軌道交通工程雨季防汛設(shè)計(jì)

殷芳，李小玉

（1.濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250014；2.山東軌道交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，濟(jì)南 250014）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一批大城市、超大城市。城市運(yùn)行過(guò)程中，由于城市規(guī)模較大，造成的城市交通擁堵愈發(fā)嚴(yán)重。地鐵作為一種方便、快捷的出行方式，同時(shí)兼有不占用地面空間的積極優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到城市居民的歡迎。

相關(guān)研究表明，我國(guó)氣候有明顯變暖的趨勢(shì)，年降雨量呈增加趨勢(shì)，強(qiáng)降雨等極端天氣增多增強(qiáng)，氣候風(fēng)險(xiǎn)水平趨于上升?！吨袊?guó)氣候變化藍(lán)皮書(shū)（2021）》指出1991—2020 年氣候風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均值（6.8）較1961—1990 年平均值（4.3）增加了58%。

城市地表積水引起了水位堆積、地表水位抬升，道路積水深度包括兩部分：一是降雨造成的直接積水深度，二是地面徑流造成地勢(shì)低洼地區(qū)的積水深度。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10 年，強(qiáng)降雨導(dǎo)致多起嚴(yán)重的雨水由車(chē)站出入口倒灌，沖垮車(chē)輛基地?fù)跛畨?、?chē)站未開(kāi)通出入口封堵和站外基坑護(hù)壁，涌入正線或車(chē)站的事故近20 起，如圖1、圖2 所示。

圖1 雨水倒灌地鐵車(chē)站

圖2 近年來(lái)地鐵防汛事件發(fā)生數(shù)量

地鐵建設(shè)是城市建設(shè)中復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施工程，建設(shè)周期長(zhǎng)，周邊環(huán)境逐漸變化。在完成城市地鐵規(guī)劃的基礎(chǔ)上，一般逐條線路進(jìn)行建設(shè)運(yùn)營(yíng)，為了降低地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)階段開(kāi)展對(duì)地鐵出入口、風(fēng)亭、U 形槽段開(kāi)展防淹設(shè)計(jì)非常必要。

2 地鐵防洪設(shè)計(jì)

2.1 防洪水位要求

根據(jù)降水引起地面抬升的情況，結(jié)合降雨造成的積水計(jì)算分為兩種情況，第一種是站點(diǎn)鄰近內(nèi)河，100 a 一遇洪水位低于站點(diǎn)控制高程50 cm 以上的情況，可不考慮河道水位頂托及管道損失，直接用降雨積水計(jì)算積水深度，再疊加站點(diǎn)控制高程即得站點(diǎn)積水位。第二種情況是站點(diǎn)鄰近內(nèi)河100 a 一遇洪水位高于控制站點(diǎn)控制高程，或低于控制高程50 cm 以?xún)?nèi)，需考慮河水頂托及管道延遲損失。

GB 50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》1.0.16 指出“跨河流和臨近河流的地鐵地面和高架工程，應(yīng)按1/100 的洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)下穿河流和湖泊等水域的地鐵工程，應(yīng)在進(jìn)出水域的兩端適當(dāng)位置設(shè)防淹門(mén)或采取其他防淹措施。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈罡叻e水位高程確定。每條軌道交通線路設(shè)計(jì)前期皆需做專(zhuān)項(xiàng)防洪評(píng)價(jià)報(bào)告或車(chē)站出入口洪水影響分析。地下車(chē)站防洪設(shè)計(jì)的洪水頻率按100 a 一遇洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防；地面出入口平臺(tái)面以及能通至車(chē)站內(nèi)的其他開(kāi)口的標(biāo)高均在考慮區(qū)域水澇情況下，加設(shè)防水設(shè)施；地面停車(chē)場(chǎng)均在100 a 一遇洪水位基礎(chǔ)上加0.5m 超高。”22.10.2 條規(guī)定“沿?；蚪痈浇貐^(qū)車(chē)輛段與綜合基地的線路路肩設(shè)計(jì)高程不應(yīng)小于1/100 洪潮水位、波浪爬高值和安全高之和?！?/p>

2.2 車(chē)站出入口防洪設(shè)計(jì)的4 道防線

在軌道交通車(chē)站出入口設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)防洪設(shè)計(jì)了4 道防線：

1）第1 道防線：地鐵站入口地面須高出周邊地面45～60 cm，如圖3 所示。

圖3 出入口防淹臺(tái)階

2）第2 道防線：地鐵站出入口處設(shè)置防水板。為防止雨水進(jìn)入車(chē)站，地鐵站出入口一般都會(huì)設(shè)置防淹擋板，如圖4 所示。防淹擋板會(huì)緊扣于軌道交通出入口的防淹槽里，形成第2道安全防線。

圖4 地鐵出入口防淹擋板

3）第3 道防線：在最后一級(jí)臺(tái)階下口處設(shè)置集水坑和橫截溝，如圖5 所示。雨水迅速聚集引起地表水漫過(guò)出入口臺(tái)階和防淹擋板時(shí)，會(huì)通過(guò)地鐵出入口通道進(jìn)入地下車(chē)站，在車(chē)站出入口通道與車(chē)站站廳接口位置設(shè)置暗埋式集水坑，一般長(zhǎng)度與出入口通道寬度一致，深約2.5～4.0 m，集水坑里面再設(shè)置抽水泵，通過(guò)管道與市政雨水管相接。

