沈陽軌道交通3號線某停車場防淹標準設(shè)計問題探討

史一博

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600）

1 防淹設(shè)計的意義

近年來，國內(nèi)外暴雨災害與城市排水系統(tǒng)的矛盾日益嚴重，地鐵內(nèi)澇與水淹事故現(xiàn)象頻發(fā)，城市洪澇災害問題正在加劇，不僅對城市的健康發(fā)展構(gòu)成了安全隱患，而且導致了大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失。作為城市平穩(wěn)運行和居民日常生活的基石，地下軌道交通系統(tǒng)和其他關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施正面臨日益嚴重的威脅。尤其是沈陽，作為遼寧省的經(jīng)濟和行政中心城市，頻繁遭受暴雨引發(fā)的內(nèi)澇災害，這使得地下軌道交通系統(tǒng)承受的風險日益增大。筆者重新審視目前地鐵防淹設(shè)計內(nèi)容的適應性，以沈陽地鐵工程3號線某在建停車場為例，提出地鐵工程防淹設(shè)計需更加嚴謹、全面、可靠的設(shè)計要求，并結(jié)合城市規(guī)劃、地形地貌、水文環(huán)境研究防淹設(shè)計內(nèi)容，提出切實有效的應對措施，為地鐵后續(xù)工程的防淹設(shè)計提供參考性意見，為日后標準制定工作提供依據(jù)。

2 防淹設(shè)計的主要內(nèi)容

沈陽軌道交通3號線某在建停車場防淹設(shè)計重點：①整體性地對該地鐵工程進行分析，指出防淹設(shè)計要考慮的重點：線站的設(shè)計策略、停車區(qū)、地下區(qū)間出地面段；②根據(jù)沈陽城市地域、地形地勢、防洪排澇水位論證報告等因素確定細河百年流量、百年水位、波浪爬高值、場址范圍內(nèi)地面標高及場區(qū)周圍路面標高；③針對車站出入線、區(qū)間出地面等部分，提出防淹設(shè)計方案，其中重點講述防淹設(shè)計標高、場坪標高與周邊城市道路銜接、防淹設(shè)計措施等情況。

3 防淹設(shè)計依據(jù)及原則

3.1 場坪標高設(shè)計依據(jù)

在車輛基地的設(shè)計過程中，場坪標高的確是一個至關(guān)重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。它不僅直接關(guān)系到整個工程的安全性和功能性，更是對項目經(jīng)濟性的關(guān)鍵因素。因此，一旦車輛基地的選址確定下來，對場坪標高的深入研究和論證就顯得尤為關(guān)鍵。通過科學嚴謹?shù)姆治龊驮u估，可以確保場坪標高設(shè)置合理，既滿足工程需求，又符合經(jīng)濟效益，從而為整個項目的順利實施奠定堅實基礎(chǔ)。

3.1.1 GB 50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》中27.10.2條站場設(shè)計的規(guī)定

站場線路的路肩高程設(shè)計應當綜合考慮基地周邊的內(nèi)澇水位以及相鄰道路的高程。特別是在沿海或江河附近的車輛基地，其站場線路的路肩設(shè)計高程應確保不低于1%洪水頻率標準下的潮水位、波浪爬高值以及所需的安全高度之和。

3.1.2 《沈陽地鐵工程防淹設(shè)計技術(shù)標準》V1.0車輛基地的規(guī)定

①車輛基地選址應結(jié)合規(guī)劃和現(xiàn)狀地坪標高綜合分析，宜設(shè)置在地勢較高處。②車輛基地的場坪設(shè)計高程應按照站場線路路肩、周邊道路、內(nèi)澇水位、鄰近河道洪水位、出入線高程及場區(qū)原地形地貌等因素綜合確定。沿河附近地區(qū)車輛基地的車場線路路肩設(shè)計高程不應小于百年一遇洪水頻率標準的洪水位、波浪爬高值和安全高之和。③車輛基地場坪設(shè)計高程原則上不低于周邊主要道路高程中較高值加500 mm。如車輛基地所處地形起伏較大時，需采取截水溝、擋水墻等措施確保外部洪水、內(nèi)澇水等地表徑流水無法進入場區(qū)內(nèi)，場坪及道路宜向地勢較低一側(cè)找坡，場坪最低高程原則上不低于該側(cè)主要道路高程加500 mm。④如場坪標高無法達到第三點的要求，應采取設(shè)置滿足相應標準的防淹堤壩、墻等防淹措施，場坪標高可不受以上限制。

3.2 道路坡度設(shè)計依據(jù)

GB 50352-2019《民用建筑設(shè)計統(tǒng)一標準》中5.3.2條道路設(shè)計坡度規(guī)定：基地內(nèi)機動車道的縱坡不應小于0.3%，且不應大于8%，當采用8%坡度時，其坡長不應大于200 m。當遇特殊困難縱坡小于0.3%時，應采取有效的排水措施；個別特殊路段，坡度不應大于11%，其坡長不應大于100 m，在積雪或冰凍地區(qū)不應大于6%，其坡長不應大于350 m；橫坡宜為1%～2%。

