城際鐵路地下車站防淹門設置研究

蔡俊華

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司 湖北武漢 430063）

1 引言

當前我國軌道交通發展迅速，城際鐵路以其準時性及便利性的優勢已成為人們城際間出行的首選［1］。在我國南方地區修建城際鐵路時，往往需要采用地下工程穿越水域。與一般地上工程施工相比，穿越水域的地下工程施工環境更為復雜，潛在風險更大［2］。位于水域下的軌道交通隧道在施工及正常運營過程中，若恰逢汛期、高潮水位或因爆炸、地震、戰爭等其他突發事故受到破壞時，為防止江河水通過受破壞的區間隧道而迅速倒灌至車站及城區，危及人民的生命財產安全，在水下區間隧道兩端車站內（工作區間）應設置安全閘門，這種安全閘門被稱為防淹門［3］。在發生水災或其他事故時，防淹門可以通過控制閘門關閉來保護地鐵線路、人員及車站設備的安全［4］。

防淹門主要由機械設備和控制系統組成。目前地鐵中使用的防淹門主要有下落式、平開式兩種，其中平開式又分為人字型平開式和一字型平開式［5］?；谀壳俺请H鐵路建設的需求，本文對城際鐵路地下車站設置防淹門的必要性、選型及其對在建工程的影響等問題進行相關研究。

2 國內防淹門設置現狀

2.1 地鐵防淹門設置現狀

目前，防淹門在地鐵建設中應用比較普遍，特別是在水系較為發達地區地鐵線路中經常應用，如水系復雜、常年蓄水或地處海域、海島的廣州、上海、香港等城市［6］。本文以廣州地鐵為例來介紹防淹門在地鐵建設中的設置情況。

廣州地鐵主要在穿越珠江主航道的地鐵線路兩端車站設置防淹門。主航道包括珠江流上支源、珠江干流或航道、東江北干流水系等［7－8］。

1號線穿越珠江時在黃沙和芳村兩站設置了防淹門，其采用人字型防淹門，如圖1所示。

圖1 1號線防淹門設站

2號線穿越珠江時在海珠廣場和市二宮兩站設置了防淹門，其采用下落式防淹門，如圖2所示。

圖2 2號線防淹門設站

3號線及3號線北延段在穿越相關水域時，根據需要也設置了防淹門，其采用下落式防淹門［9］，其中龍歸端防淹門設置于區間風亭，如圖3所示。

圖3 3號線及3號線北延段防淹門設站

4號線在穿越相關水域時，根據需要設置了防淹門，均為下落式防淹門。其中萬勝圍站兩端均設置了防淹門，官洲站未設置防淹門，新造站防淹門設置于區間盾構始發井［10］，如圖4所示。

圖4 4號線防淹門設站

5號線在穿越珠江水域時，在地下站中山八站設置了防淹門，為下落式防淹門；坦尾站為高架站，未設置防淹門，如圖5所示。

圖5 5號線防淹門設站

6號線在穿越相關水域時，在坦尾和如意坊兩站設置了防淹門。坦尾端防淹門為下落式，設置于期間軌排井；如意坊站左線為一字型防淹門，右線為下落式防淹門，均設置于車站范圍內，如圖6所示。

圖6 6號線防淹門設站

8號線在穿越相關水域時，根據需要在南洲站、洛溪站、南浦站、會江站、文化公園站、同福西站設置了防淹門，有下落式防淹門也有人字型防淹門（人字型防淹門僅有兩個點設置，其余均為下落式防淹門），如圖7所示。

圖7 8號線防淹門設站

廣佛線在穿越珠江主航道水域時，在沙涌站以及沙涌－沙園區間盾構吊出井設置了防淹門，為下落式，如圖8所示。

圖8 廣佛線防淹門設站

APM線在穿越珠江主航道水域時，在廣州歌劇院南端，赤崗塔北端設置了防淹門，均為下落式，其中海心沙站未設置防淹門，如圖9所示。

圖9 APM線防淹門設站

2.2 國鐵防淹門設置現狀

目前國鐵項目在穿越江河、湖泊時并未設置防淹門系統。如武廣高鐵在穿越瀏陽河時，瀏陽河隧道未設置防淹門；廣深港客專在穿越獅子洋時，獅子洋隧道也未設置防淹門。

3 城際鐵路防淹門設置和選型

城際鐵路相較于國鐵來說，站間距較小，但是相對于城市地鐵來說，站間距則較大，故不能套用國鐵或者地鐵標準來設置防淹門［11］。

國鐵一般不設置防淹門是由于車站站間距較大，當隧道滲水或漏水時，淹水并不會很快通過隧道進入兩端車站，同時加上區間監控系統的應用，對于水災情況有充足的應急反應時間。同時國鐵往往只有區段性的線路位于水下，過了水域后線路直接上至地面或者高架，且車站一般都高架或地面敷設。

城市地鐵則站間距短，車站往往設置于居民區密集的地段，地鐵線路在發生滲、漏水的情況下反應時間相對較短，對疏散救援的及時性有著較高的要求。同時地鐵線路絕大部分位于地下，一旦水下線路某處發生滲、漏水情況，如果沒有有效的解決辦法，最壞情況下可能導致整條地鐵線路全部被水淹沒。

城際鐵路的特點則介于國鐵和城市地鐵之間。其站間距比國鐵短，但是比地鐵長；各線線路根據沿線征地情況及工程地質條件，有的大部分位于地面或高架，有的大部分位于地下。從地下線路隧道的橫斷面來講，部分車站范圍內城際鐵路因有配線及正線，故橫斷面遠遠大于城市地鐵車站。

