(dá)到其極限而減小，這會(huì)導(dǎo)致水流能量損失，從而無(wú)法帶走污水中的懸浮固體，使其沉積在隧道內(nèi)，這將會(huì)影響隧道系統(tǒng)的儲(chǔ)存能力。因此，應(yīng)在豎井上游的淺層污水輸送系統(tǒng)中設(shè)置去除懸浮固體的格柵、沉砂池等構(gòu)筑物，以確保污水中的固體在進(jìn)入隧道后不會(huì)沉積。同時(shí)，無(wú)須在隧道下游泵站之前再設(shè)置格柵、沉砂池等構(gòu)筑物。
　　● 4 案例運(yùn)行維護(hù)小結(jié) ●
　　本文選取的3個(gè)國(guó)內(nèi)外典型深隧排水工程案例，由于其服務(wù)地區(qū)及系統(tǒng)的功能性具有不同的特點(diǎn)，其運(yùn)行維護(hù)方案之間存在一定差異性，見(jiàn)表1。

　　表1 國(guó)內(nèi)外主要深層隧道工程調(diào)研總結(jié)
　　
　　（1）就隧道功能而言，香港凈化海港計(jì)劃是為了實(shí)現(xiàn)污水輸送；芝加哥深隧系統(tǒng)是為了儲(chǔ)存合流污水，排澇調(diào)蓄，減輕城市內(nèi)澇；克里弗蘭深隧系統(tǒng)是為了儲(chǔ)存和傳輸合流污水，保護(hù)河流水質(zhì)不受污染。
　?。?）在隧道運(yùn)行維護(hù)方面，對(duì)于香港凈化海港計(jì)劃而言，在隧道正常運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有必要因維護(hù)等目的對(duì)其進(jìn)行檢查，只有發(fā)生極端情況才需要對(duì)隧道進(jìn)行全面檢查；對(duì)于芝加哥深隧系統(tǒng)而言，隧道本身具有較強(qiáng)的自凈能力，若需要清洗維護(hù)，可以通過(guò)豎井吊裝進(jìn)入隧道；克里弗蘭深隧系統(tǒng)計(jì)劃每年進(jìn)行一次隧道清洗維護(hù)。
　　（3）各案例采用了不同的預(yù)處理方式及設(shè)施，對(duì)于香港凈化海港計(jì)劃深隧系統(tǒng)而言，污水在流進(jìn)深隧前，利用污水處理廠格柵、沉砂池等構(gòu)筑物去除懸浮物及攜帶的砂礫，從而保證深隧系統(tǒng)和后續(xù)的污水處理設(shè)施正常運(yùn)行；芝加哥深隧系統(tǒng)在街道雨水口設(shè)有雨水箅子和沉泥井，在隧道終點(diǎn)泵房入口處設(shè)有格柵和大型沉砂井，因此要重點(diǎn)考慮隧道的清洗；克里弗蘭深隧系統(tǒng)中，在所有豎井上游的淺層污水系統(tǒng)中設(shè)置格柵、沉砂池等預(yù)處理構(gòu)筑物，以保證污水?dāng)y帶的固體物質(zhì)不會(huì)進(jìn)入深層隧道。
　　● 5 關(guān)于廣州東濠涌深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的思考 ●
　　5.1 項(xiàng)目概況
　　廣州東濠涌全長(zhǎng)4.51km，流域面積12.47km2，自北向南匯入珠江，是廣州市典型的老城區(qū)，流域范圍為合流制排水體制。廣州東濠涌深隧系統(tǒng)是為了徹底解決廣州市老城區(qū)的排水問(wèn)題，緩解內(nèi)澇和河流污染問(wèn)題而提出的。
　　5.2 深隧系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)
　　廣州東濠涌深層排水隧道具有合流污水調(diào)蓄、排澇、轉(zhuǎn)輸?shù)裙δ?，具體而言，在充分利用已有淺層排水系統(tǒng)輸送能力的基礎(chǔ)上，采用深層排水隧道系統(tǒng)對(duì)超出淺層排水系統(tǒng)負(fù)荷而溢流的合流污水進(jìn)行調(diào)節(jié)儲(chǔ)存。該工程服務(wù)面積為12.4 km2，可提供6.3萬(wàn)m3的調(diào)蓄庫(kù)容，排水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。建設(shè)內(nèi)容為主隧長(zhǎng)1.77km，外徑6m，隧道埋深地下30～40m，排水管道長(zhǎng)1.4km，內(nèi)徑3m；沿線設(shè)有東風(fēng)路、中山三路、玉帶涌和沿江路4座入流豎井及相應(yīng)的淺層連接設(shè)施，其中東風(fēng)路豎井、中山三路豎井和玉帶涌豎井均采用折板消能豎井，沿江路豎井為旋流式豎井；在隧道尾端設(shè)置大型綜合泵站，包括排空泵組、排洪泵組和補(bǔ)水泵組，其中排洪泵組最大設(shè)計(jì)流量為48m3/s。
　　5.3 關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)行的思考
　　（1）運(yùn)行調(diào)度方案。旱季時(shí)，深隧系統(tǒng)不啟動(dòng)，生活污水通過(guò)淺層排水管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸?shù)轿鬯幚韽S處理后，排入珠江。雨季時(shí)，雨污水在降雨后通過(guò)深層隧道系統(tǒng)的排空泵泵送到淺層污水管道系統(tǒng)，然后進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理。當(dāng)持續(xù)降雨導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)水浸風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，啟動(dòng)位于深層排水隧道尾端的排澇泵組，利用現(xiàn)有東濠涌排澇泵站進(jìn)行泄洪。
