淺談軌道交通防淹設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

許留記 趙趁香 李紅建

摘要 防洪設(shè)計(jì)是軌道交通工程的重中之重，與防火設(shè)計(jì)同等重要，一旦疏漏，將對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅。為避免類似“鄭州市7.20暴雨”對(duì)地鐵工程的再度影響，文章結(jié)合多地整改和優(yōu)化措施，提出多種預(yù)防方案，在設(shè)計(jì)階段做到防患于未然。一年多的實(shí)踐證明，整改和優(yōu)化措施達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，有效避免了洪、澇災(zāi)害對(duì)軌道交通工程的影響。

關(guān)鍵詞 軌道交通工程；暴雨；防洪；防澇；防淹

中圖分類號(hào) U239.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）11-0045-03

0 引言

隨著全球污染加劇，由此產(chǎn)生的溫室效應(yīng)引發(fā)世界各地頻頻出現(xiàn)狂風(fēng)暴雨等極端天氣，導(dǎo)致洪、澇災(zāi)害在城市肆虐。軌道交通正線工程大部分位于城市道路下方、車輛段位于規(guī)劃非成熟區(qū)，受制于地下空間的封閉性及城市邊緣規(guī)劃實(shí)施的滯后性等因素影響，洪澇災(zāi)害成為軌道交通工程的最大災(zāi)害。為最大程度地保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，必須整改，優(yōu)化防洪、澇設(shè)計(jì)。

1 統(tǒng)籌流域和區(qū)域，合理確定城市防洪防澇體系

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2013）9.5.4及9.6.3規(guī)定，車站附屬建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足當(dāng)?shù)氐姆姥鸵骩1]。防淹要求的數(shù)據(jù)來源于《防洪防澇評(píng)價(jià)報(bào)告》。其編制依據(jù)：根據(jù)國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)規(guī)定、區(qū)域防洪規(guī)劃、城市排水規(guī)劃、市政管網(wǎng)布設(shè)與規(guī)劃、工程線路所臨近河道的規(guī)劃和城市綜合規(guī)劃及工程有關(guān)設(shè)計(jì)文件等資料，通過分析河道百年一遇洪水、城市百年一遇暴雨時(shí)對(duì)地鐵車站、車輛段、停車場(chǎng)及沿線建筑物的影響，提出工程設(shè)計(jì)建議標(biāo)高與保護(hù)措施，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)?！斗篮榉罎吃u(píng)價(jià)報(bào)告》編制的依據(jù)中顯然沒有考慮上游洪水過境與降雨的疊加因素，調(diào)查的區(qū)域?yàn)楣こ萄鼐€，依據(jù)的地域范圍較小。

鄭州市西部和中部高，東部、東北部和東南部低，市域內(nèi)泄洪河主要為賈魯河及其支流。賈魯河由鄭州市西南至鄭州市東北再至鄭州市東南半包圍繞鄭州市而過。據(jù)現(xiàn)存水文史料分析，鄭州市市域內(nèi)降雨大部分由東向西移動(dòng)，且降雨量逐級(jí)減少。西部降雨通過河流匯集過境鄭州市時(shí)，東部原來因降雨量形成的“洪水”已奔淮河而去。鄭州市防洪防澇系統(tǒng)及軌道交通《防洪防澇評(píng)價(jià)報(bào)告》宜按此進(jìn)行設(shè)計(jì)，完全滿足百年一遇及正常降雨方向的泄洪與防澇要求。

根據(jù)官方公開資料，“鄭州市7.20暴雨”是指2021年7月18日—20日的暴雨，在7月18日—19日，鄭州市西部的滎陽(yáng)已經(jīng)出現(xiàn)特大暴雨，暴雨匯集后的洪水與降雨帶同時(shí)東移至鄭州市，導(dǎo)致鄭州市防洪泄洪能力因無法承受壓力而造成特大災(zāi)害產(chǎn)生。

鑒于如上因素，作為軌道交通的建設(shè)單位，應(yīng)總結(jié)《防洪防澇評(píng)價(jià)報(bào)告》的地域較小及“過境洪峰與暴雨未疊加”的缺點(diǎn)，協(xié)調(diào)河務(wù)部門及城市規(guī)劃部分，將軌道交通《防洪防澇評(píng)價(jià)報(bào)告》的百年一遇內(nèi)澇對(duì)策進(jìn)行綜合分析調(diào)整，擴(kuò)大其編制所依據(jù)的地域，同時(shí)應(yīng)考慮暴雨與洪水的疊加因素，即“統(tǒng)籌流域和區(qū)域，合理確定城市防洪防澇體系”，由此可避免類似“7.20特大暴雨”對(duì)軌道交通工程的再次破壞。

