蔡森林,劉旭軒
(廈門市建設工程質量安全站,福建 廈門 361001)
東南沿海城市,易受臺風暴雨惡劣天氣影響,對地鐵建設和運營產(chǎn)生較大威脅,主要表現(xiàn)為施工階段:基坑底涌水、雨水或市政水倒灌基坑、地下水滲漏等;運營階段:雨水倒灌車站、市政污水管滲漏倒灌車站、地下隧道及車站滲漏水等。若不提前采取相應預防措施,不僅對人們人身安全造成威脅,還將造成不良社會影響、經(jīng)濟損失和工期延后,故需高度重視[1]。
地鐵規(guī)劃建設之初應高度重視防汛防澇工作,從設計、建設、運營各階段全過程采取一系列防范措施,構建嚴密的防汛防澇安全體系,避免水淹等安全事故的發(fā)生。
地鐵車站遭水淹主要與以下6方面有關:(1)地鐵出入口、風井、逃生通道地面較低,容易匯聚雨水,進而出現(xiàn)車站內大量涌水的現(xiàn)象[2];(2)市政排水管網(wǎng)的規(guī)劃不合理或是疏于管理,遇強降雨天氣后產(chǎn)生積水,其漫過地鐵出入口等部位,出現(xiàn)較為明顯的積水灌入車站的現(xiàn)象;(3)出入段線的基礎設施設計不合理,例如,截水溝、排水溝存在設計缺陷,雨水的流向偏離正常路徑,未經(jīng)雨水泵房而直接涌入?yún)^(qū)間;(4)施工期間未采取有效的防護措施,施工部位發(fā)生涌水;(5)站內結構的抗?jié)B能力偏弱,現(xiàn)場配套的排水設施運行能力有限;(6)運營單位防汛工作未落實到位,埋下隱患。
地鐵設計應以“擋、截、抽、閉”為著力點,建立4道防線,聯(lián)合作用,起到防洪水倒灌車站的作用。
“擋”屬于主動防御方式,將出入口作為重點工作對象,于該處設置3級以上臺階,并配套合適規(guī)格的防淹擋板,其他方向設擋水基座和鋼結構玻璃幕墻;“截”,主要途徑是設置2道截水溝,并針對站廳層、出入口通道等部位額外增設1道;“抽”,以抽水泵為主要的裝置,將其布設在集水井和車站廢水池內,起到高效抽水的效果;“閉”,用鋼筋混凝土墻對在建緩建聯(lián)通口做封堵處理,對于已建預留敞口,用鋼筋混凝土蓋板有效封閉,針對運營線路車站,此方面的重點措施在于關閉通道“人防門”。
在地鐵車站設計中,需充分考慮到出入口、風井、逃生通道出地面的高度,保證高度設定值的合理性。根據(jù)GB 50490—2009《城市軌道交通技術規(guī)范》可知,在城市軌道交通設計以及建設中,需要充分考慮到防淹、防雪等相關防護措施,以妥當?shù)姆绞接行У钟匀粸暮Φ那趾?;同時,地下車站出入口的地坪標高需要得到有效控制,以高出室外地坪為宜。而在GB 50157—2013《地鐵設計規(guī)范》中,則對地下車站出入口、消防專用出入口以及無障礙電梯的地面標高做出明確的規(guī)定,即此類區(qū)域應高出室外地面300~450 mm,且還需要完全滿足項目所在地區(qū)的防淹要求,而對于無法達到防淹要求的,有必要配套防淹閘槽,此時根據(jù)最高積水位調整槽高。但需注意的是,設置防淹閘槽的方法存在適用性不足的局限性,若槽高是最高水位,則出入口地面應低于最高水位,而受現(xiàn)場氣候的影響,可能會有降雨量接近乃至超過歷史最高水位的情況,導致車站遭水淹,并且并未就“最高水位”做明確的說明,換言之,究竟該采用50年還是100年最高水位仍存在有待商榷之處。參照GB 50201—2014《防洪標準》中關于交通運輸設施領域路基、涵洞的防洪要求,取其中的防洪標準重現(xiàn)期為100年,將其應用于地面出入口、風亭的設計中,具體取100年最高水位加適量的余量[3]。