圖5 地鐵出入口位置集水井

4）第4 道防線：地下站廳內(nèi)設(shè)有地漏。緊挨地鐵站廳墻根，每隔30～40 m 設(shè)置1 個(gè)地漏，漫進(jìn)站廳的水會(huì)順著地漏的下水孔和管道回送至車(chē)站兩端的廢水泵房，廢水泵房里設(shè)有集水井，井內(nèi)設(shè)有抽水泵，抽水泵將匯流到集水井里的水排到市政雨水管道。

2.3 車(chē)站風(fēng)亭防洪設(shè)計(jì)措施

車(chē)站地面以上的活塞風(fēng)井、新風(fēng)井、排風(fēng)井會(huì)根據(jù)防洪水位標(biāo)高統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，一般風(fēng)亭高度會(huì)高于地面1～2 m 以上，以達(dá)到防洪要求。每個(gè)風(fēng)亭下面，結(jié)合站廳層地面都會(huì)設(shè)置集水井，集水井內(nèi)有抽水泵，若有雨水進(jìn)入風(fēng)井，也可及時(shí)通過(guò)抽水泵排出[1]。

3 存在的主要問(wèn)題

1）國(guó)內(nèi)大、中城市的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的階段，在這個(gè)階段過(guò)程中，地下車(chē)站的排水系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段存在不合理的情況，建設(shè)施工過(guò)程中受環(huán)境影響出現(xiàn)不按照?qǐng)D紙施工的情況[2]，在出現(xiàn)城市內(nèi)澇過(guò)程中，由于城市排水管線癱瘓不能及時(shí)泄洪，當(dāng)?shù)缆贩e水水位達(dá)到軌道交通出入口、風(fēng)亭百葉設(shè)計(jì)高程時(shí)，作為地平線以下的軌道交通車(chē)站就成為泄洪的場(chǎng)所，輕則車(chē)站被淹，重則列車(chē)停運(yùn)。

2）因軌道交通車(chē)站防洪規(guī)范、法規(guī)的不完善。軌道交通在我國(guó)的公共交通行業(yè)中發(fā)展較晚，國(guó)內(nèi)防洪相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)軌道交通難以有較明確的規(guī)定和要求，且沒(méi)有一套完整的針對(duì)軌道交通行業(yè)的專(zhuān)門(mén)的規(guī)范可以執(zhí)行，GB 50201—2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《中華人民共和國(guó)水法》均沒(méi)有列入軌道交通的防洪標(biāo)準(zhǔn)，軌道交通防洪進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)只能參考其中接近軌道交通模式的相關(guān)條文。

3）因積水深度等分析是以道路雨水口可達(dá)到設(shè)計(jì)泄水能力為前提，實(shí)際上雨水口有可能被樹(shù)葉遮蓋阻塞致使泄水能力降低，因此，在出入口或風(fēng)亭的防淹設(shè)計(jì)中建議考慮安全超高值，即出入口設(shè)計(jì)高程+防淹板，須不小于設(shè)計(jì)100 a 一遇防淹水位加安全超高值，風(fēng)亭地面高程+風(fēng)亭防淹墻須不小于設(shè)計(jì)百年一遇防淹水位加安全超高值。

4 解決措施及建議

貫徹“全面規(guī)劃、綜合治理、防治結(jié)合、以防為主”的防洪減災(zāi)方針，針對(duì)城市內(nèi)澇的威脅，采取各種工程措施及非工程措施，構(gòu)筑起防洪安全體系，確保軌道交通安全。

1）全線出入口平臺(tái)需高于地面450 mm，在水災(zāi)嚴(yán)重或者防洪水位較高地方可設(shè)置600 mm。

2）出入口防洪擋墻應(yīng)高于地面1 m，出入口側(cè)邊玻璃采用密封性，防止水從側(cè)邊進(jìn)入。

3）設(shè)防淹板處需加設(shè)300 mm×300 mm 混凝土柱或鋼結(jié)構(gòu)柱并開(kāi)槽，預(yù)留擋淹板位置。

4）在暴雨期間，出入口迎水面應(yīng)做好防淹工作，如出入口正前方或側(cè)邊有高差時(shí)，采用防洪擋墻，改變出入口踏步設(shè)置方向。

5）側(cè)開(kāi)高風(fēng)井開(kāi)洞部位下沿距離地面至少2 m，并根據(jù)洪澇水位高度適度設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足防淹、風(fēng)口面積的條件下，壓低高風(fēng)井高度，盡量減少對(duì)周邊的影響。在防淹要求較高地段，風(fēng)亭檐口預(yù)留防洪閘板安裝條件，緊急情況下采取閘板防淹措施。敞口風(fēng)井下每個(gè)風(fēng)井均設(shè)1 個(gè)集水井——國(guó)內(nèi)其余城市軌道交通集水井設(shè)置原則為每組敞口風(fēng)井（一般3～4 個(gè)）下設(shè)1～2 個(gè)集水井。

6）出入段線U 形槽部分與車(chē)輛段相接部分，U 形槽側(cè)墻頂面標(biāo)高大于100 a 一遇洪水位防洪標(biāo)高+300 mm 超高值，滿(mǎn)足防洪設(shè)計(jì)要求。出入段線U 形槽部分與明挖暗埋段相接部分設(shè)置集水井（或雨水泵房），收集U 形槽開(kāi)口處雨水，通過(guò)泵排出。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)城市內(nèi)澇引起地鐵車(chē)站倒灌情況進(jìn)行分析，結(jié)合工程設(shè)計(jì)需要，針對(duì)城市軌道交通可能存在的災(zāi)害（地鐵出入口、U 形槽段雨水倒灌風(fēng)險(xiǎn)），提出城市軌道交通設(shè)計(jì)中的防淹措施，為指導(dǎo)后續(xù)城市軌道交通設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。