2 增加地下車站出地面附屬的防淹高度

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2013）9.5.4規(guī)定：地下車站出入口、消防專用出入口和無障礙電梯的地面標(biāo)高，應(yīng)高于室外地面300～450 mm，并應(yīng)滿足當(dāng)?shù)胤姥鸵螅?dāng)無法滿足時(shí)，應(yīng)設(shè)置防淹閘槽，槽高可根據(jù)當(dāng)?shù)刈罡叻e水水位確定[1]；9.6.3第3款規(guī)定：風(fēng)口最低高度應(yīng)滿足防淹要求，且不應(yīng)低于1 m[1]。全球極端氣候頻發(fā)，極端暴雨的積水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于百年洪水位，故地下車站出入口和風(fēng)亭風(fēng)口的結(jié)構(gòu)側(cè)墻高度應(yīng)在滿足百年一遇洪水位的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加，由于出入口和風(fēng)亭側(cè)墻高度增加會(huì)影響景觀，故建議增加部分采用透明防洪玻璃替代，增加的高度值建議按照兩百年一遇洪水積水深度加以核實(shí)。

3 高度受限的消防口防淹

部分車站，特別是多條線進(jìn)行換乘站的樞紐站，消防樓梯間設(shè)置數(shù)量較多，地理位置又特殊，根據(jù)景觀及市政的要求，不允許設(shè)置正常高度的出地面樓梯間，甚至不允許將敞口樓梯間的出地面墻體按照計(jì)算防淹高度設(shè)計(jì)，導(dǎo)致敞口樓梯間存在積水倒灌缺陷，由此建議采用“水平封堵門”。

水平封堵門可通俗地解釋為“將平開人防門（兼防淹）的門體水平扣置在敞口疏散樓梯間上方”，門體上表面可與地面平齊或位于地面上方。該裝置平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，人員可在設(shè)備上方正常通行，當(dāng)有防火及防淹需求時(shí)，該設(shè)備根據(jù)站內(nèi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)自行開、閉。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，該防淹措施的可靠性能夠得到保證；同時(shí)該措施的漏水、漏氣量及防洪性能滿足RFJ01—2002及DL/T5018—2015驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，故能滿足防洪和疏散的雙重要求。

4 側(cè)墻預(yù)埋管防漏水的責(zé)、權(quán)劃分

地鐵是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，施工周期長(zhǎng)，施工工序多，前期土建施工時(shí)均需按各專業(yè)要求預(yù)埋相應(yīng)的防水套管才能滿足后續(xù)機(jī)電安裝裝修階段的進(jìn)、出戶管線的需求。根據(jù)工藝需求，地鐵車站內(nèi)應(yīng)設(shè)置進(jìn)、出戶管線，如“給水管、排水管、供電管、通信管，冷卻塔冷媒管”等。受制于景觀影響，進(jìn)、出戶管線均由出入口或者風(fēng)亭側(cè)墻壁進(jìn)出，一般位于地面以下0.8～1.2 m左右。在土建施工圖階段，設(shè)備尚未招標(biāo)，為避免后期對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)墻的二次開鑿，各專業(yè)需要的預(yù)埋管數(shù)量按照包容性設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)埋，后期機(jī)電安裝裝修階段產(chǎn)生的多余預(yù)埋管易被建設(shè)者遺忘，由此成為暴雨期間積水進(jìn)入車站的通道。據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)院統(tǒng)計(jì)，單個(gè)車站多余預(yù)埋管的平均數(shù)量為四個(gè)，在暴雨期間，0.5 h內(nèi)的進(jìn)水量?jī)?nèi)足以致相應(yīng)車站臨時(shí)封閉。

受制于工程特點(diǎn)，包容性設(shè)計(jì)無法避免，多余預(yù)埋套管的問題無法解決，但可按照“土建預(yù)埋、土建臨時(shí)封堵，同時(shí)土建在預(yù)埋套管內(nèi)填充密封憎水材料”方案處理（如圖1所示），后續(xù)機(jī)電安裝裝修階段按照“不使用不打開；誰(shuí)使用誰(shuí)打開，使用后及時(shí)封堵”的原則執(zhí)行。遵循這一原則施工，未使用的多余預(yù)埋套管已被完全封堵，使用的預(yù)埋套管及退出使用的預(yù)埋套管又被使用者完全封堵，有效避免了預(yù)埋套管無人封堵的漏洞，確保了暴雨期間不會(huì)出現(xiàn)通過側(cè)墻預(yù)埋管向車站進(jìn)水的現(xiàn)象。

