周可 雷崇 王明文 何杰

摘要 內(nèi)澇致使雨水倒灌軌道交通站點(diǎn)已然成為城市洪澇災(zāi)害的新形式，為解決城市內(nèi)澇引起雨水倒灌軌道交通站點(diǎn)的問題，文章分析了城市軌道交通地下站點(diǎn)內(nèi)澇的成因，并從規(guī)劃選址、防排水設(shè)計、建設(shè)、施工及運(yùn)營管理階段提出具體防洪防澇的工程措施，提煉出城市軌道交通站點(diǎn)防內(nèi)澇要“以防為主、防排結(jié)合、整體考慮、體系完整”的系統(tǒng)策略，研究結(jié)果可為應(yīng)對軌道交通站點(diǎn)內(nèi)澇災(zāi)害提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 城市軌道交通；地下車站；洪澇成因；設(shè)防策略

中圖分類號 U239.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）03-0130-03

0 引言

在全球氣候變暖的背景下，極端天氣頻頻出現(xiàn)，極端性自然災(zāi)害（地震、臺風(fēng)、洪澇、海嘯等）發(fā)生的頻率越來越高，由于城市化進(jìn)程的加快，大中型城市不透水地面面積增加，使徑流系數(shù)加大，城市低洼地帶和地面排水不暢區(qū)域積水嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了城市道路行洪的現(xiàn)象。由于城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的不完善、直徑小、管道堵塞等原因，致使城市內(nèi)澇已成為許多新老城市的通病。由于地鐵站點(diǎn)通常設(shè)置在城市道路以下，是一個相對封閉的空間。地鐵車站一旦出現(xiàn)內(nèi)澇會造成設(shè)施和設(shè)備破壞等經(jīng)濟(jì)損失，還可能引起人員傷亡。鄭州“7·20特大事件”是典型的案例，城市內(nèi)澇對人民生命和財產(chǎn)安全造成巨大的威脅。因此，在城市地鐵的設(shè)計階段、施工期和運(yùn)營期對其內(nèi)澇風(fēng)險和排水進(jìn)行評估尤為重要。

該文收集了5起較為典型的城市軌道交通站點(diǎn)水淹事故及其主要成因，如表1所示。

1 站點(diǎn)內(nèi)澇成因分析

1.1 外因

全球氣候變化引發(fā)水循環(huán)變化。城市人口密度的增加，人為排熱、空氣污染和熱島效應(yīng)導(dǎo)致水循環(huán)的進(jìn)一步變化，從而引起城市微氣候的改變，城市暴雨頻次明顯增加。

城市發(fā)展和建設(shè)造成的地面自然滯、蓄雨水能力降低。雨水泄洪主要依賴城市市政排水管網(wǎng)，如果暴雨持續(xù)時間較長，城市排水管網(wǎng)無法及時排洪排澇，致使地面徑流量不斷增大，雨水匯集速度加快，洪峰出現(xiàn)的時間提前。

1.2 內(nèi)因

1.2.1 站點(diǎn)防排水措施不滿足要求

防水措施：地下車站出入口、風(fēng)亭、安全出口、無障礙電梯等附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)高不滿足城市內(nèi)澇要求，當(dāng)降雨短時持續(xù)性增大、地面排水不順暢時，室外路面內(nèi)澇積水嚴(yán)重，致使出現(xiàn)雨水倒灌車站內(nèi)部的風(fēng)險。站點(diǎn)與周邊地塊地下室或城市下沉廣場連通，地塊地下室或城市下沉廣場防洪措施考慮不足，城市內(nèi)澇時積水通過地下室或城市下沉廣場進(jìn)入城市軌道交通站點(diǎn)，導(dǎo)致車站出現(xiàn)內(nèi)澇隱患。

結(jié)構(gòu)上預(yù)留后期工程的洞口，結(jié)構(gòu)實施時未同步在洞口處緊靠圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)設(shè)置混凝土擋墻封閉洞口進(jìn)行隔離，而是利用二次結(jié)構(gòu)設(shè)置的混凝土墻或者磚砌墻進(jìn)行封堵。雨水或地下水長期滲入被飽和土壤包圍的工程襯砌，引起結(jié)構(gòu)受損，雨水進(jìn)入車站內(nèi)部。

