由于城市浅层地下空间开发强度较大，地下深层调蓄隧道一般建于相对标高负20米以下的空间。根据城市选用排水体制的不同，可分为雨洪调蓄隧道和雨污合流调蓄隧道。①雨洪调蓄隧道，只收集暴雨时的雨水，一般隧道末端设有大型排洪泵站，最终排向大江大河，如日本东京外围排水系统和中国香港荔枝角雨水排放隧道。②雨污合流调蓄隧道，目标是控制合流制溢流污染，改善水环境。对合流污水、初期雨水进行收集、调蓄和输送，最终送到污水处理厂处理。例如，美国芝加哥深隧、伦敦泰晤士深隧和巴黎地下排水道。

日本东京外围排水系统位于东京16号国道下方50米深度处，于1993年开工，2006年竣工。系统由5座深约70米、内径约30米的大型竖井和一条长6.3千米、内径10.6米的隧道组成。洪水经由隧道前部的4个竖井进入隧道，由隧道尾部的最后一个竖井导入长177米、宽78米、有效水深18米的巨型调压水池，最后通过4台大功率抽水泵，排入河流（图1）。

图1 日本东京外围排水系统末端调压水池

美国芝加哥深隧的目标是解决芝加哥市长期以来的暴雨灾害和密歇根湖径流污染问题。该工程包括一条长211千米、深45～91米、直径2.7～10.8米的隧道，252座直径在1.2～5.1米的截流竖井，645座接近地表的贮水设施，4座泵站和5个调蓄量总计1.55亿立方米的雨水调蓄池。通过截流储存合流排水管中的溢流雨水，然后泵入污水处理厂统一处理。该工程总计分三期建设，其中一期工程始建于1975年，到2006年完工，建设了176千米的隧道和4个配套的抽排泵站。

巴黎地下排水道采用的是合流制排水体系，始建于19世纪中叶，历经百年传承发展，总长已达到2400千米，四通八达，密如蛛网。巴黎下水道由小下水道、中下水道、排水渠和6000个地下调蓄池组成。污水和雨水通过小下水道、中下水道逐步汇入中间宽3米、两旁宽1米检修通道的大型排水渠，再经由排水渠送至污水处理厂处理后排放自然水体。1999年，该排水道已能实现城市废水、雨水100%的收集和处理，并能在大暴雨下及时排除地面积水（图2）。

图2 法国巴黎下水道博物馆

中国广州、上海、武汉等城市针对老城区人口密集、传统浅层排水设施扩容困难、内涝频发、雨水径流污染严重等问题，已开始着手深隧排水工程的研究和建设。作为中国第一个深层调蓄隧道工程，广州市深隧工程东濠涌试验段已于2014年8月开工，投资5亿人民币。东濠涌深隧位于地下40米，内径5.3米，长1.77千米，包括4个入流井及相应的预处理设施和1座泵站。当传统浅层排水管道无法满足雨水排放要求时，可将溢流通过入流井全部纳入东濠涌深隧,进行调蓄，再泵送到污水处理厂处理后排珠江，既满足分洪需求，又能缓解溢流污染给珠江带来的影响。

地下深层调蓄隧道应与传统浅层排水设施有效衔接。传统浅层排水设施主要解决小重现期的降雨，当降雨超过传统浅层排水设施的排水能力时，雨水通过综合设施进入地下深层调蓄隧道。综合设施应包括截流设施、进水管道和竖向跌落井等。与一般的地下雨水调蓄池相比，地下深层调蓄隧道的优点主要有3个方面：①因埋深较深，节约浅层地下空间。②在调蓄功能之外，还具有雨水转输的能力。③能更有效应对服务范围内不同区域降雨强度不均的情况。但同时也具有建设投资大，施工周期长、难度大，运行维护要求高等缺点。因此，一般仅适用于地上建筑密集、地下浅层空间需求大的经济发达地区。