汛期 守护京城
——土木工程总承包部桥区积水治理工程建设小记

1862年，法国作家雨果在《悲惨世界》中写道：“下水道是城市的良心”。
    干道、支道，明沟、暗沟，涵洞、沟眼，纵横交错的排水系统，让“千龙吐水”的故宫雨水全部排入内金水河，修建600年来，故宫从未出现大面积积水。
    美国纽约拥有全美最庞大的地下水道系统，数千英里的管线和几十家污水处理厂一起，每天处理近600万立方米的污水，这就是超级城市运转的“良心”。
    从北京故宫到美国纽约、法国巴黎等等，对于日益扩张的大城市而言，优良的排水、蓄水系统是保证城市正常运转的“血脉”。
    “每年6月1日至9月15日是北京汛期，降雨量约占全年的85%，容易造成内涝现象，自2012年‘7•21’特大暴雨后，北京市委市政府下大力气整治城市内涝问题，首都汛期城市积水现象越来越少。”土木工程总承包部桥区积水治理工程（以下简称桥区项目部）项目经理王东清说。
    颐和园附近的一亩园积水治理项目现场，王东清的办公室内挂着一幅北京地图，地图上贴着48面小红旗，代表着5年来王东清项目团队48个雨水泵站。
    “48个雨水泵站，40座雨水调蓄池，涉及海淀、丰台、朝阳、西城、大兴、昌平、通州等7个区县，无论是这些工程的建造过程中，还是移交维护后，我们让大半个北京城的立交桥下再无积水。”王东清和他的团队很自信，2015年至2018年，北京共降雨99次，其中特级和一级预警37次，桥区在40余座泵站中承担防汛任务，累计总水泵抽排水量1125671立方米，相当于大半个昆明湖的水量。
    汛期，北京不再打开“观海”模式，这便是桥区项目部用5年时间铸就的“良心”工程。

左安门桥区积水的变化
    2012年7月21日，北京遭遇了61年来最大的一次强降雨，京城变成一座“水城”，一座座立交桥下，车辆深陷、人员被困，整个城市几近瘫痪。
    降雨量最大的房山区人员及财产损失严重，特大暴雨后，集团员工以“责任如天”的气概迅速完成了灾区安置房的建设，为援建房山作出了应有的贡献。
    那一年，东二环边的左安门立交桥下积水严重，车辆被淹，居民出行被堵。今年7月15日至18日，北京持续强降雨58小时，平均降水量达101毫米，但是左安门下凹式桥区没有出现任何积水。
    “不仅是左安门桥，莲花桥、六里桥、广安门、小红门、大红门等等区域，在今年最强降雨下，均未出现积水。”王东清指着地图上的一面面小红旗说，这些红旗代表的不仅是桥区项目部5年来承建的泵站、调蓄池和管线，更表明这些区域在汛期不再积水。
    “西蓄东排、南北分洪”是“7•21”特大暴雨后，北京市提出的防洪排水新格局。其中东排指疏挖东部下游河道，使中心城区排水通畅，以城区78座下凹式立交桥泵站的改造，提升东排的能力。
    以桥区项目部2013年承建的左安门桥泵站改造为例，这项2014年就完成的工程被绿地围绕，守护着周边5.44公顷的汇水面积。当强降雨来袭时，雨水通过改造后的管道快速汇入泵站，初期雨水携带大量道路上的杂物和泥沙，先在初期池里收集起来，避免直接排入河中造成污染。等2000立方米的初期池快集满时，3台经过改造提升的132千瓦排水泵同时开动，每分钟可排水一百多吨，将雨水高压强排到护城河，保证桥区路面不积水。

    极端降雨时，护城河水位高涨，桥区之下新建的6000立方米调蓄水池就能起到错峰消峰作用，一时排不出的水便进入调蓄池，等雨小后再抽排出去。
    “2013年至2015年，北京市启动城区雨洪控制利用三年行动计划，集团按照市委市政府的要求迅速在土木部组建起一支精明强干的队伍来专门承建泵站、调蓄池等工程，桥区项目部就是这样诞生的。”王东清说集团与北京排水集团建立起战略合作关系，先后承揽了44项北京桥区治理项目和4项通州区雨水泵站应急防汛工程，项目遍布北京地区，北至昌平黄平东铁路桥区，南至大兴的团河、李营桥区，西至门头沟麻峪铁路桥，东至通州，为古城北京打造出强大的水量生态循环系统。
    每一项工程都不大，跟左安门桥区工程类似，但是桥区项目部立足新的建设领域，不停拓展市场，持续创新技术，5年内累计完成大容量调蓄池38座，累计蓄水量20余万立方米，其中明挖调蓄池13座，大管径顶进调蓄池1座，暗挖调蓄池24座。除三期在建的大红门和四期的岳各庄、丰裕桥项目外，其他调蓄池基本施工完毕，此外还明开、暗挖、顶管、紫外线加固、翻转内衬修复各类管线40多公里。初步实现了“海绵桥区”概念，并在建设过程中持续总结开发利用地下空间的经验，形成了一套完善的雨洪调节技术，为新型智慧城市建设注入了新活力。