排水措施：地鐵站點(diǎn)早期排水設(shè)計以50年一遇洪澇水位為設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在大部分以100年一遇洪澇水位為設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)[1]。近年來，極端降雨增多，地鐵站點(diǎn)的排水設(shè)施略顯不足。同時，站內(nèi)的排水是根據(jù)消防的排水能力進(jìn)行設(shè)計的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足內(nèi)澇導(dǎo)致雨水倒灌的排水能力需求。

1.2.2 站點(diǎn)建設(shè)防澇措施不完備

站點(diǎn)建設(shè)臨時排水措施欠考慮，基坑工程不滿足臨時防洪澇的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，基坑四周的防洪澇擋墻結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固等，基坑出現(xiàn)洪澇進(jìn)水并連帶引起鄰接工程（臨近既有線、與已貫通區(qū)間聯(lián)通等）產(chǎn)生被淹隱患。

1.2.3 運(yùn)維措施不足

雨季來臨運(yùn)營未充分準(zhǔn)備，遇大暴雨僅依靠簡便堵水措施，如防淹擋板、沙包、防水膜等進(jìn)行防護(hù)，且沙包和防淹擋板平時收藏在通道或者設(shè)備房間內(nèi)，搬運(yùn)操作不便，往往因措施采取不及時或操作不便導(dǎo)致車站被水淹。

2 站點(diǎn)內(nèi)澇防護(hù)策略

2.1 防水措施

（1）站點(diǎn)選址宜避免設(shè)置在地勢相對低洼、內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域，當(dāng)無法規(guī)避時需采取能確保工程安全的措施。站點(diǎn)地面建筑周邊排水需與道路及邊坡相互協(xié)調(diào)，形成完整的防排水體系。

（2）車站出入口設(shè)計標(biāo)高不得低于當(dāng)?shù)卦O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計洪澇水位，在充分考慮市政配套、景觀協(xié)調(diào)、出入便利等要求的基礎(chǔ)上選用設(shè)計標(biāo)高?？诓夸摻罨炷练篮榉罎硴鯄敳坎坏陀谑彝獾孛? 000 mm，且不小于當(dāng)?shù)卦O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計洪澇水位標(biāo)高加500 mm的安全高度。出入口平臺宜設(shè)置防洪防澇插槽及擋板，擋板高度不低于500 mm，防洪防澇插槽與防洪防澇擋墻頂部齊平。

車站出入口設(shè)置在城市防洪保護(hù)區(qū)之外時，出入口部或通道內(nèi)宜設(shè)置防淹封閉措施。內(nèi)澇、洪水具有突發(fā)性，往往因救援不及時容易造成重大的生命財產(chǎn)損失，車站出入口設(shè)計時需考慮防洪防澇設(shè)施存放場所。

（3）站點(diǎn)與周邊地塊地下室連通時，需確保地塊積水不通過地下室進(jìn)入城市軌道交通工程，地下室各口部防水淹設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不低于地鐵工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)陀诘罔F工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，連接通道內(nèi)需設(shè)置防淹門等防淹封閉措施。

（4）站點(diǎn)與下沉廣場連通，下沉廣場敞口周邊地面標(biāo)高需高于周邊道路標(biāo)高。下沉廣場敞口周邊防洪防澇結(jié)構(gòu)頂部距室外地面不低于1 000 mm，需采用鋼筋混凝土擋水結(jié)構(gòu)，墻厚及配筋需滿足抗水壓要求。下沉廣場防水淹設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不宜低于地鐵工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)陀诘罔F工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時，與地鐵地下空間的連通口部需設(shè)置防淹門等防淹封閉措施。站點(diǎn)與下沉廣場相連通道的地面標(biāo)高不宜低于下沉廣場地面的標(biāo)高，若存在高差則需向下沉廣場一側(cè)找坡。防淹擋板及防淹門性能與造價對比表，如表2所示。

