極端暴雨情況下，地下空間如何防護(hù)

蔡晙雯

汩鴻（上海）環(huán)保工程設(shè)備有限公司（下簡稱汩鴻環(huán)保）是由德國水泰和水科技有限公司（Steinhardt GmbH）聯(lián)合深圳中投控股集團(tuán)投資興建的一家中德合資企業(yè)，致力于海綿城市建設(shè)、雨洪管理相關(guān)工藝研發(fā)與設(shè)備制造。汩鴻環(huán)保的工藝技術(shù)和設(shè)備已廣泛應(yīng)用在北京、上海、廣東、江蘇、浙江、江西、湖南、湖北、安徽、云南等省市，成功實(shí)施了近200個(gè)項(xiàng)目，先后參與上海世博園調(diào)蓄池、池州海綿城市建設(shè)、福州海綿城市建設(shè)、南京江北新區(qū)長江流域治理以及嘉興、無錫中德政府重大水專項(xiàng)合作等行業(yè)標(biāo)桿項(xiàng)目。

2021年7月20日，鄭州市發(fā)生特大暴雨，20日16—17時(shí)，一個(gè)小時(shí)的降雨量達(dá)到了201.9mm；19日20時(shí)到20日20時(shí)，單日降雨量552.5mm。其中小時(shí)降水，單日降水均已突破自1951年鄭州建市以來60年的歷史記錄。

該暴雨事件導(dǎo)致了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。汛情發(fā)生后，各方力量馳援河南，配合當(dāng)?shù)卣岆U(xiǎn)救援。7月20日晚，由于雨勢過大、進(jìn)水過多，鄭州地鐵5號(hào)線站內(nèi)積水嚴(yán)重，500多名乘客在地鐵內(nèi)被困超過3個(gè)小時(shí)。最終造成12人死亡、5人受傷，令人扼腕嘆息。

這并不是國內(nèi)第一次地下空間遭受洪水災(zāi)害的案例。北京2011年“6.23”、2012年“7.21”暴雨災(zāi)害；廣州2020年“5.21”特大暴雨，均出現(xiàn)了地下商場、地下車庫、下沉通道等區(qū)域的內(nèi)澇事件，造成了人民生命財(cái)產(chǎn)的威脅和損失。

隨著氣候變化的加劇，國內(nèi)大規(guī)模降雨的現(xiàn)象顯著增多，洪水災(zāi)害的防治工作越來越成為市政工作中不可或缺的一項(xiàng)，地下空間安全性的規(guī)劃和防護(hù)必須提上議程。

為什么地下空間的安全性如此重要？其實(shí)，不同于地上空間，地下空間遭受洪水災(zāi)害后主要有以下幾個(gè)特征：一是疏散線路有限。當(dāng)洪水倒灌進(jìn)入地下空間時(shí)，地下人員疏散出口與水流入口必然重合，人員逆水流疏解時(shí)難度極大，且極易發(fā)生危險(xiǎn)。二是災(zāi)害發(fā)生迅速、反應(yīng)時(shí)間短。由于地下空間與地上空間隔絕，處在地下空間的人員對(duì)地面情況掌握較少，在主觀判斷上容易出現(xiàn)遲緩。一旦出現(xiàn)出入口被淹的情況，地下空間會(huì)迅速被淹沒。此時(shí)如果水深超過一定水平，還會(huì)存在因水壓差別造成無法開門的情況。三是浸水停電導(dǎo)致各種設(shè)備停運(yùn)的可能性極高。地鐵機(jī)電設(shè)備往往設(shè)在地下，浸水后電力系統(tǒng)會(huì)遭到破壞，這就會(huì)造成運(yùn)行的列車停運(yùn)（且位置極有可能在隧道而非站臺(tái)內(nèi)）、地下空間能見度降低、自動(dòng)門無法開啟、防水門無法關(guān)閉、排風(fēng)換氣系統(tǒng)癱瘓而導(dǎo)致人員窒息等多種問題，給人員疏散帶來了極大困難。

在日本，根據(jù)《水防法》及《消防法》，地下空間所有者必須制定避難和防水的措施計(jì)劃，并按要求安裝擋水設(shè)施，避免水流進(jìn)入地下空間，確保發(fā)生洪水時(shí)人員可以迅速逃離。

一般除了在地鐵出入口設(shè)置臺(tái)階外，還會(huì)針對(duì)不同類型的地上地下連通口，常備了不同的防水措施，通過多種方式協(xié)同發(fā)揮作用。

