【技术博览】深入地下！探秘前海这条国内最大型、综合性、复杂性排水深隧系统

前海-南山深隧系工程是国内一条最大型、综合性、复杂性的排水深隧系统，项目所处位置地质条件及周边环境复杂，施工技术水平要求高、挑战难度大、设备要求高。

今天我们将深入分析项目的特点、建设过程中重点、难点，为全国城市防洪排涝工程系统建设提供可借鉴、可参考、可推广的前海方案和前海路径。

前海-南山排水深隧系统工程是由前海管理局出资建设的深圳市重大项目、治水提质关键工程，旨在构建前海湾外围水屏障，保障前海“水安全”，改善“水生态”，提升“水景观”，打造优质环境。

前海-南山排水深隧系统工程总平面图

作为前海水环境建设的核心工程，该工程是在高密度建设城区中高质量打造“水城”的必由之路，具有重要的实践意义和探索价值。工程不仅解决南山-前海水环境安全问题，形成“水屏障”，其建设过程中，还将研究攻克超深地下工程的防水、防腐、水土压力、盾构、连续墙等施工技术难点，为全国城市防洪排涝工程系统建设、城市地下空间综合利用及探索发展生态与城市和谐相融的新模式提供可借鉴、可参考、可推广的前海方案和前海路径。

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工程概况

前海-南山排水深隧系统工程跨南山区和前海合作区，是国内第一条集旱季污水收集、雨季污染控制、防洪排涝三大功能于一体的综合型排水深层隧道，由主隧、支隧、预处理站及大型枢纽泵站组成。主隧长约3.7km，洞径6.0m，埋深45m；支隧长约0.92km，洞径4.0m～5.4m；枢纽泵站基坑直径150m，深55m，为超大超深基坑。总投资约24.1亿元。建设目标为防洪标准100年一遇，排涝标准50年一遇，项目于2019年5月30日开工。

项目位于月亮湾大道西侧，规划环状水廊道东侧，起点为现状关口渠，终点为铲湾渠水廊道。沿途分别收集预处理关口渠、郑宝坑渠、桂庙渠的初（小）雨水、涝水。

主线隧道：全线内径6.0m，总长3.74km，沿线设关口渠深层接驳井、郑宝坑渠深层接驳井、桂庙渠深层接驳井、通风竖井及主隧结合竖井、施工临时竖井，共6座竖井。

支线隧隧：关口渠内径4.0m，浅层支隧长184.24m，深层支隧长32.03m；郑宝坑渠内径5.4m,浅层支隧长196m，深层支隧长49.45m；桂庙渠内径5.4m，浅层支隧长413m，深层支隧长15.10m。

浅层进水竖井：设有关口渠浅层进水竖井、郑宝坑渠浅层进水竖井、桂庙渠浅层进水竖井，共三座。

预处理站：设有关口渠预处理站、郑宝坑渠预处理站、桂庙渠预处理站，共三处。

初雨转输管道：DN600～DN1000，总长4.66km。

支线深层、浅层隧道分布情况

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系统运行原理

深隧工程集旱季污水收集、雨季污染控制、防洪排涝三大功能于一体，同时具备旱季、初（小）雨、调蓄、排涝、超标洪水等多种运行工况。项目服务南山区和前海合作区，主线隧洞沿途通过浅层进水竖井、支隧分别收集南山区关口渠、郑宝坑渠、桂庙渠的初（小）雨水、涝水，流域上游的旱季漏排污水和初（小）雨水经过预处理站预处理后转输至南山水质净化厂处理，涝水经过隧洞末端的枢纽泵站集中提升至前湾河水廊道排放，有效解决雨季前海片区排污、南山片区排涝及渠道水质问题。

污染浓度最高的初小雨（截流倍数n=2）经过预处理和水泵提升，通过沿环状水廊道铺设的一根专用转输管转输到南山污水厂，进入到南山污水厂的污水处理流程中，通过生物处理后排放，该部分雨季处理规模为15万m³/d。后续雨水可利用隧洞容积来调蓄，调蓄后通过泵站转输到南山污水厂现有的一级强化处理设施处理后直接排海，该部分调蓄容积为10.8万m³，初小雨排空时间为一天（24h）。降雨增大，隧洞内水位超过排涝泵启动水位时进入排涝工况。排涝泵设计总规模为86m³/s。

