1、北京市市政工程设计研究总院有限公司2023年9月21日Beijing General Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.下凹桥区内涝系统治理的思考 现状问题及分析1 1 总体思路2 2 典型桥区改造方案3 3 典型桥区设施设计4 45 5现状问题及分析p 道桥专业立交桥分类根据相交道路等级、直行及转向车流特征、非机动车干扰等分类 p 下凹桥类型统计北京市四环内共采用下凹形式的立交桥共71座，主要形式为分离式、苜蓿叶及菱形立交，3种立交总占比约70%苜蓿叶菱形现状问题及分析北京北四环中关村段下穿北京西客站京广北隧道下穿

2、铁路（公路立交、城市道路立交）下凹式立交桥p 与排水相关的下凹桥分类下凹式立交桥下穿（铁路/河道/建筑/广场/快速路的）涵洞/地道/隧道下沉/下凹道路现状问题及分析n 桥区最低点高程较高时，可采用重力流排除雨水n 桥区最低点高程较低时，雨水无法通过重力流排出，需要提升立交桥区局部雨水，然后向下游排除立交排水系统示意图p 下凹桥排水n 排水原则：高水高排、低水低排，互不联通n 整个立交雨水系统是由：收集、泵站提升和排放三大部分组成，各部分是相互关联的一个整体现状问题及分析 北京市城近郊区已建成有较完善的雨、污水排水系统，现有雨水管线系统多按重现期P=12年降雨强度设置。现状问题及分析 北京市四环

3、内强制排水的下凹桥区泵站共52座，设计重现期P=5年的有4座，重现期P=3年的有13座，重现期P=2年的有32座，重现期P1年的有3座。P=5年P=3年P=2年P1年设计重现期现状问题及分析河道水位顶托现场照片河道水位顶托现场照片客水下凹桥客水下凹桥现场现场照片照片高区客水流入汇水面积增加；内涝标准低；设施不完善；挡水不合理收水系统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达不到内涝防治标准；系统各单元标准不衔接设施运维不足收水口存在垃圾；排水管堵塞下游水位顶托共用出水管；受纳水体高水位供电保障度低单路供电；与社会共用变压器；电气设备淹溺停运现状问题及分析原因类型面积增加客

4、水流入高水系统不完善下游河道顶托供电保障低频次3613241119概率0.820.300.550.250.43现状问题及分析雄安新区容东穿湖隧道总体思路总体思路ABC低水系统能力 低水系统满足规划标准低水系统不满足规划标准，满足校核标准，校核计算的水面线不高于区域最低点地面高程低水系统不满足校核标准客水流入有防止客水流入低水系统的可靠措施有防止客水流入措施，超标降雨仍存在客水流入风险无防止客水流入措施，高水管线穿越下凹桥区高水系统能力 高水系统满足规划标准高水系统不满足规划标准，高水冒水不会进入下凹桥区高水系统不满足规划标准，高水冒水存在进入下凹桥区风险下游河道能力 河道按规划实施河道未按规划

5、实施，但不影响泵站出水河道未按规划实施，影响泵站出水供电系统满足一、二级负荷要求单路供电，配备发电机接口单路供电内涝风险评估总体思路技术路线（1）通出路：按规划治理河道，提高河道的排水能力，以解决河道洪水位顶托高水管道的问题。（2）拦客水：针对客水汇入问题，考虑提高下凹桥区周边地区雨水（高水）管道的设计标准，同时对桥区周边小区进行海绵城市改造，减少客水流量并在高水区采取雨水拦蓄措施，尽量减少客水汇入桥区。（3）提标准：增加桥区低水区雨水口，改造雨水（低水）管道和泵站，提高低水区雨水收水和抽升能力。（4）蓄涝水：以下凹桥区及周边地区防涝系统规划为基础，按内涝防治重现期核算蓄水池容积。总体思路 对

6、于资料条件较好的地区，建议建立流域数学模型对下凹桥区积水情况进行分析并辅助方案制定和优化。模型构建流程如下：首先，进行资料收集。资料收集的范围应包括下凹桥区所在排水分区；实测降雨数据和设计降雨数据；边界条件数据等。其次，建立数学模型并进行参数确定和优化。应以下凹桥区所在排水分区内的全部管网为基础建立管网模型；特别需要对下凹桥区周边道路驼峰以及铁路、挡墙、围墙和堤坝等对地面径流有较大影响的要素进行特别处理，以真实反应地形情况；模型构建完成后，应根据经验和规范要求对参数进行设定，有监测数据的地区应根据监测数据进行校核；将上游入流信息和下游河道水位信息输入模型，调试后确定最终模型。最后，根据现状评估

7、和规划方案的需求，确定具体的模拟情景（不同降雨条件、不同边界条件等），分析积水的核心原因、评估设施的运行效果。是是否模型原始数据收集数据库构建模型数据导入与排水模型构建现场勘测调查试运行是否与模型数据一致？运行结果是否符合客观？模型参数率定排水系统评价和诊断是否满足率定标准？是否存在排水问题？排水系统优化否分析原因，修改模型数据调整参数设定典型桥区总体方案 回天地区育知东路桥区下凹桥立交雨水泵站升级改造 积水原因分析1、下游雨水系统不通此区域雨水应向南下游排入东小口沟，但南侧下游管线大部分尚未建设，少量已建管线也处于断头状态。现况雨水应急排入北侧雨水系统，而北侧系统自身已满负荷。吉晟别墅立交泵

