淺談軌道交通防淹設計的幾點建議

許留記 趙趁香 李紅建

摘要 防洪設計是軌道交通工程的重中之重，與防火設計同等重要，一旦疏漏，將對人民生命和財產安全造成極大威脅。為避免類似“鄭州市7.20暴雨”對地鐵工程的再度影響，文章結合多地整改和優化措施，提出多種預防方案，在設計階段做到防患于未然。一年多的實踐證明，整改和優化措施達到了預期目標，有效避免了洪、澇災害對軌道交通工程的影響。

關鍵詞 軌道交通工程；暴雨；防洪；防澇；防淹

中圖分類號 U239.5文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0045-03

0 引言

隨著全球污染加劇，由此產生的溫室效應引發世界各地頻頻出現狂風暴雨等極端天氣，導致洪、澇災害在城市肆虐。軌道交通正線工程大部分位于城市道路下方、車輛段位于規劃非成熟區，受制于地下空間的封閉性及城市邊緣規劃實施的滯后性等因素影響，洪澇災害成為軌道交通工程的最大災害。為最大程度地保護人民生命和財產的安全，必須整改，優化防洪、澇設計。

1 統籌流域和區域，合理確定城市防洪防澇體系

《地鐵設計規范》（GB50157—2013）9.5.4及9.6.3規定，車站附屬建筑的設計應滿足當地的防淹要求[1]。防淹要求的數據來源于《防洪防澇評價報告》。其編制依據：根據國家有關法律法規規定、區域防洪規劃、城市排水規劃、市政管網布設與規劃、工程線路所臨近河道的規劃和城市綜合規劃及工程有關設計文件等資料，通過分析河道百年一遇洪水、城市百年一遇暴雨時對地鐵車站、車輛段、停車場及沿線建筑物的影響，提出工程設計建議標高與保護措施，為工程設計提供依據。《防洪防澇評價報告》編制的依據中顯然沒有考慮上游洪水過境與降雨的疊加因素，調查的區域為工程沿線，依據的地域范圍較小。

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。據現存水文史料分析，鄭州市市域內降雨大部分由東向西移動，且降雨量逐級減少。西部降雨通過河流匯集過境鄭州市時，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及軌道交通《防洪防澇評價報告》宜按此進行設計，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，鄭州市西部的滎陽已經出現特大暴雨，暴雨匯集后的洪水與降雨帶同時東移至鄭州市，導致鄭州市防洪泄洪能力因無法承受壓力而造成特大災害產生。

鑒于如上因素，作為軌道交通的建設單位，應總結《防洪防澇評價報告》的地域較小及“過境洪峰與暴雨未疊加”的缺點，協調河務部門及城市規劃部分，將軌道交通《防洪防澇評價報告》的百年一遇內澇對策進行綜合分析調整，擴大其編制所依據的地域，同時應考慮暴雨與洪水的疊加因素，即“統籌流域和區域，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

《地鐵設計規范》（GB50157—2013）9.5.4規定：地下車站出入口、消防專用出入口和無障礙電梯的地面標高，應高于室外地面300～450 mm，并應滿足當地防淹要求，當無法滿足時，應設置防淹閘槽，槽高可根據當地最高積水水位確定[1]；9.6.3第3款規定：風口最低高度應滿足防淹要求，且不應低于1 m[1]。全球極端氣候頻發，極端暴雨的積水量遠遠大于百年洪水位，故地下車站出入口和風亭風口的結構側墻高度應在滿足百年一遇洪水位的基礎上適當增加，由于出入口和風亭側墻高度增加會影響景觀，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。

3 高度受限的消防口防淹

部分車站，特別是多條線進行換乘站的樞紐站，消防樓梯間設置數量較多，地理位置又特殊，根據景觀及市政的要求，不允許設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算防淹高度設計，導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。該裝置平時處于關閉狀態，人員可在設備上方正常通行，當有防火及防淹需求時，該設備根據站內報警聯動自行開、閉。經多次試驗驗證，該防淹措施的可靠性能夠得到保證；同時該措施的漏水、漏氣量及防洪性能滿足RFJ01—2002及DL/T5018—2015驗收標準，故能滿足防洪和疏散的雙重要求。

4 側墻預埋管防漏水的責、權劃分

地鐵是一項復雜的系統工程，施工周期長，施工工序多，前期土建施工時均需按各專業要求預埋相應的防水套管才能滿足后續機電安裝裝修階段的進、出戶管線的需求。根據工藝需求，地鐵車站內應設置進、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、出戶管線均由出入口或者風亭側墻壁進出，一般位于地面以下0.8～1.2 m左右。在土建施工圖階段，設備尚未招標，為避免后期對結構側墻的二次開鑿，各專業需要的預埋管數量按照包容性設計進行預埋，后期機電安裝裝修階段產生的多余預埋管易被建設者遺忘，由此成為暴雨期間積水進入車站的通道。據相關設計院統計，單個車站多余預埋管的平均數量為四個，在暴雨期間，0.5 h內的進水量內足以致相應車站臨時封閉。

受制于工程特點，包容性設計無法避免，多余預埋套管的問題無法解決，但可按照“土建預埋、土建臨時封堵，同時土建在預埋套管內填充密封憎水材料”方案處理（如圖1所示），后續機電安裝裝修階段按照“不使用不打開；誰使用誰打開，使用后及時封堵”的原則執行。遵循這一原則施工，未使用的多余預埋套管已被完全封堵，使用的預埋套管及退出使用的預埋套管又被使用者完全封堵，有效避免了預埋套管無人封堵的漏洞，確保了暴雨期間不會出現通過側墻預埋管向車站進水的現象。