大红门桥区建造创新
    王东清介绍说北京市三年行动计划分三期，桥区项目部一期承建10座调蓄池中有9座采用明挖法施工，二期承建的15座调蓄池和三期的15座调蓄池则主要采用暗挖法施工。
    从明挖建造到暗挖施工，桥区项目部不断转变观念，首次在北方应用暗挖法建造调蓄水池，并形成了一整套科学的建造技术。
    “明挖法施工速度快，但是占用的场地大，在交通繁忙场地狭窄的立交桥区施工，根本没有足够的场地来进行明挖作业，或者说征地所需要的时间远超建设时间，所以从2013年第一期的丰台大桥桥区治理工程开始，我们开创性地在北方应用了暗挖法来建造调蓄池。”王东清说暗挖法比明挖法风险更大些，但是对建造过北京地铁亦庄线、14号线的骨干技术人员来说，暗挖施工的各种风险源尽在掌控之中。
    在地铁雍和宫站暗挖施工中，最多曾经有27个暗挖导洞。而蓄水量达1万立方米的大红门桥区调蓄池，暗挖导洞达30个，其建造难度堪称北京最难。
    南四环大红门立交桥区域，原在2002年建有永南泵站，2015年大红门桥区治理工程要新建一座调蓄池，初期池容量为1215立方米，雨水调蓄池容量达10018立方米，其体量是全国暗挖调蓄池之最。
    从3米乘3米的竖井往下走，能看到较为宽阔的施工竖井，其长宽高分别为7.8米、7米和26.9米，暗挖断面又宽23.3米、高19.6米，分为5列6行，共30个导洞，每个导洞宽4.3米、高3.1米到3.5米，导洞最长达到50米。

    这段数据很可能把人绕晕，你可以想像成一面墙上有30个洞，这30个洞分成六层，每层有5个洞。初衬开挖是从上到下一层层开挖，基本上一个月完成一层；二衬施工则反过来从下至上施工。
    相同的施工面，明挖施工需要300人，暗挖施工不到100人，但是明挖的速度要更快。如果把征地时间和工人数量考虑进去，暗挖施工比明挖更快、更节约成本。“大红门桥暗挖施工时，在距离地面16米处的砂卵石地层下遇到了地下水，我们通过技术创新还攻克了富水地层超大断面调蓄池施工的难题。”桥区项目总工程师仇和说，一系列的技术创新促进了大红门工程建设顺利推进。
    完善的安全教育体系，实行比地铁暗挖还严格的安全管理，“我们随时进行有害气体检测，做好通风保障，设置标准的防护体系，不仅在大红门，在24座暗挖施工的桥区工程施工中，均实现了安全零事故。”仇和说项目部在地面和作业现场都配置了无线监控摄像头，在电脑和手机端24小时监控。
    2014年至2015年，桥区项目部30多名管理人员同时建造27座调蓄池，就是这套手机视频监控系统让项目部对所有工程做到了精细管理。“除了视频监控管理外，我们专门成立了检查组，每周对所有工程巡查一遍，并协助驻地管理人员抓好工程的安全、质量、进度及文明施工等。”王东清说。
    在这座古城重新建造排水及调蓄系统，意味着项目部要有敢为天下先的勇气，通过工程管理模式和施工工艺的创新，为大城市解决排水问题提供终端解决方案。
    结合桥水区暴雨计算公式及改造的难易程度，桥区项目部以“多措并举、明暗结合、调蓄共行”的方式，因地制宜地采用联合式雨水口，通过明挖法、顶管法、暗挖法、内衬修复法改造泵站、调蓄池和管线，大大提高雨水管理水平。针对原有泵站不能满足新的设计标准，项目部采用更换大流量变频水泵、设置备用泵、扩大集水池、更换格栅、加大出水井、改造配电系统等措施提高泵站抽排能力。
    不断创新、不断突破，一项项新技术的诞生，见证了44项桥区积水治理工程的成功。项目部深耕桥区积水治理事业的进程中，不仅在中国北方首创暗挖法建造调蓄池、在全国首次用顶管法建造五路桥区工程，通州区雨水泵站应急防汛工程还荣获国家优质工程奖，大红门《中心城区富水地层超大容量暗挖雨水调蓄池综合技术研究》获集团科技进步二等奖。
    桥区项目部还制定了多项行业技术标准，分别参编《城市地下管廊结构施工技术与创新》《岩土工程锚固技术的新发展》《全国桥梁学术会议论文集》等3部工程类书籍；《一种暗挖式雨水调蓄结构》《一种城市排水系统》《一种雨水收集系统》《一种雨水收集系统和一种交通防护钢构桥》等4项获得国家实用新型专利，这些技术为尚处在探索期的城市生态系统链建设播下了“智慧的火种”。