8、站典型桥区总体方案 回天地区育知东路桥区下凹桥立交雨水泵站升级改造 积水原因分析2、现况泵站及配套管线排水能力不足现况泵站及进出水管线按40mm（P=2年）降雨强度建设，已远不能满足现行规范下凹桥区雨水泵站P=2030年的设计标准。3、大量客水汇入泵站设计流域面积约7.7公顷，泵站含客水区总面积约29.7公顷。典型桥区总体方案工程内容：l铁道桥现况泵站改造1座（流量提升为1.8m/s）l新建雨水调蓄池1座（容积7500m，调蓄池采用洞桩法施工）；l新建低水管线D800-D2000雨水管线长921ml新建高水管线WH=22001400-2孔44002000雨水方沟长1213m，最终向南排入现况4

9、3002100雨水方沟。典型桥区设施设计 下凹桥区方案1、泵站改造泵站最大设计流量1.80 m3/s，按保留现况结构更换最大流量水泵。2、新建调蓄池新建调蓄池有效容积7500m3，配套初期雨水池有限容积800m。3、低水管线改造将桥区低点外雨水口由双篦偏沟式雨水口改为四篦联合式雨水口，增加桥区低点主辅路雨水口数量，同时废除并新建低点区域收水管线，以满足最大进水量8.0m3/s的情况下桥区不积水。4、新建现况系统溢流管线新建D=1000现况系统溢流管线，下游接入调蓄池，将超负荷运行的雨水直接引入调蓄池，避免进入立交桥区。5、桥区客水拦截延缓方案采取以下组合措施：1）在现况栏杆下部设置挡水矮墙；2

10、）将围墙下部排水孔封堵；3）将挡墙下部缝隙封堵，上部开溢流孔。回天地区育知东路桥区下凹桥立交雨水泵站升级改造典型桥区设施设计典型桥区设施设计 该雨水系统包括沿道路铺设的雨水口，检查井和管道，以及用于抽排低水雨水的泵站。分别构建了流域改造前的现况模型及改造后模型。实施排水改造项目后的育知东路排水系统，其排水条件得到极大改善。在设计降雨模拟中，即使在P=50的降雨模拟中，桥区也未产生积水。下凹桥区内涝系统治理的思考l排水系统问题造成桥区积水，不仅是低水问题，上下游均与大系统发生关系，单排水系统问题造成桥区积水，不仅是低水问题，上下游均与大系统发生关系，单纯的提高桥区的排水系统标准，或单独的对桥区排

11、水系统改造，无法从根本上解纯的提高桥区的排水系统标准，或单独的对桥区排水系统改造，无法从根本上解决积水的风险决积水的风险l桥区排水改造要桥区排水改造要“三高、两低、一核三高、两低、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；核对下游管网或河道能力）蓄；核对下游管网或河道能力）l建成区桥区排水标准提高后的代价（局部与总体，翻建管线、下游同步）建成区桥区排水标准提高后的代价（局部与总体，翻建管线、下游同步）l桥区排水改造涉及多部门配合（规划、发改、交通、绿化、水务等）桥区排水改造涉及多部门配合（规划、发改、交通、绿化、水务等）下凹桥区内涝系统治理的思考智慧系统

12、 进行排水管网数学模型的设计与应用，通过数学模型对区域雨水管网系统进行模拟分析与预警预报，优化雨水管网系统的设计及运行工况，提前预报管网系统运行情况，提高排水系统的效率和保障度。智能调控系统需要实时感知桥区排水系统工况，预测积水情态并发出预警信息，动态优化控制蓄排设施，并协同配合应急抢险和交通联动。下凹桥区内涝系统治理的思考应急管理 工程措施与应急管理等非工程措施共同组成的下凹桥区内涝防治系统，才可以既保障设计重现期内常规降雨的正常排放，又可有效应对超常雨情，不造成人员伤亡和重大财产损失。按照“降雨开始”“出现积滞水”“交通中断”三个层次进行：降雨开始后，提示驾驶员雨天涉水驾驶、安全行车常识，并适时播出气象预警信息；积滞水影响车辆通行时，发布车辆绕行信息；积滞水造成交通中断的，及时发布道路交通中断信息和车辆绕行路线。当道路路面积水达20厘米时，及时启动交通应急保障措施，提前削减流量，积水达到27厘米时立即采取临时交通管制，禁止车辆通行，加强远端分流疏导，快速疏散滞留车辆，严防车辆被淹情况发生。相对而言，大流域怕长历时连续下。城镇管网怕短历时强度大（2021年北京旱河路铁路桥90.4mm/0.5小时）。根据北京市防汛应急预案（2022年修订），北京的暴雨四级预警已经更新，更加科学全面：谢谢 谢！谢！