03

工程特点

前海合作区规划定位以“水”作为核心要素，建设成“前海水城”，为现代化、花园式、环境优美、独具魅力的滨海城区。未来前海合作区必将成为粤港澳大湾区建设中的重要节点，成为实现粤港澳合作战略的重要平台和先行先试的新中心。深层排水隧道由浅层整合连接系统及深层隧道组成，组成要素有截流管、调节堰、整合连通管、竖井、隧道及出水泵站等。

深隧具有与常规排水系统不同的特点：

更深，故需将水安全跌落入隧道，并导致巨大的体积排气。

大流量，会有潜在的水锤及井喷问题。

地面连接少，会有潜在的大量气泡吸入，并需要设置集中的排气口。

因此在深水隧道的设计运行中的重点有竖井、水锤、通风、臭味控制（污水隧道）、底泥沉淀、浅层整合连接及排出几个部分。

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工程技术重难点分析

（一）工程主隧、支隧施工风险高

1.主隧洞埋深约45m，长度3.74km，沿途下穿1号线、5号线和11号线三条地铁线路，与11号线最小净距不足6m。

2.关口渠、郑宝坑渠、桂庙渠浅层支隧下穿规划平南铁路及月亮湾大道，与月亮湾大道下沉隧道最小净距不到1m，主隧道下穿沿江高速及桂庙路跨线桥桩基。

3.主隧、支隧穿越段水文、地质条件及周边环境复杂多变，全断面硬岩强度超过100MPa，部分区段还存在上软下硬地层，坚硬岩石、富水高压等地层盾构施工难度大。

关口渠预处理站

（二）超深基坑技术管理难度大

工程涉及到12个深基坑工程，其中有8个超过45m，枢纽泵站基坑直径156m、最深处55m，为超大超深基坑。深隧工程超深基坑施工过程中将面临以下难点：

1.滨海复杂地层超深圆形基坑地下连续墙超长、异形钢筋笼整体吊装。

2.超深地下连续墙垂直度控制精度要求高，为1‰。

3.超深地下连续墙墙幅接缝止水要求严。

4.超深基坑土方垂直运输难度大，基坑施工安全管理风险高。

（三）核心设备选择至关重要

项目涉及多种核心设备，包括大型水泵及配套电机、通风除臭系统设备、闸门等。枢纽泵站作为深隧系统的中枢神经，核心设备水泵的选择至关重要。由于深隧项目枢纽泵站为超深泵站，水位变幅大，需多泵分段组合运行，泵组流量大、扬程高、功率大（泵组最大单泵流量10.75m3/s，最大扬程46m，最大功率1600kW，安装、检修条件极为苛刻，耐腐蚀性及可靠性要求高。）

为保证核心设备质量，确保工程建成后达到设计效果、深隧系统运营管理安全可靠、方便快捷，枢纽泵站水泵、闸门及除臭设备采用国际招标方式进行采购，均选用原装进口设备。

（四）深隧施工盾构机选择慎之又慎

为适应深隧工程复杂多变的水文、地质条件及周边环境，主隧盾构机选用新造盾构机，相较于常规盾构机有以下特点：

1.刀盘运转速度高、刀具安装方式更加合理。

2.优化盾构机超前注浆配置，有利于更好地防止开挖面坍塌。

3.增加盾构机土仓、人仓可视化功能，可实时监控刀盘开挖切削状态及盾构机带压进仓过程中人员工作状态。

4.采用直接物料转运通道及变频电机，加装皮带机称重系统、空压机运行分析系统，能够及时反馈盾构机运行情况、电机运载过流情况，精准分析每环出渣量，加快了施工效率，降低安全隐患。

通讯员：基建事业部 牛宏荣、赵启嘉

编辑整理：洪鹏辉

校审：姜媛媛、朱斌

本文由前海控股编辑整理发布，转载请注明来源

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