3.3 場坪標高確定的原則

3.3.1 硬性原則

①根據(jù)防洪、排澇水位論證報告，場坪標高應高于百年洪水計算水位、壅水高、波浪爬高及安全高之和，此為場坪標高確定的下限值。②根據(jù)出入線爬坡的技術(shù)條件，依據(jù)規(guī)范出入線爬升坡度原則上不超過3.5%，防止因施工誤差導致超限超坡。

3.3.2 參考原則

①場址周邊既有、規(guī)劃的市政道路和現(xiàn)狀地面的標高，場坪標高原則上高于周邊地勢及道路0.5 m，防止場址內(nèi)澇。②場區(qū)填挖方高度，節(jié)省工程造價。③場內(nèi)外道路的銜接條件。

4 防淹設(shè)計要求

4.1 場坪標高及與周邊城市道路銜接情況

通常情況下，為了確保車輛基地的安全與功能性，場坪的標高應設(shè)定高于周邊道路的路面標高。這主要基于兩個核心考量。首先，市政道路在規(guī)劃階段就會考慮到排水需求，因此它們往往被設(shè)計為所在區(qū)域的相對低點。將場坪的標高設(shè)置高于市政路面，可以有效預防雨水逆流進入車輛基地，同時，在基地內(nèi)部出現(xiàn)積水時，也能借助市政道路順利排水。其次，車輛基地的選址往往鄰近市政道路，確保場坪標高高于市政路面，能夠保持良好的道路出入口縱坡，這對確保交通流暢和安全至關(guān)重要。因此，綜合考慮排水需求和交通條件，將場坪標高設(shè)定高于周邊道路的路面標高是必要的。

①防洪、排澇水位。根據(jù)沈陽軌道交通3號線某停車場工程以往勘察設(shè)計研究的車輛段、停車場防洪、排澇水位論證報告，該停車場附近細河百年流量為117 m3/s，百年水位為35.53 m，波浪爬高值0.433 m；②場址范圍內(nèi)地面標高。場址范圍內(nèi)既有地面標高為31.81～39.85 m，場址內(nèi)標高處于34.5 m左右，選址中部大量建筑垃圾堆存，局部標高為39.85 m；場址東側(cè)為林地，地面標高31.3～34.5 m；西側(cè)與細河間空地標高為32.07～35.15 m，與既有微山湖街間空地為34.6 m；尾部廠房室外場坪標高34.85 m。③場區(qū)周圍路面標高。場區(qū)與西側(cè)既有市政道路微山路路面標高為36.21～36.85 m，北側(cè)既有細河路路面標高35.92～37.15 m（跨細河橋），尾部既有道路路面標高35.61～35.91 m。④路肩高程。按照GB 50157-2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》，車場線路路肩高程應不小于百年水位35.53 m、波浪爬高值0.433 m、安全值0.5 m之和，為36.463 m。⑤軌面及場內(nèi)路面標高。結(jié)合場段周邊道路標高、既有河道控制水位以及土石方工程量等因素，確定甘官停車場線路路肩高程（場坪）采用36.466 m，考慮軌道結(jié)構(gòu)高度，確定軌面標高為37.086 m。場區(qū)四周采用擋墻收坡，擋墻頂面標高統(tǒng)一采用36.5 m，結(jié)合場內(nèi)運用庫、綜合樓等生產(chǎn)生活房屋布局及對室外場坪標高的要求，確定場內(nèi)道路路面標高。

4.2 沈陽軌道交通防淹設(shè)計要求

沈陽地鐵工程的防淹防澇設(shè)計應結(jié)合沈陽軌道交通的每一階段，滿足《沈陽地鐵工程防淹設(shè)計技術(shù)標準》V1.0中的規(guī)定指定要求。①罩棚設(shè)置要求。出入線及區(qū)間出地面部分應設(shè)置罩棚，罩棚宜至軌道平坡段，遮擋雨雪，便于管理。②高程及U型槽防淹設(shè)計要求。出入線出地面部分位于車輛基地外的，防淹設(shè)計安全控制高程應高于百年一遇洪水位或百年一遇內(nèi)澇水位，同時U型槽側(cè)墻結(jié)構(gòu)防淹高度不小于1 200 mm；U型槽口部應設(shè)防淹擋板、擋墻等措施，防淹設(shè)防高度與此部位U型槽側(cè)墻高度相同。③防淹高度設(shè)計要求。出入線出地面部分位于車輛基地范圍內(nèi)的，結(jié)構(gòu)防淹高度不小于600 mm；U型槽口部應設(shè) 防淹擋板、擋墻等措施，高度不小于600 mm。