（5）根據(jù)《城市軌道交通工程項目規(guī)范》（GB 550

335—2022）第5.5.3條規(guī)定：當(dāng)?shù)叵聟^(qū)間下穿河流、湖泊等水域時，應(yīng)按規(guī)劃航道的要求和預(yù)測沖淤深度控制區(qū)間隧道深度，并應(yīng)在下穿水域的兩端設(shè)置防淹門或采取其他防水淹措施。根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB 50157—2013）第1.0.22條規(guī)定：當(dāng)水下隧道出現(xiàn)損壞水體可能危及兩端其他區(qū)段安全時，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淹措施。

地鐵區(qū)間穿越江、河、湖等水域時，如出現(xiàn)區(qū)間進(jìn)水或洪水入侵，將對整條線路造成安全隱患。故需在站點(diǎn)與隧道交界處設(shè)置防水淹封閉措施，最大限度地減少地鐵的洪澇風(fēng)險，保障乘客人身財產(chǎn)安全。

2.2 排水措施

（1）站點(diǎn)敞開出入口、敞開風(fēng)井及地下車站相連通的下沉廣場、地下過街通道等其他建筑設(shè)置雨水泵站（房）及雨水泵站（房）需設(shè)置兩臺排水泵，正常情況下一臺工作，緊急情況時同時啟用兩臺泵，單臺排水泵的排水能力需大于最大小時排水量的1/2。站點(diǎn)和區(qū)間的雨水通過排水泵提升排入城市排水系統(tǒng)。

低洼車站設(shè)置排澇應(yīng)急搶險用的潛污泵及配套柴油機(jī)發(fā)電機(jī)，每處地勢較低的車站不少于2臺，流量不小于100 m3/h，揚(yáng)程按全線最不利點(diǎn)配置。地下車站主廢水泵站結(jié)合線路及車站縱坡設(shè)置在線路下坡方向，每座排水泵站設(shè)置2臺排水泵，一用一備，必要時同時啟動，一級負(fù)荷供電[2]。排水泵的總排水能力按照消防排水量和結(jié)構(gòu)滲水量之和確定。

（2）地下區(qū)間一般在線路低點(diǎn)設(shè)置區(qū)間廢水泵房，每座排水泵站設(shè)置2臺排水泵，一用一備，必要時同時啟動，一級負(fù)荷供電。在地下區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道泵房內(nèi)敷設(shè)備用的排水管路，在管道始端設(shè)置1個DN65快速接頭，方便與應(yīng)急泵快速連接，排水管預(yù)留快速接頭目前在武漢、鄭州、合肥等城市已經(jīng)得到應(yīng)用，便于在發(fā)生倒灌時應(yīng)急搶險。位于河流、湖泊、海域等水域下的區(qū)間廢水泵站，適當(dāng)加大水域下區(qū)間隧道廢水泵房的排水能力，每座排水泵站設(shè)置3臺排水泵，兩用一備，必要時同時啟動，一級負(fù)荷供電。

2.3 設(shè)備及監(jiān)控措施

（1）地下車站各類口部的室外地面以及隧道內(nèi)的各相對低點(diǎn)設(shè)置水位監(jiān)測傳感器。在地下車站人員出入口、車站站臺層及站廳層的明顯且便于觀察的位置處設(shè)置水位尺，防水淹監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置圖像或視頻采集裝置。地鐵車站的排水泵站、排雨泵站、排污水泵站設(shè)危險水位報警裝置，低洼車站、連接低洼車站的區(qū)間或跨水域區(qū)間泵站的報警水位接入OCC。

（2）雨量傳感器、水位監(jiān)測傳感器、防水淹圖像或視頻采集裝置、主動防淹擋水裝置、防淹門及其他防水淹設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至車站級環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，并由綜合監(jiān)控系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送至線路控制中心及線網(wǎng)指揮中心，車站級監(jiān)控系統(tǒng)需具備自動聯(lián)動相關(guān)排水設(shè)備啟停的功能和按照指揮命令啟動相關(guān)防淹設(shè)施的功能，并實時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行的情況。

2.4 施工期防洪澇措施

（1）站點(diǎn)基坑工程出現(xiàn)洪澇進(jìn)水并易連帶引起鄰接工程（臨近既有線、與已貫通區(qū)間聯(lián)通等）產(chǎn)生被淹隱患，工程危害及社會影響較大，防汛標(biāo)準(zhǔn)需滿足50年一遇水位加300 mm安全超高值設(shè)防，其余基坑需按滿足20年一遇水位加300 mm安全超高值設(shè)防[3]。