汛期守护半个北京城
    从左安门桥区积水的变化，可以看出土木部桥区项目为解决城市排水问题搭建的“生态系统链”的运作方式：首先是重新核定流域面积，使每个桥区流域面积计算更准确；其次是采取高水高截高蓄方式，增加桥区与周边立交相接道路的雨水口，提高收水能力；第三是更换为更高效的水泵，提升泵站抽升能力；最后是在收集初期雨水的同时建设调蓄池进行雨峰调蓄。
    “桥区积水治理工程主要包括雨水收集系统、调蓄系统、泵站提升系统和外排系统，这些系统再配上自动化控制系统，就形成了北京现代化的桥区排水系统。”王东清说。
    2013年汛期到来之前，西三环莲花桥积水治理工程就已完工，桥区项目部在莲花桥东南和西南两个绿化带内，建造了四个大型蓄水池，并设置了8台主水泵和4台备用水泵，排涝能力达到每秒26立方米，每小时可以排出93600立方米雨水。而立交桥调蓄池收集的雨水可以为桥区绿化养护提供水源，还能为莲花公园湖泊提供大量水源。
    “2013年以来，我们建造的桥区积水工程已经移交了39座，大半个中心城区的主要立交桥由当年的积水点变成了汛期安全通行点。”王东清说，从第一期的10项工程开始，桥区项目部每施工一处，就确保了该处工程所处区域的防汛安全。“从开工到移交，再到40余处防汛点的抽排任务，每年汛期都是桥区项目的决战期。”
    近十年，北京年均降雨量为425毫米，其中7月下旬和8月上旬要降下全年一半的雨量，俗称为“七下八上”。每年“七下八上”对桥区项目都是巨大的考验，更是验证桥区工程的时候。
    2016年7月20日，北京强降雨，总雨量超过“7•21”特大暴雨，莲花桥下8台水泵开动，左安门桥区调蓄系统运转，桥区项目部治理过的所有桥区无一积水。
    “每年汛期，基于微博、微信的防汛网络矩阵就发挥作用，与高德地图、百度地图合作，一旦北京启动暴雨橙色及以上预警，我们的手机导航地图里就会实时显示积水点信息，我们也会分时段、分区域、分强度地发布精细化预报预警，使防汛工作有的放矢。”王东清以2017年6月21日北京的强降雨为例，介绍了桥区项目的防汛体系。

    去年6月21日的北京猛烈雷雨时间长、过程降温剧烈、短时激烈并伴有雷雨、大风甚至冰雹等强对流天气，累计雨量超过100毫米。桥区项目部提前谋划，各泵站按照业主北排集团的要求成立3+4人的防汛小组，从措施方案上制定了切实可行的一桥一策。并于21日下午3点前，完成对发电机、水泵等防汛设备检查及试运转预热；对雨水口进行清掏；对其他防汛设施及物资进行检查，防汛人员到位、签到，完成汛前工作交底。
    6月21日下午17点，北排集团董事长林雪梅亲自签署了特级上汛令。王东清迅速组织相关防汛人员就位，按事先分工和防汛程序交底、签到、清掏雨水口、启动发电机、上路巡查并通过网络上传防汛信息，各分管领导负责巡视督查，信息员密切关注云图走势及现场抽排、路上积水情况，专门的打捞人员在路上负责清掏雨水口和安放指示标识。
    从6月21日下午17点上汛到6月24日上午10:30下汛，四天三夜里，防汛人员不敢有丝毫的懈怠，发电机在轰鸣，水泵满负荷运转。共计出动防汛人员八百多人次，累计抽排水量高达48875.4立方米，已交付运营的35个桥区和在手的11桥区，共计46个易积水点无一处积水。
     2018年北京汛期来得更早，持续时间更长，桥区项目部承担着三期6座工程泵站、四期岳各庄泵站的防汛任务。截至2018年8月25日，北京市共计降雨25次，其中特级预警3次，一级预警8次，二级预警1 次，三级预警5次。桥区项目共出动防汛车辆 86台次，出动防汛人员8373人次，各泵站共计使用发电机次数135次，抽升次数448次，累积总水泵抽升排水量63237.4立方米。
    桥区项目部5年间承建的48个雨水泵站和调蓄池，可同时蓄水20余万立方米，配以强大的抽排能力，就如同在数十座立交桥的绿化带下面安装了几十块巨大的海绵，强降雨时一吸就是一个陶然亭湖的水量，停雨后干净充溢的水又成为周边生态环境用水，600年前故宫排水系统的“良心”在桥区积水治理工程中得以继承发扬。
    “去年我们又承接了桥区积水治理四期工程的三个泵站和一亩园积水点工程，其中岳各庄泵站是北京市防汛工程建设的重点工程，负责岳各庄桥区及周边13万平方米的防汛任务。”王东清说国内领先的桥区积水治理技术、管理经验和人才队伍，成为持续拓展市场的关键因素。今年，桥区项目还承接了海淀区聚焦攻坚管线项目三个标段共计13条管线，以及昌平有机质生态处理站项目。
    未来，这支首都积水治理工程建设的排头兵将继续破浪前行，为打造智慧的“海绵城市”注入更多力量。