台风天城市“看海”怎么破，上海地下44.6米有一座“生态之肾”

9月23日，随着最后一方混凝土完成浇筑，上海虹莘初雨调蓄管廊主体结构实现封顶。

这是全国首座竖井初雨调蓄管廊工程，由中铁十一局承建。项目位于上海市闵行区虹秀路51弄，属于七宝镇，距离虹莘排水泵站不远。

不同于国内传统占地面积较大的“池塘”型调蓄池，其主体结构是一座内径15.1米、深44.6米的圆柱形竖井，通过向地表深处要空间，大大减少工程项目对土地的需求，更适合寸土寸金的超大城市。

按照目前的工程进度，这一超大直径深井预计于明年春节后投入使用，成为上海应对城市雨水治理和排涝问题的新“武器”。

封顶前，还在建设中的上海虹莘初雨调蓄管廊主体。

“地下肾脏”过滤污染

上海虹莘初雨调蓄管廊项目部总工程师朱瑞春介绍，初雨通常是指降雨时最初15分钟的雨水，这些雨水含有较多汽车尾气等大气污染物，到达地面后，又混入生活垃圾、餐饮油污等地表污染物。

初雨调蓄系统则是海绵城市的“地下肾脏”，通过“截流—滞蓄—沉淀—错峰—自洁”一体化设计，将初雨截流、蓄积、净化，待晴天排出至市政管网，降低城市管网压力，改善下游河道水质。

而当暴雨来临时，这种装置又能储存过量雨水，降低城市内涝发生的频次和危害程度。

虹莘初雨调蓄管廊蓄水空间达4700立方米，可拦截周边1.3平方公里的初雨。过去，周边雨水通过路面排水口，流至虹莘排水泵站进行自然沉淀，然后再排放至河道内。但虹莘排水泵站蓄水空间小，遇上暴雨路面积水时，可就顾不上沉淀初雨的污物了。

虹莘初雨调蓄管廊通过管道连接虹莘排水泵站，将污染物较多的初雨截流过来，从而避免了这些污染物较多的雨水直排至河道中。

“从虹莘初雨调蓄管廊到虹莘排水泵站，我们将在地下安装一条内径1.2米、长665米、坡度为0.12%的管道，阀门打开后，水就可以从虹莘排水泵站顺着管道自然流入初雨调蓄竖井。”朱瑞春说。

竖井深44.6米，但有效蓄水深度为27米，主要是因为下方有厚厚的混凝土层和底板，而顶端则设有设备层，用以安装电气和通风设备。

上海虹莘初雨调蓄管廊主体竖井内部结构图。

初雨顺着管道流至竖井进水口前，会通过一个小的沉淀井初步过滤污物；进入竖井后，会遇到一道格栅，进一步过滤。随后，初雨会在深27米的主蓄水井自然沉淀。处理完成后，储存的初雨再错峰通过管道，用泵就近排入城市污水管网。

整个过程不需要任何人工干预，污水排尽后，虹莘初雨调蓄管廊还会进行自洁，自动用水冲刷沉淀井、格栅、井底，防止污物和泥浆淤积。

施工中的竖井内部照片。

“内涝克星”任重道远

今年暑期，台风带来的超强暴雨，让全国各地多个城市进入“看海”模式。初雨调蓄系统能否成为城市“内涝克星”？对此，业内专家表示，关键在于规模。

以虹莘初雨调蓄管廊为例，4700立方米的蓄水空间在真正的特大暴雨面前，量级还是太小，只能吸收周边1.3平方公里土地5毫米的降雨量。

要想进一步降低城市内涝发生的频次和危害程度，就需要更大的初雨调蓄池或初雨调蓄井。

“如果超大城市难以腾出大片土地，我们可以进一步推广深井式调蓄系统，在技术上，即使是直径30米的深井也没有难度。”朱瑞春说。

但真正的难点在于如何平衡投资与回报，毕竟极端暴雨出现频率较低，而建设初雨调蓄装置的资金投入却是实打实的——业内做过统计，初雨调蓄系统每立方米容量的建设成本在万元以上。

最关键的是，不像污水处理厂可以通过处理污水获得收益，初雨调蓄系统是纯民生工程，只有投入，没有任何资金上的回报。

在运营环节，虽然虹莘初雨调蓄管廊可实现现场无人化运营，远程监控系统也可接入虹莘排水泵站，由虹莘排水泵站原有值班人员来监控设备运行状态，但每半年下井一次的维保仍然少不了。

业内专家认为，想化解这一问题，需要有更大的视角。比如，初雨调蓄装置可改善下游河道水质，而过去因雨水污物排入河道所产生的治理费用并不少。此外，减少极端暴雨给城市带来的损失也是初雨调蓄系统的“隐形收益”。

在日本，有不少竖井初雨调蓄系统上设有花园、绿地，收集的雨水可在没雨的时候，分时段通过自动浇灌装置为花园、绿植浇水，由此减少用水和用人成本。

记者了解到，虹莘初雨调蓄管廊建成后上方也将建设一座小型公园，届时，“只要拉几个智能灌溉水管，就能实现植被的自动养护”。

初雨调蓄竖井掘进机作业效果图。

“隐形水库”生态友好

另一个需要关注的问题是，挖一座超大直径深井，对周围环境有多大影响？

对此，朱瑞春介绍，将通过技术手段，虹莘初雨调蓄管廊对周边环境，以及居民的影响都降至最低。

机械法竖井初雨调蓄管廊原本只有国外有，国内由中铁十一局和铁建重工率先联合研发，生产出国产化率100%的初雨调蓄竖井掘进机。

竖井掘进机挖掘作业时，需要在井筒内注水和泥浆，在水下掘进作业，利用泥浆渣土泵将挖掘出来的泥浆输送至泥浆分离设备中。这种作业方式极大减少了扬尘、降低了施工噪音，即便是夜间施工，周边居民楼内也基本听不到设备掘进作业的声音。

而且，这种作业方式还能实现水压平衡——直接挖一口井，通常周围需要围护桩进行固定，并且由于不同深度地下水压力不同，会导致围护桩产生变形，也让周边建筑发生沉降。而通过注入水泥浆，控制深井内外部水压平衡，可将周边建筑沉降控制在毫米级，甚至施工过程中无需设置围护桩，从而节省了施工成本。

此外，传统初雨调蓄池施工区域占地面积可达2000平方米，而虹莘初雨调蓄管廊施工占地只有200平方米，大幅降低对土地资源的占用，几乎不影响周边居民出行。

虹莘初雨调蓄管廊施工占地只有200平方米，其他办公区域、设备堆存区域全部加起来也不大。

等项目建成后，上方会覆盖泥土，建设一座小型公园，仅留下两个看上去像井盖的出入口，一个通往变电所，一个通向井下的设备层。

周边居民饭后可以在公园漫步嬉戏，完全感受不到脚下“隐形水库”的存在，真正实现生态友好。

当然，上海虹莘初雨调蓄管廊究竟能给上海带来什么，这要等项目建成投用后才能得到最准确的回答。而这个答案，也关系到初雨调蓄竖井是否能在上海，以及中国其他城市进一步推广。

而在这之前，机械法竖井施工技术由于对周围环境影响小的优势，已引发关注。“香港特别行政区政府土木工程拓展署就曾派代表团来项目现场交流，他们有建设类似工程的需求。”朱瑞春说。

上海的探索，正在为全国其他城市提供借鉴。

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