來源：隧道網(wǎng)

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在日本下水道是一門科學(xué)

日本下水道科學(xué)館

1884年，日本第一個近代化排水設(shè)施在東京建成。130多年過去了，日本全國下水道連在一起可達(dá)45.5萬公里，足以繞地球11圈半。

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脆弱的城市

在東京埼玉縣春日部市，有一片為河流和田地所環(huán)繞、形似“盤子”、地勢低洼容易積水的中川及綾瀨川流域，過去曾多次發(fā)生洪水。2005年的一場瞬間特大暴雨襲擊東京，短短2個小時就累積超過200毫米的驚人雨量，造成大約6000棟房屋受災(zāi)，東京一片汪洋。

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自信源于萬無一失的保護(hù)

為此，日本在1993年3月決定大興土木，建設(shè)巨型分洪工程——“首都圈外郭放水路”。歷經(jīng)13年完工的該工程全長6.3公里，位于地下約50米深處，由內(nèi)徑10米左右的下水道將5座深約70米、內(nèi)徑約30米的大型豎井連接起來，前4座豎井里分流的洪水通過下水道流入最后一個豎井并集中到調(diào)壓水槽，最后通過4臺大功率的抽水泵，排入江戶川，最終匯入東京灣。全程由計算機(jī)在中央控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，被稱為世界上最先進(jìn)的排水系統(tǒng)。

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現(xiàn)在，就請跟隨我一同走進(jìn)“地下神殿”吧~

揭秘?洪水分流

能夠塞進(jìn)自由女神像的5座豎井

5座深約70米、直徑約30米的巨大豎井，連通附近的江戶川、倉松川、中川、古利根川等河流，作為分洪入口。每個豎井的深度都可以放下一座美國的自由女神像，或是一艘航天飛機(jī)。

三號和五號豎井，采用了“渦流式排水構(gòu)造”。也就是說，從倉松川、中川等區(qū)域流入的洪水，先沿著豎井的壁面流下去，通過處理使流水改變線形來減速，起到緩沖的作用。

值得一提的是，5座豎井連接的河流在修建堤壩時都建有“溢流堤”。溢流堤一般修建的與周圍最低地點一樣高，即河流水位上升到一定程度后，便從堤上專門的入口流入豎井中。

揭秘?連接隧道

鋼管插入式接頭管片

豎井中的雨水儲存到一定量后便會經(jīng)過連接隧道，流入調(diào)壓水槽中。這條內(nèi)徑10.6米的大深度隧道，采用了泥水式盾構(gòu)機(jī)施工。第一豎井至第三豎井區(qū)間段于2002年完成掘進(jìn)，第三豎井至第四豎井區(qū)間段于2004年完工，第五豎井區(qū)間段則是在2005年完工。

工程中一大亮點便是于2001年特地研發(fā)的鋼管插入式接頭管片。鋼管插入式接頭包括插入桿和接收管，接收管的內(nèi)面包裹了一層聚乙烯，插入時用來吸收膨脹以避免外面管片混凝土破裂，其拼裝自動化程度高，減少了螺栓孔，避免二次襯砌。此外連接隧道具有能夠應(yīng)對內(nèi)水壓、管片內(nèi)面平滑無凹凸的特點。

隧道施工中開挖出來的棄土最終用作江戶川堤壩的修建了。

揭秘?排水設(shè)備

每秒可排一座游泳池的飛機(jī)發(fā)動機(jī)

我們在之前提到，四個豎井分洪后會流向最后一個豎井并集中到調(diào)壓水槽，也就是蓄水池中。在這里有4臺日本國內(nèi)最大排水量的水泵， 每秒可以排水200噸。1秒最多可排出的水量相當(dāng)于一座25米標(biāo)準(zhǔn)泳池。而用來驅(qū)動這些水泵的是四臺飛機(jī)用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。

為了防范災(zāi)害，蓄水池除了儲備重油燃料外，還設(shè)置了自主發(fā)電機(jī)。即使發(fā)生停電，四臺發(fā)動機(jī)也可以滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)三天。同時考慮到環(huán)境污染問題，還設(shè)有“除灰機(jī)”。當(dāng)洪水流入立坑之前，一些漂流的碎木頭，飲料蓋子，碎雜物，會被像吸塵器一樣被吸取殘留下來，然后通過傳感器傳到總部，經(jīng)過確認(rèn)之后，自動流入垃圾箱。

揭秘?調(diào)壓水槽

59根高18米、重500噸的柱子撐起長177米、寬78米的“地下神殿”

調(diào)壓水槽就是在網(wǎng)絡(luò)上人氣非常高的“地下神殿”啦，這里是對外開放的，有興趣的朋友們可以去官網(wǎng)報名哦。其中一個主要設(shè)備便是中央控制室。在這里會收集衛(wèi)星搜集到的氣象情報和地底內(nèi)部的水流狀態(tài)等信息，總控制室時刻跟蹤整理，通過電腦網(wǎng)絡(luò)的分析，調(diào)整放水路流入的閘門的開啟、水量調(diào)節(jié)、速度緩急、水泵啟動或停止。

當(dāng)調(diào)壓水槽內(nèi)儲存了一定水量之后，排水泵打開，雨水迅速排向江戶川。排水量達(dá)到200立方米每秒。也就是說，東京的這套地下排水設(shè)施，堪比一個中型的水電站！

排水量：

第18號水路　4.7m3/s

中川　25m3/s

倉松川　100m3/s

幸松川　6.2m3/s

大落古利根川　85m3/s

～江戸川排水量　200m3/s

總儲水量：670000m3

此外，六個5.4m×4.2m的排水門還擔(dān)負(fù)著防止江戶川逆流的重要作用。

戰(zhàn)績顯赫

無論是雨水還是生活污水都必須經(jīng)過處理才能排入河中。60年代的東京，就曾因為隨便排放而發(fā)生遍地臭水橫流的情景。而更重要的是，東京地下還有四通八達(dá)的地鐵系統(tǒng)，如果排水和污水問題處理不好，那整個城市就會陷入癱瘓。

這座設(shè)施每年運行約5～10次，迄今為止，已經(jīng)累計戰(zhàn)勝了75次暴雨。首都圈外郭放水路，臺風(fēng)暴雨季節(jié)可以排洪，而平時可用來承擔(dān)各種污水的凈化處理。

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