　?。?）運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄。做好日常運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄和分析，保存記錄完整的各項(xiàng)資料，及時(shí)整理匯總，建立運(yùn)行技術(shù)檔案。對(duì)于處理構(gòu)筑物和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作和維護(hù)記錄要做好存檔。
　?。?）緊急情況應(yīng)對(duì)。充分考慮排水隧道運(yùn)營(yíng)時(shí)發(fā)生自然災(zāi)害、安全事故或其他緊急情況，在運(yùn)行前期制定應(yīng)急處置方案，配備應(yīng)急器材設(shè)備，定期組織檢查。若因管道或設(shè)備堵塞等原因造成突發(fā)事故，必須立即予以排除。
　　5.4 關(guān)于系統(tǒng)維護(hù)的思考
　　深隧系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題，通過(guò)對(duì)深隧系統(tǒng)的定期維護(hù)、及時(shí)進(jìn)行故障處理，可以避免各類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生，減少緊急情況造成的損害。應(yīng)盡量減少工作人員的下井作業(yè)從而提高系統(tǒng)維護(hù)的安全性，深層排水隧道在維護(hù)管理方面，應(yīng)學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和成功做法，合理控制運(yùn)行維護(hù)成本，結(jié)合實(shí)際工作中系統(tǒng)的維護(hù)需求不斷優(yōu)化。
　　5.4.1 維護(hù)考慮因素
　　淺層排水系統(tǒng)清疏維護(hù)問(wèn)題同樣出現(xiàn)在深層大管徑排水隧道，如垃圾殘?jiān)?、漂浮物、腐蝕、臭氣、滲漏等。而深層大管徑隧道的維護(hù)工作難度更大，其原因包括：
　?。?）隧道尺寸。大部分隧道都比淺層管道直徑大，不能進(jìn)入小型下水道的物體（例如樹(shù)枝、車(chē)胎等）可能在大型隧道中出現(xiàn)。隧道進(jìn)出口等，應(yīng)考慮清疏去除更大的垃圾；用于小型下水道的清潔工具和視頻檢查工具可能不適用于大型隧道；另外，進(jìn)入隧道前的通風(fēng)過(guò)程需要更長(zhǎng)時(shí)間，要有充足的通風(fēng)設(shè)施排走潛在的有害或易爆氣體。
　?。?）隧道深度。大部分隧道都比淺層排水管道更深，用于清疏維護(hù)淺層系統(tǒng)的工具可能不適合深層隧道，例如需要更長(zhǎng)的升降設(shè)備，且多數(shù)通信工具（如無(wú)線電）在隧道內(nèi)不能正常工作。
　　（3）檢修車(chē)輛。需要配備專(zhuān)門(mén)用于隧道清疏維護(hù)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，且必須有適當(dāng)?shù)木S護(hù)保養(yǎng)。
　?。?）排水隧道工程在運(yùn)營(yíng)初期宜留有余量，增加安全系數(shù)。在積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后，再逐步使用隧道的全部容量。
　?。?）強(qiáng)降雨時(shí)隧道內(nèi)流量較大，水位上升快，要求相關(guān)運(yùn)行工作人員在較短時(shí)間內(nèi)根據(jù)情況做出及時(shí)反應(yīng)，應(yīng)采用簡(jiǎn)明的隧道運(yùn)行方案。由于隧道閘門(mén)的升降、水泵的開(kāi)啟需參照隧道內(nèi)的水位，因此水位的監(jiān)測(cè)是指導(dǎo)隧道運(yùn)行的重要參數(shù)之一。
　?。?）盡管在入流豎井上游考慮設(shè)置沉淀池，主隧末端需要進(jìn)行淤泥清除的頻率較低，但仍需考慮隧道清淤功能。
　　5.4.2 系統(tǒng)的檢查與清淤
　　（1）深隧系統(tǒng)的常規(guī)檢查。在深隧系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，需要定期對(duì)隧道進(jìn)行常規(guī)檢查（通常是每3年一次至每5年一次）。定期攝像排查是一種常見(jiàn)的低成本的隧道檢查手段，通過(guò)隧道內(nèi)部的攝像排查，可以清楚了解隧道的現(xiàn)狀，及時(shí)對(duì)存在破裂或嚴(yán)重淤積的排水隧道進(jìn)行修繕和清理。
　?。?）深隧系統(tǒng)的清疏計(jì)劃。深隧系統(tǒng)的清疏工作計(jì)劃具體要求的頻率和程度由以下幾個(gè)因素決定：生活污水的特性（砂礫雜物和總懸浮固體濃度），雨水徑流的特性（砂礫雜物和總懸浮固體濃度），隧道的水力特性，暴雨的頻率、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，暴雨的間隔時(shí)長(zhǎng)，豎井設(shè)施的布置（如格柵、沉砂和溢流堰），隧道使用的清潔系統(tǒng)、方法（如人工清潔和水力清洗）等。