4.3 防洪工程措施

（1）防淹擋板的設(shè)置。在地鐵線路發(fā)生變化的地方，U形槽的側(cè)墻發(fā)揮了重要的作用。它們能夠有效阻擋周邊雨水的匯入，從而確保接觸軌的供電安全。這一點在雨天尤為重要，因為側(cè)墻的存在可以防止雨水涌入地鐵隧道區(qū)間。U形槽的設(shè)計不僅關(guān)乎地鐵的防淹工作，更直接關(guān)系到地鐵運營的安全性和可靠性。因此，合理設(shè)計U形槽對提升地鐵運營的整體表現(xiàn)具有重要意義。沈陽地鐵3號線采用U形槽防淹擋板的設(shè)計方式。出入線罩棚U型槽口側(cè)墻與停車場場坪高度為1.20 m，槽口部設(shè)0.56 m高的防淹擋墻，防淹擋墻上部設(shè)0.60 m、高4.70 m寬的防淹擋板，可有效阻隔雨水流入地下隧道，減小水淹風險，詳見圖1、圖2。

圖1 U型槽口防淹擋墻平面圖

圖2 U型槽口防淹擋墻及防淹擋板立面圖

（2）排水措施。針對停車場的低洼位置，特別是出入口下方的橫截溝和導流溝，其有效斷面的設(shè)計應盡可能大，以便更有效地引導水流。同時，建議停車場的泵站排水系統(tǒng)中設(shè)置至少四根直徑不小于200 mm的排水立管。這樣的設(shè)計是為了確保進入車站的雨水能夠有序、高效地進入泵站，避免四處散排，從而提高排水效率。在設(shè)計過程中，應充分考慮出入口防淹擋板的滲漏及溢流水量，以計算出可能遇到的最大雨水量，并據(jù)此進行特殊設(shè)計。在此情況下，地鐵的泵站及兩端區(qū)間泵站需要協(xié)同工作，共同承擔這部分雨水的排放任務。為了滿足不同情況下的排水需求，排水泵的配置應靈活多樣。小流量泵可以滿足日常及消防時的排水需求，而當室外雨水大量進入車站時，大泵則應及時啟動，以確保排水暢通。此外，在車站遭遇洪災等極端情況下，出入口泵站也應參與到排水工作中，共同應對挑戰(zhàn)。通過合理的排水系統(tǒng)設(shè)計和靈活的泵站配置，可以確保停車場及地鐵站在不同降雨條件下都能夠高效、有序地排水，從而保障乘客和設(shè)施的安全。總的來說，對于低洼地區(qū)的車站，需要特別關(guān)注出入口雨水的組織排放和排水泵站的設(shè)計與能力，以確保乘客的安全和舒適。

（3）加強運營人員防淹意識。運營人員作為地鐵運營系統(tǒng)的核心，必須具備強烈的防洪意識。為了確保地鐵運營安全，運營人員應采取以下措施：首先，運營人員需根據(jù)完善的預警系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)淹水的風險因素，并采取有效措施進行預防和控制。其次，運營人員組織定期的防淹知識培訓和演練，提高運營人員對防淹重要性的認識，增強防淹意識和應對能力。第三，運營人員需定期對地鐵運營設(shè)施進行檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備設(shè)施存在的問題，確保其正常運行，防止因設(shè)施故障導致淹水事件的發(fā)生。最后，應明確運營人員在防淹工作中的責任和義務，建立獎懲制度，對防淹工作表現(xiàn)突出的個人或團隊進行表彰和獎勵，同時對疏忽職守的人員進行懲罰。通過這些措施，可以有效加強地鐵運營人員的防洪意識，提高地鐵運營的安全性和可靠性。

5 總結(jié)與展望

文章以沈陽市地下軌道交通沿線某停車場為研究對象，深入分析了影響其暴雨內(nèi)澇脆弱性的因素，并建立了相應的評價指標體系。針對沈陽市地鐵3號線某在建停車場，對其易受洪澇侵害的脆弱性進行了評估?；诜治鼋Y(jié)果，提出了一系列防范地鐵工程暴雨內(nèi)澇的措施。然而，文章也存在不足之處：由于資料收集難度和時間限制，本次研究僅針對沈陽地鐵3號線的其中一個停車場，無法全面反映3號線沿線的暴雨內(nèi)澇脆弱性。在未來的研究中，應擴大研究范圍，對沈陽的整個軌道交通網(wǎng)進行全面評價，形成系統(tǒng)的軌道交通暴雨內(nèi)澇脆弱性分級，為軌道交通的運營管理提供有力支持?？偟膩碚f，無論軌道交通如何發(fā)展，解決防淹和排水問題都是至關(guān)重要的。為了保障地鐵乘坐的安全性和規(guī)范性，車站的防淹問題必須得到充分的重視。文章基于工程實踐，對地鐵防淹設(shè)計及其措施進行了深入的思考和討論，旨在為類似工程提供有益的參考和借鑒。