若設置防淹門，考慮城際鐵路隧道橫斷面的大小、防淹門的密封性，同時結合不同型式防淹門設備所需空間進行考慮，建議在車站盾構始發井或者吊出井設置防淹門，防淹門為一字型。以穗莞深線厚街站為假設，如果需要設置防淹門，則可考慮在車站范圍內端頭工作井中防淹門與密閉門合設。將防淹門設置于工作井內，主要出于以下幾點考慮：

（1）工作井處只有1股道，隧道橫斷面小，避免了防淹門設備的大型化，減少了設備造價，節約了土建費用。

（2）工作井處只有1股道，減少了防淹門與股道間需要密封部位的數量。

（3）工作井處線路為直線段，較好符合了防淹門設置的需要。

（4）工作井易于防淹門設備的吊裝。

4 防淹門設置對在建地下車站的影響

若在工作井處設置防淹門，將對地下車站建筑和結構產生如下影響：

（1）工作井尺寸需要加大，在工作井邊需要挖出一個防淹門設備室，同時結構需要增加預埋件。

（2）如果車站無工作井則需在車站范圍內找一處跟始發井條件相近的點來設置防淹門，同時也需要設置防淹門設備室。

（3）車站到區間內所有的管、線（包括接觸網）均需在防淹門設置位置進行避讓設計。

以珠三角城際和長株潭城際為例，分析防淹門設置對在建地下車站的實際影響情況。

4.1 以珠三角城際為例

珠三角城際在建項目為穗莞深城際和佛肇城際，其中佛肇城際無地下車站，穗莞深城際地下車站分別為厚街站、虎門火車站和虎門商貿城站，其中僅厚街站小里程端下穿河涌。

若穗莞深線城際按照地鐵標準設置防淹門，則需要在厚街站小里程方向設置1道防淹門，因受厚街站內小里程端污水管遷改限制，厚街站小里程端部為單層結構，不適合采用下落式防淹門（下落式防淹門需要兩層結構），宜采用平開式防淹門，且按照人防要求，厚街站小里程端須設置人防門，建議防淹門結合人防門合并設置，即選用能滿足防淹要求的人防門設備，達到對車站土建方案影響最小的目的。

根據目前地鐵平開式防淹門設備概算經驗，穗莞深城際設1扇防淹門約增加工程投資160萬元。

4.2 以長株潭城際為例

長株潭城際鐵路在長沙市區內采用地下隧道形式通過，主要有樹木嶺隧道和湘江隧道［12］。樹木嶺隧道長12.64 km，設樹木嶺站、香樟路站、湘府路站和汽車南站4個地下車站；湘江隧道長9.99 km，設開福寺站、濱江新城站、市政府站、雷鋒大道站。樹木嶺隧道和湘江隧道采用雙洞單線方案。

湘江隧道在開福寺站至濱江新城站區間下穿湘江，樹木嶺隧道在香樟路站至湘府路站區間和在湘府路站至汽車南站區間兩次下穿圭塘河，開福寺站、濱江新城站、香樟路站、汽車南站三個車站一端及湘府路車站兩端共6處需設置防淹門。

開福寺站、香樟路站、湘府路站、汽車南站尚未開工建設，研究在車站端部設置防淹門。由于濱江新城站已開工建設，車站小里程端部主體結構圍護結構已完成，底板、中一板、中二板已澆筑完畢。若在車站端部設置防淹門，則需廢棄目前完工的端部圍護結構，加長車站長度，以容納安裝防淹門的空間，這樣會帶來車站的主體結構安全、房屋保護和市政管線改移等諸多問題。故只能在車站外部隧道區間安裝防淹門，需增加一個專用豎井。

長株潭城際鐵路6處設置防淹門總造價約為960萬元，同時濱江新城站東端需增加一個專用豎井，投資估算約2 000萬元，總投資共計2 960萬元。

5 結論及存在問題

5.1 防淹門設置建議

從城際鐵路的特點出發，同時結合國內以上各地地鐵防淹門設置經驗，對于城際鐵路防淹門設置給出如下建議：

（1）線路穿越不通航客輪、貨輪、游輪的小河涌時不設防淹門，若發生隧道破裂，可采用人工堵截、車站內人防門關閉或其他防淹措施（如區間及站內水泵抽水等）進行防水。

（2）從線路標高來看，如果水域兩端車站線路標高高于水域常年的水面標高或者接近于水域水面標高，則可考慮不設置防淹門。

（3）從整條線來看，如果僅有個別車站存在緊急情況下被水淹沒的危險，此車站非換乘站，且區間并無與其他線的聯絡線等，則可考慮不設置防淹門；若車站是換乘站，或者區間有與其他線的聯絡線等，則可考慮設置防淹門。

（4）如果線路有大部分必須為地下線，而且正好下穿主航道水域，則建議設置防淹門。

5.2 存在的問題

按照目前地鐵使用情況來看，防淹門在隧道發生緊急情況下使用的實際案例還沒有發生過，且城際鐵路地下段設置防淹門還存在以下問題：

（1）防淹門如果出現松動或者故障，則有可能威脅到行車安全。

（2）防淹門開、關門均需與信號系統聯鎖，必須保證防淹門發出的請求信號安全可信，如果出現錯誤，會影響行車安全。

對于以上兩個問題，在運營期需加強設備保養維護和運營管理予以解決。