目前，常用的出入口的擋水設(shè)施有三大類：一是可移動(dòng)型的，如沙袋、水袋、擋水板、片式伸縮門等，主要用于應(yīng)對(duì)常規(guī)水量；二是固定型的，如固定擋水板、防水門等，其中防水門可封閉地下空間，用于阻擋較大水量；三是防水結(jié)構(gòu)體，這種結(jié)構(gòu)通常和站體一體打造，幾乎可以做到完全防水。

德國水泰和防洪設(shè)備主要分為防洪擋板及閘門，適用于所有防洪工程、水利工程，在充分考慮周邊環(huán)境下，可進(jìn)行臨時(shí)性或持續(xù)性防洪，已在全球范圍內(nèi)被證明有效。 水泰和防洪擋板由預(yù)制箱型防水鋁材EN-AW AlMgSi-6060 T66制成，既可以設(shè)計(jì)為固定式也可以設(shè)計(jì)為移動(dòng)式安裝。主要應(yīng)用場所包括：地下空間入口處、阻隔間、河道等。

HydroBeam？系統(tǒng)中，由堆砌的鋁制空心框組成擋板，安裝在不銹鋼支撐柱之間。壩梁擋板的長度根據(jù)實(shí)際情況而定，最長可達(dá)7米。設(shè)備可以迅速搭建安裝，采用了對(duì)稱設(shè)計(jì)（比如兩側(cè)都有密封支撐架，底部密封可以插接每個(gè)壩梁），即使是未經(jīng)培訓(xùn)的人員也可以快速安全地搭建移動(dòng)式防洪擋板。特殊的PU密封設(shè)計(jì)，即使在不平坦的地面（落差約15mm）也可以達(dá)到密封標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼支撐桿承受水壓，且可以與現(xiàn)有景觀結(jié)合。

同時(shí)，也可以在地下空間入口處設(shè)置電動(dòng)式防洪擋板，不需要人工操作，通過電機(jī)或液壓驅(qū)動(dòng)短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)上升，不占用其他空間，適應(yīng)于新老建筑。同時(shí)能夠和預(yù)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)報(bào)警。

除了在一般地下空間內(nèi)，在管道內(nèi)也可以設(shè)置水泰和易拆卸式管道疊梁閘，控制管道斷面過流，也可以抵抗回水。設(shè)備表面可以加贈(zèng)覆蓋防爆涂層或抗化學(xué)腐蝕的涂層，以減少長期污水侵蝕的影響。疊梁閘門也可設(shè)計(jì)為管道的形狀。

在有河湖水倒灌風(fēng)險(xiǎn)的管道排水口處，也應(yīng)該設(shè)置防洪閘門，以保證在極端暴雨情況下不會(huì)發(fā)生河湖水倒灌進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)的事件。

目前，這些設(shè)備已由水泰和在中國的合資企業(yè)——汩鴻（上海）環(huán)保工程設(shè)備有限公司全面鋪開生產(chǎn)制造，在保證產(chǎn)品德國精工品質(zhì)的同時(shí)，汩鴻環(huán)保還研發(fā)升級(jí)了產(chǎn)品，以便更加適合中國城市的防洪和水利工程。

在全球氣候變化，極端天氣頻發(fā)出現(xiàn)的今天，中外都需要應(yīng)對(duì)相似的問題。德國環(huán)境部負(fù)責(zé)人Dirk Messner表示：“依賴短期效應(yīng)并不是應(yīng)對(duì)全球環(huán)境危機(jī)的最佳策略。自然狀態(tài)不會(huì)在短期內(nèi)恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)長期的環(huán)境目標(biāo)至關(guān)重要。”

德國科教部部長Anja Karliczek在2021年3月22日世界水日宣布推出時(shí)長五年、價(jià)值3.5 億歐元的跨部門跨學(xué)科的“Wasser：N-可持續(xù)性研究和創(chuàng)新”計(jì)劃。Wasser：N”計(jì)劃的主題包括清潔水、完整生態(tài)系統(tǒng)、城市水基礎(chǔ)設(shè)施、資源節(jié)約型水循環(huán)、極端雨洪事件及水管理優(yōu)化。

城市水基礎(chǔ)設(shè)施及極端雨洪事件的應(yīng)對(duì)必須作為日后的建設(shè)重點(diǎn)，一方面，在城市規(guī)劃和開發(fā)建設(shè)中，給水留出足夠的空間修復(fù)自然水生態(tài)空間，結(jié)合海綿城市、泵站調(diào)蓄等措施，提升城市排水防澇能力；另一方面，面對(duì)極端暴雨情況，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、綜合地面行泄等方式人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，合理采用不同工藝的防洪擋板、防洪閘門等，確保地下空間的安全性，減少災(zāi)害損失。