出入段線截水溝、排水溝、坡度的設計缺乏合理性,雨水的流動路徑非常規(guī),未經(jīng)雨水泵房而直接進入?yún)^(qū)間,此時泵房有不同程度的水淹現(xiàn)象。而在坡度、截水溝位置及寬度不合理時,若遇到強降雨天氣,水將順著排水溝灌入?yún)^(qū)間,未得到有效的控制時,水流進一步轉至廢水泵房,而配套的廢水泵排量有限,難以高效排水,進而造成更大規(guī)模的水淹事故。為此,需要減小坡度、加大截水溝和排水溝的寬度。
1)施工涌水,進而出現(xiàn)水淹事故。(1)地鐵建設往往涉及深基坑施工。基坑圍護結構施工存在缺陷,封閉不完全,地下承壓水位較高,地下水往往是影響基坑安全的重要因素。需提前進行地下水摸排,合理布置降水設施,提前進行降水,并加強對地下水位、圍護結構、支撐應力、周邊道路、周邊建構筑物變化巡查,完善報警體系和應急物資儲備,加強應急演練,保證基坑施工期間安全。(2)各城市的軌道交通建設并非一蹴而就,而是需要分為一期、二期等多個階段有序建設,此時雨水可能從在建的換乘車站涌入;站外附近施工時,因防護不當而損傷排水設施,引發(fā)站外水涌入的情況。為此,一方面需要加強管理,注重對施工方案的審核,做到規(guī)范作業(yè),必要時修建防洪墻,全面規(guī)避水淹問題;另一方面則要保證地鐵地面管理范圍的合理性,常規(guī)方式為出入口、風亭外邊5~10 m,但此范圍不利于地鐵防洪,為此建議擴寬至50~100 m。(3)地鐵車站的建設具有復雜性,有大量室外管線或套管穿入其中,該部分是涌水的高發(fā)區(qū)域,容易引發(fā)水淹事故,具體體現(xiàn)在電力、通信、信號等管線進入車站結構墻的部位[4]。對于新建車站,需加強對各類對外管線的檢查,兼并采取封堵措施和排水措施。作為運營企業(yè),需要將防汛作為重點工作對象,定期檢查、提前預防。
2)站內或隧道結構大范圍滲漏水,因水量較大而引發(fā)水淹。(1)施工現(xiàn)場地下水豐富、施工工藝不合理、節(jié)點時間相互擠占、為追趕進度而隨意壓縮工期等均是結構滲漏的關鍵原因。以節(jié)點時間相互擠占為例展開分析,由于施工管理不當,某節(jié)點時間偏長,而整體工期有限,嚴重壓縮其他節(jié)點時間,進而出現(xiàn)某些環(huán)節(jié)過于趕工期的情況,造成一系列的“連鎖反應”,加大結構滲漏的概率。為此,建設單位需要關注現(xiàn)場的具體情況,分節(jié)點控制工程完工時間,保證各節(jié)點均有適量的時間。(2)切實提高站內排水設施的運行水平,依托于此類設施在排水方面的優(yōu)勢達到防水淹的效果,為此運營企業(yè)需要做好日常維護工作。
1)運營單位防汛工作方式不合理,缺乏全方位的措施,進而出現(xiàn)水淹事故。(1)加強汛前預防:清晰梳理各線、各站點的情況,識別易水淹的部位,將其作為重點管理對象。(2)加強防汛設施的配備,定期開展日常維護檢測工作。在配備防汛設施時,需要考慮的是沙包、水泵、發(fā)電機等;在合理配備防汛設施的基礎上,還需要開展檢修、維修工作,確保各類設施均可以正常使用。
2)組織開展防汛風險辨識、評估工作,全面梳理排查地鐵運營防汛、防臺風各類風險源,根據(jù)風險類別及影響程度實施分類分級管控,建立《防汛、防臺風險分級管控清單》,并落實防范措施責任人,并對防汛重點站強化管控。定期開展演練并及時總結經(jīng)驗。