5 物業(yè)聯(lián)通處的防淹設(shè)計(jì)

地鐵客流能激發(fā)車站周邊商業(yè)價(jià)值，故周邊物業(yè)選擇與地鐵車站無縫銜接。物業(yè)地塊防洪、防澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)普遍低于地鐵車站，而若將物業(yè)防洪標(biāo)段提高至與軌道交通相同，將會(huì)增加周邊商業(yè)的建設(shè)成本，且軌道交通業(yè)主單位也無權(quán)提出相應(yīng)要求，故物業(yè)接口亦成為防洪設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。為避免周邊物業(yè)地塊積（洪）水進(jìn)入地鐵車站，可在物業(yè)接口處設(shè)置防淹門。該防淹門可兼顧人防門，達(dá)到人防分隔與防淹分隔的雙重目的。為避免少量積水導(dǎo)致防淹門頻繁啟動(dòng)，可在物業(yè)接口處設(shè)置截水溝加防洪卷簾，在洪澇災(zāi)害較小的情況下，啟動(dòng)人工排水及防洪卷簾，在洪澇災(zāi)害嚴(yán)重時(shí)啟動(dòng)防淹門。

6 提升車輛段及變電站圍墻的防淹設(shè)計(jì)

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2013）27.1.4規(guī)定：……車輛基地（包括車輛段、停車場(chǎng)等）選址應(yīng)“具有良好的自然排水條件”……[1]。此前由國(guó)家發(fā)改委等部門發(fā)布的《城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo) 104-2008）也明文規(guī)定“車輛基地選址應(yīng)具備良好的排水條件[2]”。同時(shí)變電所相應(yīng)的規(guī)范中也規(guī)定“變電站站址優(yōu)先選擇地勢(shì)較高地段，不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所[3]”。車輛段及變電站的選址必須滿足以上條件，但是從各地車輛段及相應(yīng)主變電所的選址來分析，車輛段的選址受到市政綜合規(guī)劃、集約用地、線路運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度等因素的綜合影響，全面分析后，部分工程因特殊情況無法滿足以上要求時(shí)，加高車輛段的圍墻及增加人工抽排將成為良好的補(bǔ)救方式。

車輛段及變電站無法設(shè)置在最優(yōu)自然排水位置時(shí)，建議其圍墻宜采用不低于2.3 m實(shí)體圍墻，且不低于該區(qū)域歷史最高洪澇水位加0.5 m安全超高。易受山洪影響區(qū)域變電站應(yīng)采取防沖刷措施，結(jié)合圍墻設(shè)置防洪墻和截洪溝；易受河流洪水影響地區(qū)變電站可根據(jù)情況設(shè)置防洪墻。同時(shí)，圍墻內(nèi)部應(yīng)增設(shè)集水坑，集水坑內(nèi)設(shè)置永久水泵和應(yīng)急水泵，以便及時(shí)排出場(chǎng)地內(nèi)超標(biāo)降水。計(jì)算中，應(yīng)依據(jù)歷史最高降雨量，科學(xué)計(jì)算需設(shè)置移動(dòng)水泵的排水能力和臺(tái)數(shù)，提前規(guī)劃好水泵排水出口的具體位置。

7 提高U型槽入口處的反坡高度

受制于既有條件限制，部分出入段線入地段位于市政低點(diǎn)。為降低工程投資，正常情況下，出入口段線均以一定坡度直接通向地下區(qū)間，未設(shè)置反坡，或者反坡坡度較小，導(dǎo)致車輛段因特殊原因匯水后，直接灌入出入段線，進(jìn)而匯入車站和區(qū)間。為避免此類隱患，建議摒棄完全依靠U型槽擋墻來防水的單一概念，高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置反坡（駝峰）等阻擋超標(biāo)洪水措施，且反坡坡頂?shù)母叨炔坏玫陀凇斗篮榉罎吃u(píng)價(jià)報(bào)告》最低建議值，在有條件的地方應(yīng)按照該區(qū)域歷史最高內(nèi)澇水位加0.5 m安全超高確定。