　　通常來(lái)說(shuō)，在最初運(yùn)行期間，應(yīng)在每次降雨后檢查隧道，主要調(diào)查固體沉積量和評(píng)估去除措施的功效，也應(yīng)測(cè)量豎井預(yù)處理設(shè)施收集到的固體量，評(píng)估設(shè)施的功效，然后制定詳細(xì)的維護(hù)計(jì)劃。
　　（3）深隧系統(tǒng)的清疏措施。深隧系統(tǒng)的清疏方法包括人工清疏、水力清疏和機(jī)械車(chē)輛清疏。由于分支隧道各豎井用地受限，未能?chē)?yán)格按要求設(shè)置格柵和沉砂設(shè)施，垃圾量較大，考慮機(jī)械車(chē)輛進(jìn)入隧道，主要采用機(jī)械車(chē)輛清疏；臨江大道污水輸送主隧道由于長(zhǎng)期運(yùn)行，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的粗格柵、細(xì)格柵沉砂設(shè)施去除垃圾和砂礫等，垃圾量較小，主要采用水力清疏措施。隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置一個(gè)小排量的泵排走少量的滲入水；除設(shè)置砂泵外，隧道泵井里面的砂礫和廢物需要使用夾斗定期清除。隧道通風(fēng)時(shí)，需要考慮機(jī)械和人員車(chē)輛進(jìn)入的要求，工程規(guī)劃隧道要考慮設(shè)置永久通風(fēng)設(shè)施。
　　● 6 深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)相關(guān)建設(shè)管理措施 ●
　　為進(jìn)一步完善規(guī)劃深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)機(jī)制，除采用技術(shù)措施外還應(yīng)充分利用行政、法律等手段，保證規(guī)劃的有序?qū)嵤?br>　?。?）建立完備的管理層次，統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)建立健全管理規(guī)章制度，使不同管理層次的工作人員各司其職，相互配合，并及時(shí)解決深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作中的重點(diǎn)問(wèn)題。
　?。?）建立完善建設(shè)項(xiàng)目檔案。建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)建立完整的深層排水隧道系統(tǒng)的建設(shè)項(xiàng)目竣工檔案，并且及時(shí)在項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后交至城市建設(shè)檔案館，并應(yīng)納入廣州市排水管網(wǎng)管理數(shù)字化系統(tǒng)平臺(tái)。
　　（3）加強(qiáng)環(huán)保宣傳教育，完善監(jiān)督機(jī)制。普及水污染治理工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、艱巨的系統(tǒng)工作，可采取多種形式宣傳，讓全民了解城市供排水現(xiàn)狀、城市洪澇風(fēng)險(xiǎn)，鼓勵(lì)全民參與環(huán)保。同時(shí)，樹(shù)立對(duì)規(guī)劃管理和實(shí)施的監(jiān)督機(jī)制，制止違規(guī)行為，維護(hù)規(guī)劃法律地位。
　　● 7 結(jié)語(yǔ) ●
　　通過(guò)借鑒國(guó)外污水深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)廣州東濠涌深隧系統(tǒng)的項(xiàng)目特點(diǎn)，針對(duì)深隧系統(tǒng)需關(guān)注的維護(hù)管理重點(diǎn)問(wèn)題，制訂相應(yīng)的維護(hù)管理方案，指導(dǎo)項(xiàng)目的后期運(yùn)營(yíng)，規(guī)避相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。后續(xù)工作應(yīng)進(jìn)一步調(diào)研其他國(guó)家案例中關(guān)于無(wú)人機(jī)進(jìn)入深隧系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)檢修的相關(guān)解決方案，同時(shí)進(jìn)一步關(guān)注深隧系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理中應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn)題，優(yōu)化各部分維護(hù)方案，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
　　作者：王廣華、周建華、李文濤、何定國(guó)、陳彥、李昀濤、侯立安、金鵬康；作者單位：廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司、廣東省城市大口徑排水系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心、火箭軍后勤科學(xué)技術(shù)研究所、西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院。
來(lái)源：給水排水公眾號(hào)