高背路惠鹽高速橋洞內澇整治方案分析

王 雨，王登敏

(深圳市水務規劃設計院股份有限公司，廣東 深圳 518000)

1 概述

高背路惠鹽高速橋洞內澇點位于深圳市高背路穿惠鹽高速橋洞處，下游承泄河道為南約河，區域位置如圖1所示。入河排口匯水面積約為72.20 hm2，主要范圍為恒利針織廠、南約合榮實業廠、風景實業廠等，北至愛南路，南至澤成路，西至植物園路，東至碧新路東側山地。內澇點處地勢低洼，高程約為39.67 m，相較于周邊道路高差1 m有余，周邊道路雨水漫流匯集至高速橋洞。因此，該內澇點區域積水成因主要是地勢低洼、雨水管網收集能力及過流能力不足綜合影響導致[1-3]。

圖1 高背路惠鹽高速橋洞內澇點區域位置示意

1) 上游雨水管網收集能力不足：上游坡降較大，產匯流時間短且洪峰流量大，且雨水收集措施不完善，高速邊溝及廠區雨水沿路面漫流至橋洞。

2) 下游管網轉輸能力不足：由于下游龍南路 1.6 m×1.5 m及碧新路2.2 m×1.5 m箱涵過流能力不足，且存在倒坡情況，同時片區正本清源工程效果不徹底，現狀箱涵為混流，進一步壓縮現狀管道過流能力。

3) 地勢低洼：積水點區域地面標高為39.6 m，較橋洞兩側路面低1.0 m，為周邊地勢最低點，橋洞內僅有最低處DN300管開孔，可以通過極少水量，無法緩解內澇壓力。

4) 河水頂托影響碧新路箱涵過流能力：經模型計算，50年一遇降雨工況下，南約河防洪水位為37.78 m，片區入河排口高程為34.41 m，降雨期間淹沒出流，下游管段均為滿管運行，上游受河水頂托影響，退水緩慢造成上游積水內澇[4]。

2 工程整治方案比選

擬對高背路地坪進行抬高1 m，由現狀的39.67 m抬高至40.67 m，再進行相關改造。

2.1 方案1：現狀行泄通道擴建

1) 雨水收集系統完善

① 擴建龍南路東側雨水收集系統：擴建雨水管網，解決龍南路現狀雨水路面漫流問題。

② 完善高背路雨水收集系統：高背路現狀A0.4×0.3雨水溝經水力計算復核不滿足過流要求，于高背路惠鹽高速橋洞南側新建A0.6×0.6橫向截水溝，沿高背路東側新建A1.5×1.2雨水涵，沿線布設雨水篦子完善內澇點區域雨水收集轉輸能力，接至高背路西側現狀A1.2×1.5雨水涵。

2) 打通穿高速雨水通道

結合高速擴建，抬高高背路橋洞路面高程，并同步建設穿高速雨水通道。

3) 下游行泄通道擴建

管道擴建，結合現有工程及上層次規劃要求，按規劃標準擴建片區范圍內雨水管(涵)，同時通過改造、新增雨水篦子完善雨水收集系統。工程布置如圖2所示。

圖2 高背路橋洞內澇治理總平面示意(方案1)

2.2 方案2：高水高排通道建設

高水高排：雨水收集系統完善與下游行泄通道擴建同方案1。結合惠鹽高速擴建，建議沿惠鹽高速擴建紅線外新建DN1500～DN1800高排通道，頂管施工為1.3 km，下游直排南約河，工程布置如圖3所示。

圖3 高背路橋洞內澇治理總平面示意(方案2)

2.3 方案比選分析

對比兩種方案的施工難度、環境影響、協調難度等因素，其優缺點見表1。經比選分析，采用方案1工程措施。

表1 達標方案比選

3 整治前后模型計算結果分析

依據《室外排水設計標準GB 50014—2021》條規定，當匯水面積超過2 km2時，宜考慮區域降雨和地面滲透性能的時空分布不均勻性和管網匯流過程等因素，采用數學模型法計算雨水設計流量[5-8]。本次案例采用鴻業暴雨排水及低影響開發模擬系統V5.0操作軟件，對積水內澇點匯水范圍內的雨水管網系統進行評估、分析。

根據深圳市城市雨水區域匯流的特點及河流流域匯流的特點，3 h以內的雨量分配，采用芝加哥雨型，峰型系數采用0.35。3～24 h之間的雨量分配，采用廣東省暴雨查算手冊的中的雨型進行分配[9-12]。

通過模型分析，對比按照方案實施后，在50年一遇降雨強度下，工程所在地現狀降水淹沒情況，以及治理后所能達到的治理效果。

3.1 現狀淹沒模型分析

通過模型分析，發現對現狀管網進行50年一遇降雨分析時，工程所在地匯水范圍內出現積水點多達17個，碧新路出現大面積積水，淹沒區域面積占比達到3.47%，惠鹽高速橋洞處積水深度為1.15 m，積水時間長約8.3 h，總積水量為448.6 m3，已形成城市內澇風險。 模型成果如圖4及表2。

圖4 治理前模型分析示意(P=2%)

表2 治理前淹沒深度統計(P=2%)

3.2 工程整治后淹沒模型分析

工程整治后，在5年一遇市政管網系統下，按照承泄區現狀水位復核內澇積水區50年一遇降雨內澇積水情況，根據模型模擬情況，在高背路橋涵抬高1.0 m邊界條件下，橋涵范圍內未出現積水時間超過30 min，積水深度超過0.27 m的情況，按5年一遇標準實施雨水管后，根據內澇災害標準，該點為積水點。模型成果如圖5及表3。

圖5 治理后模型分析示意(P=2%)

表3 治理后淹沒深度統計(P=2%)

3.3 內澇點積水曲線分析

由圖6、圖7及表4可知，通過對比分析內澇點處積水過程線，可以得出，按照方案實施治理后高背路惠鹽高速橋洞內澇區域降雨期間積水情況得到顯著改善，有效縮短暴雨積澇造成的地面積水時間以及減少地面積水深度。地面積水起始時間也較治理前有所延后，總平均積水時間由治理前8 h降低至1.5 h，能有限緩解交通及出行狀況。

圖6 治理前模型積水曲線示意

圖7 治理后模型積水曲線示意

表4 治理前后積水情況對比

3.4 內澇點積水管網水位模擬

由圖8可知，按照工程完善高背路雨水收集系統的建議，沿高背路東側擴建雨水渠后，可增加內澇點區域雨水收集轉輸能力，按5年一遇校核管渠是，未出現管道頂托及路面溢流現象。

圖8 積水點水位運行情況模擬示意

4 結語

該方案通過治理前后淹沒模型分析，于高背路惠鹽高速橋洞實施后，在50年一遇的重現期及高背路橋涵抬高1.0 m邊界條件下，橋涵范圍內未出現積水時間超過30 min，積水深度超過0.27 m的情況，工程措施能有效消除內澇風險，減輕內澇帶來的損失。工程方案進行專項評審并通過，工程措施現已施工，積水點施工后，區域雨水系統完善，近期降雨期間明渠段明顯滿足相應過流要求，區域道路未見積水內澇現象。