8 出入段線增設(shè)防淹門

“鄭州7.20特大暴雨”期間，積水沖垮出入場(chǎng)線擋水墻進(jìn)入正線區(qū)間，造成鄭州地鐵5號(hào)線列車在海灘寺街站至沙口路站區(qū)間隧道列車停運(yùn)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)線網(wǎng)區(qū)間積水，加大了后期排水的難度。

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2013）1.0.22規(guī)定：對(duì)于下穿河流和湖泊等水域的地鐵隧道工程，當(dāng)水下隧道出現(xiàn)損壞可能危及兩端其他區(qū)段安全時(shí)，應(yīng)在隧道下穿水域的兩端設(shè)置防淹門或采取其他防水措施[1]。據(jù)此可將車站及出入段線所有的人防門兼顧防淹門在洪水到達(dá)車站前期及時(shí)關(guān)閉，做到站站隔斷，避免積水向相鄰車站或者區(qū)間蔓延，減少后期排水難度。

9 區(qū)間疏散平臺(tái)接入車站

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》及以往管理經(jīng)驗(yàn)，區(qū)間疏散平臺(tái)在進(jìn)入車站之前均未與站臺(tái)層設(shè)備區(qū)內(nèi)走道有效連接，疏散乘客需下到軌行區(qū)道床回填面再通過站臺(tái)下軌樓梯上到站臺(tái)層設(shè)備區(qū)內(nèi)走道，此種做法會(huì)增加緊急情況下疏散人員的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)會(huì)降低疏散效率。為避免此類隱患，建議區(qū)間疏散平臺(tái)有條件時(shí)盡量與車站站臺(tái)層設(shè)備區(qū)內(nèi)走道或區(qū)間風(fēng)井站臺(tái)板貫通設(shè)置，如圖2所示，避免疏散人員二次下到軌行區(qū)，降低疏散人員因進(jìn)入積水而引起的二次風(fēng)險(xiǎn)。

10 防淹設(shè)備設(shè)置到位

地鐵工程實(shí)施難度大、工程單價(jià)費(fèi)用高，故所有地鐵車站均進(jìn)行規(guī)?？刂?，導(dǎo)致前期設(shè)計(jì)的地鐵車站均未考慮防淹設(shè)備的存放空間，全線的防洪設(shè)備統(tǒng)一設(shè)置在車輛段或停車場(chǎng)內(nèi)，待各車站有防洪需求時(shí)再運(yùn)送至各車站。此做法降低了防洪的時(shí)效性，同時(shí)也導(dǎo)致各車站管理人員防洪意識(shí)薄弱?；诖?，建議在今后的地鐵車站設(shè)計(jì)過程中，宜考慮防洪設(shè)備的存放空間。防洪設(shè)備在有水源進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)處的車站就近存放，利于在洪水初期就地取用，將進(jìn)入軌道交通的洪水消滅于萌芽期。

11 加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)人員防淹意識(shí)

運(yùn)營(yíng)人員為地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的“中樞”，需要具備較強(qiáng)的防洪意識(shí)，建議運(yùn)營(yíng)人員做好如下工作：①摒棄“地下工程不受天氣制約”的理念，時(shí)刻關(guān)注氣象臺(tái)天氣預(yù)警信息平臺(tái)，及時(shí)掌握雨情和汛情，將所收集到的預(yù)警信息第一時(shí)間在運(yùn)營(yíng)分公司范圍發(fā)布，提醒各部門提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備，做好對(duì)重點(diǎn)防汛部位的巡視巡察，做好惡劣天氣防范應(yīng)對(duì)工作；②扎實(shí)開展防汛演練，繃緊安全“責(zé)任弦”；③加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)控，提高設(shè)備完好率；④明確運(yùn)營(yíng)司機(jī)首席責(zé)任制，允許司機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行列車停運(yùn)，避免層層上報(bào)而“延誤戰(zhàn)機(jī)”。

12 結(jié)語(yǔ)

防淹設(shè)計(jì)為地鐵工程的重大設(shè)計(jì)，超前設(shè)計(jì)方能防患于未然，因此，寧可做到新增設(shè)計(jì)無用武之地，也不能因?yàn)榕滦略鲈O(shè)施增加工程投資而不設(shè)置，此為關(guān)系乘客安全的重中之重，希望該文的地鐵防淹優(yōu)化設(shè)計(jì)能為后續(xù)的地鐵防淹設(shè)計(jì)帶來借鑒意義，減少極端天氣引發(fā)洪澇災(zāi)害對(duì)地鐵工程的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范： GB 50157—2013[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2013.

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[3]20 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范： GB 50053—2013[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社， 2013.