5 物業聯通處的防淹設計

地鐵客流能激發車站周邊商業價值，故周邊物業選擇與地鐵車站無縫銜接。物業地塊防洪、防澇設防標準普遍低于地鐵車站，而若將物業防洪標段提高至與軌道交通相同，將會增加周邊商業的建設成本，且軌道交通業主單位也無權提出相應要求，故物業接口亦成為防洪設計的重點。為避免周邊物業地塊積（洪）水進入地鐵車站，可在物業接口處設置防淹門。該防淹門可兼顧人防門，達到人防分隔與防淹分隔的雙重目的。為避免少量積水導致防淹門頻繁啟動，可在物業接口處設置截水溝加防洪卷簾，在洪澇災害較小的情況下，啟動人工排水及防洪卷簾，在洪澇災害嚴重時啟動防淹門。

6 提升車輛段及變電站圍墻的防淹設計

《地鐵設計規范》（GB50157—2013）27.1.4規定：……車輛基地（包括車輛段、停車場等）選址應“具有良好的自然排水條件”……[1]。此前由國家發改委等部門發布的《城市軌道交通工程項目建設標準》（建標 104-2008）也明文規定“車輛基地選址應具備良好的排水條件[2]”。同時變電所相應的規范中也規定“變電站站址優先選擇地勢較高地段，不應設在地勢低洼和可能積水的場所[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主變電所的選址來分析，車輛段的選址受到市政綜合規劃、集約用地、線路運營長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，加高車輛段的圍墻及增加人工抽排將成為良好的補救方式。

車輛段及變電站無法設置在最優自然排水位置時，建議其圍墻宜采用不低于2.3 m實體圍墻，且不低于該區域歷史最高洪澇水位加0.5 m安全超高。易受山洪影響區域變電站應采取防沖刷措施，結合圍墻設置防洪墻和截洪溝；易受河流洪水影響地區變電站可根據情況設置防洪墻。同時，圍墻內部應增設集水坑，集水坑內設置永久水泵和應急水泵，以便及時排出場地內超標降水。計算中，應依據歷史最高降雨量，科學計算需設置移動水泵的排水能力和臺數，提前規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。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間，未設置反坡，或者反坡坡度較小，導致車輛段因特殊原因匯水后，直接灌入出入段線，進而匯入車站和區間。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，高標準設置反坡（駝峰）等阻擋超標洪水措施，且反坡坡頂的高度不得低于《防洪防澇評價報告》最低建議值，在有條件的地方應按照該區域歷史最高內澇水位加0.5 m安全超高確定。

8 出入段線增設防淹門

“鄭州7.20特大暴雨”期間，積水沖垮出入場線擋水墻進入正線區間，造成鄭州地鐵5號線列車在海灘寺街站至沙口路站區間隧道列車停運，進而導致整個線網區間積水，加大了后期排水的難度。

根據《地鐵設計規范》（GB50157—2013）1.0.22規定：對于下穿河流和湖泊等水域的地鐵隧道工程，當水下隧道出現損壞可能危及兩端其他區段安全時，應在隧道下穿水域的兩端設置防淹門或采取其他防水措施[1]。據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車站前期及時關閉，做到站站隔斷，避免積水向相鄰車站或者區間蔓延，減少后期排水難度。

9 區間疏散平臺接入車站

根據《地鐵設計規范》及以往管理經驗，區間疏散平臺在進入車站之前均未與站臺層設備區內走道有效連接，疏散乘客需下到軌行區道床回填面再通過站臺下軌樓梯上到站臺層設備區內走道，此種做法會增加緊急情況下疏散人員的風險，同時會降低疏散效率。為避免此類隱患，建議區間疏散平臺有條件時盡量與車站站臺層設備區內走道或區間風井站臺板貫通設置，如圖2所示，避免疏散人員二次下到軌行區，降低疏散人員因進入積水而引起的二次風險。

10 防淹設備設置到位

地鐵工程實施難度大、工程單價費用高，故所有地鐵車站均進行規模控制，導致前期設計的地鐵車站均未考慮防淹設備的存放空間，全線的防洪設備統一設置在車輛段或停車場內，待各車站有防洪需求時再運送至各車站。此做法降低了防洪的時效性，同時也導致各車站管理人員防洪意識薄弱。基于此，建議在今后的地鐵車站設計過程中，宜考慮防洪設備的存放空間。防洪設備在有水源進入風險處的車站就近存放，利于在洪水初期就地取用，將進入軌道交通的洪水消滅于萌芽期。

11 加強運營人員防淹意識

運營人員為地鐵運營系統的“中樞”，需要具備較強的防洪意識，建議運營人員做好如下工作：①摒棄“地下工程不受天氣制約”的理念，時刻關注氣象臺天氣預警信息平臺，及時掌握雨情和汛情，將所收集到的預警信息第一時間在運營分公司范圍發布，提醒各部門提前做好應急準備，做好對重點防汛部位的巡視巡察，做好惡劣天氣防范應對工作；②扎實開展防汛演練，繃緊安全“責任弦”；③加強設備監控，提高設備完好率；④明確運營司機首席責任制，允許司機根據現場情況進行列車停運，避免層層上報而“延誤戰機”。

12 結語

防淹設計為地鐵工程的重大設計，超前設計方能防患于未然，因此，寧可做到新增設計無用武之地，也不能因為怕新增設施增加工程投資而不設置，此為關系乘客安全的重中之重，希望該文的地鐵防淹優化設計能為后續的地鐵防淹設計帶來借鑒意義，減少極端天氣引發洪澇災害對地鐵工程的影響。

參考文獻

[1]地鐵設計規范： GB 50157—2013[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2013.

[2]城市軌道交通工程項目建設標準： 建標 104—2008[S]. 北京：中國計劃出版社， 2008.

[3]20 kV及以下變電所設計規范： GB 50053—2013[S]. 北京：中國計劃出版社， 2013.