3)強化地鐵運營應急管理體系建設,建立健全綜合預案、專項應急預案、現(xiàn)場處置方案,應對自然災害事件、公共衛(wèi)生事件、社會安全事件、運營突發(fā)事件等4類運營風險。切實提高應對突發(fā)事件的處置能力。組建應急搶險隊伍,成立應急救援領導小組,定期開展防汛、防臺風應急演練和培訓。
4)加強地鐵保護區(qū)聯(lián)防聯(lián)控:(1)立法監(jiān)管:通過政府發(fā)布《軌道交通安全保護區(qū)管理辦法》。(2)信息化管理:建立“地鐵保護信息化管理平臺”,對違規(guī)施工行為及時預警。(3)定期巡查:外委第三方巡查服務單位、施工單位使用移動端巡查管理軟件開展地保巡查工作。(4)嚴格落實三項規(guī)定:規(guī)定未經(jīng)審批的項目不準在地鐵保護區(qū)內作業(yè)。嚴控運營階段地鐵結構遭到破壞,從而導致外界水進入地鐵。
1)提高設計標準規(guī)范:結合廈門臺風、暴雨情況,編制《廈門軌道交通防洪排澇設計指引》,提高設計標準,見表1。
表1 設計規(guī)范標準
2)專家論證:委托有資質、有經(jīng)驗的單位編制《防洪評價報告》并由主管部門組織專家論證評審。
在滿足防洪澇水深的基礎上,對擬建出入口平臺預留50~150 mm余量,規(guī)劃片區(qū)預留150~300 mm余量,提高平臺防淹高度。分析低洼易澇點局部澇水情況,結合周邊建筑物標高,調整提高個別低洼地段車站出入口標高。即出入口平臺標高≥地面標高+100年一遇澇水深+預留超高出入口平臺上均設置防淹擋板作為安全超高(高0.5~1.0 m)。
出入口、外立面幕墻、高架車站雨棚鋼結構、還包括聲屏障、接觸網(wǎng)等可能對列車運行安全造成影響的結構,規(guī)范要求100年一遇標準(廈門0.95 kN/m,13級),廈門地鐵在此標準上考慮了臺風“莫蘭蒂”(風壓2.64 kN/m),主要鋼結構能抵抗16級臺風。
(1)防汛工作堅決做到兩個“防止”,即防止在建工程影響運營線路、防止外水進入在建工程。(2)防止在建工程影響運營線路,采用硬隔離。在建工程與運營線路聯(lián)接通道全部采用鋼筋混凝土墻封堵或人防門硬性隔離。(3)嚴把連接通道封堵墻破除條件核查。確保在建工程與地鐵運營車站連接通道的主體結構完成且地面口滿足防汛要求后,方可鑿除聯(lián)接封堵墻。(4)防止外水進入在建工程。嚴格按設計實施擋水墻及排水設施,低洼區(qū)域的基坑根據(jù)地形條件適當增高擋水墻,防汛措施作為基坑開挖前條件核查的主控條件之一。(5)嚴禁擅自破除附屬工程圍護樁(墻)、臨時封堵墻。確保地面滿足防汛要求后,方可破除。增加“鑿除既有車站圍護樁(墻)、臨時封堵墻”關鍵節(jié)點條件核查。
組建應急搶險隊伍,采用“1+4+N”的應急管理模式(“1”軌道應急搶險中心、“4”參建集團應急搶險隊、“N”工區(qū)應急搶險分隊),“1+4+N”統(tǒng)一服從指揮,一旦出現(xiàn)險情,應急搶險隊伍立即進入臨戰(zhàn)狀態(tài)、整裝待命。
建立應急搶險聯(lián)動機制,針對突發(fā)事件,加強與氣象局、消防、公安等部門協(xié)作聯(lián)動,確保突發(fā)事件發(fā)生的第一時間得到救援與消除[5]。
綜上所述,地鐵車站防水淹是一項系統(tǒng)性的工作,除了運維階段的防控外,還需要在勘探設計、建筑施工、驗收等環(huán)節(jié)有所體現(xiàn),即以全局化的理念開展地鐵車站防水淹工作。在運營企業(yè)、政府乃至社會各界的共同努力下,從根本上做好防水淹工作,為地鐵車站提供安全保障,為乘客提供安全的、舒適的出行服務。