（2）基坑四周宜布置排洪設(shè)施，根據(jù)設(shè)防水位設(shè)置防洪澇擋墻（擋板）；采用圍護(hù)樁支護(hù)形式的基坑工程宜結(jié)合冠梁設(shè)置防洪澇擋墻（擋板）；不具備合建放坡支護(hù)形式的基坑工程宜在坡頂一定距離設(shè)置防洪堤（墻）。防洪堤（墻）可采用土堤、混凝土或鋼筋混凝土墻等形式。位于郊區(qū)、條件允許的施工場地可采用土堤。當(dāng)施工場地受限不具備設(shè)置土堤時，宜采用防洪墻。防洪墻宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其基礎(chǔ)的埋置深度，需根據(jù)地質(zhì)情況并考慮一定沖刷深度，如無保護(hù)措施，其埋置深度需大于0.5 m。

（3）周邊存在大直徑雨水或給水水管的基坑，施工前需加強(qiáng)排查，避免因管周回填不密實或在開挖過程中出現(xiàn)坍塌，造成雨污水管破壞，突發(fā)涌水倒灌基坑。

2.5 運(yùn)營期管理措施

（1）地鐵站點(diǎn)在運(yùn)行期已成為一個相對封閉的空間，與外界聯(lián)系的通道主要有車站出入口、風(fēng)亭和內(nèi)部泵站排水出口，外圍來水只能通過這些通道進(jìn)入地鐵站內(nèi)。因此，地鐵車站在運(yùn)行期的防澇安全需本著以防為主、以排為輔的方針進(jìn)行，要完善站點(diǎn)周邊城市排水設(shè)施，確保雨水排出路徑通暢。

（2）城市軌道交通工程營運(yùn)階段需要建立防洪澇數(shù)據(jù)庫，預(yù)留接入城市防澇在線預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急管理部門和氣象部門的實時數(shù)據(jù)平臺接口，融入城市防洪澇大數(shù)據(jù)管理，實時接收上級部門的應(yīng)急管控，提高軌道交通防洪澇安全信息化管理水平。

除上述防洪澇措施外，外部新建連接項目審批管理需按照當(dāng)?shù)卦O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的最大設(shè)計洪澇水位進(jìn)行，均需設(shè)置滿足設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的擋水設(shè)備。已開通運(yùn)營線路連接通道采用混凝土墻體封堵隔離，人防門關(guān)閉，避免在建工程出現(xiàn)內(nèi)澇倒灌。新建連接項目在地鐵保護(hù)審核環(huán)節(jié)，由外部項目的建設(shè)單位制定防洪澇災(zāi)害預(yù)案，避免外部接口成為洪澇薄弱點(diǎn)。

3 結(jié)語

城市軌道交通是當(dāng)今社會很重要的民生工程，全球氣候變化引起極端天氣頻頻出現(xiàn)，洪澇災(zāi)害對城市軌道交通造成的影響越來越大。為保障城市軌道交通設(shè)施設(shè)備免遭洪水、內(nèi)澇危害，保護(hù)乘客人身和財產(chǎn)的安全，應(yīng)對軌道交通站點(diǎn)防洪防澇措施不斷改善并提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。該文針對站點(diǎn)洪澇災(zāi)害內(nèi)外成因進(jìn)行了分析研究，總結(jié)出城市軌道交通站點(diǎn)從規(guī)劃選址、防排水設(shè)計、建設(shè)、施工及運(yùn)營管理階段防洪防澇工程措施，提煉出城市軌道交通站點(diǎn)防洪防澇要“以防為主、防排結(jié)合、整體考慮、體系完整”的系統(tǒng)策略。

參考文獻(xiàn)

[1]防洪標(biāo)準(zhǔn)： GB 50201—2014[S]. 北京：中國計劃出版社， 2014.

[2] 地鐵設(shè)計規(guī)范： GB 50157—2013[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2013.

[3]成都軌道交通集團(tuán)有限公司. 軌道交通工程防洪防澇實施導(dǎo)則[R]. 成都：成都軌道交通集團(tuán)有限公司， 2018.