深隧工程设计的原则是尽量避免浪涌和气爆的发生，将危险扼杀在设计和施工阶段，而不是在深隧运营后发现问题，“亡羊补牢”需要付出的代价往往比较沉重。浪涌现象在所有可能出现满流的排水管道内都会出现，完全避免浪涌现象在理论上是不可能的，但是，必须将浪涌造成的影响控制在安全范围内，不会对隧道结构和地面人身、财产造成任何负面影响。

在制定浪涌缓解措施之前，必须首先分析浪涌的成因，尤其是造成气爆的原因。多数情况下，气爆导致的破坏性结果比浪涌更大。比如，芝加哥TARP一期由于通风不畅，在运行过程中，多处发生气爆。造成浪涌和气爆的主要原因有：①入流量大，深隧被快速充满，填充波在隧道内迅速移动，造成浪涌；②通风不畅，引起空气在隧道某个部位累积，形成高压空腔。高压空腔移动到与大气相通的出口，如跌水竖井、通风管或溢流竖井，造成气爆，随后还引发水压的剧烈波动。

缓解浪涌、避免气爆的主要工程措施有加大深隧内径、加大跌水竖井内径、设置浪涌消解池、设置气水分离室、完善通风系统等。为了保障经济效益最大化，需要做必要的浪涌分析计算。

（1）加大深隧内径

参考式（4-34）和图4-37，在深隧入流量一定的情况下，加大深隧内径，将减小深隧弗劳德数，增加深隧入拐点流量，可以有效减小浪涌现象导致的压力波动幅度，缓解其负面影响。相反，加大深隧内径会导致工程造价的大幅度增加。因此，需要参考浪涌分析模型模拟结果，在将浪涌影响控制在合理范围内的前提下，使工程造价最小。

（2）加大跌水竖井内径

对比折板竖井和旋流竖井，对于相同的入流量，旋流竖井内径远小于前者，工程量和造价也更小，但是，发生浪涌时，在旋流竖井内造成的水压力更大，浪涌水更容易喷出地面，造成局部地面淹水甚至人身、财产损失。因此，在距离可能出现严重浪涌的隧道段上游最近位置的竖井增大其内径，可以有效缓冲浪涌导致的水位抬升；或者在旋流竖井外围设置套筒竖井，套筒竖井干区部分既可以起到通风管的作用，也可以调蓄浪涌水流，起到消减浪涌的作用，典型断面如图4-38所示。英国泰晤士河深隧就采用了套筒式竖井。

折板竖井拥有巨大容积的干区部分，可以有效缓解浪涌影响。如果旋流竖井难以解决问题，在施工场地允许的情况下，可以选择折板竖井代替旋流竖井。

图4-38　套筒式跌水竖井断面布置图

（3）布置浪涌消解池(www.daowen.com)

底特律胭脂河排水深隧（Upper Rouge Tunnel）长度11km，地下埋深43～58m。由于地质条件限制，分两段施工：上游段略高，内径6.1m；下游段略低，内径10.5m。为缓解溢流污水对胭脂河水质污染，总共设置13个跌水竖井，收集17个合流制溢流口溢流污水。等深隧被溢流污水填满时，截流井内的翻板闸关闭，关闭翻板闸在深隧内形成浪涌。为了消减浪涌的影响，在每个跌水竖井附近设置了浪涌消解池。消解池系统布置如图4-39所示，消解池蓄水体积共2.85万m3。

（4）布置气水分离室

旋流竖井跌水过程中，水流都会有夹带空气。如果夹带空气进入深隧并积累形成高压空气包，则会导致气爆的发生。因此，为避免夹带空气进入深隧，需要在连接支隧前设置气水分离室，跌水入深隧前完成气水分离，气水分离室顶设置通风管，与大气相通，或通往跌水竖井顶部，保持气压平衡，见图4-40。

（5）保障深隧通风顺畅

复合型深隧兼顾初雨调蓄和防洪排涝，运营工况复杂，在排空备用、初雨调蓄、洪水排放等工况之间不断切换，在隧道填充过程中会造成剧烈水压波动。除了上述工程措施缓解正常浪涌影响外，保持隧道在各种工况下通风顺畅是必须的，尤其是在浪涌发生过程中，通风系统必须具备足够能力应对短时间内巨大的通风量需求，避免深隧内形成高压空腔。

（6）其他

图4-39　典型浪涌消解池构筑物布置

图4-40　跌水竖井气水分离室和通风管布置图

除了具体的工程技术方面的应对措施，合理安排深隧运营管理、调度程序等，也可以有效缓解深隧浪涌现象。底特律蓝山泵站（Bluehill Pumping Station）下游沿马克大街的深层合流制排水深隧系统，在运行过程中有严重的浪涌发生，曾经抛翻检查井盖甚至路上行驶的汽车。经过浪涌分析，采取一系列缓解措施，其中一个措施为调整蓝山泵站各台泵的开启间隔时间，最小间隔时间为20min，缓解因开启泵过快而引起的浪涌现象。