北京市軌道交通機場線西延工程洪水影響評價內澇積水分析

尤 洋

(北京市水科學技術研究院 北京100048)

機場線路沿機場線高速公路布置，在北京市區設有三元橋站和東直門站兩站，總長28.1 km。直接服務范圍主要在東北部地區，通過地鐵2 號線、地鐵13號線、地鐵10 號線吸引客流，形成間接服務范圍。機場線西延工程增設站點使得機場線的直接服務范圍增加。同時地鐵5 號線為南北骨干線，與5 號線連接使機場線對中心城東部的南北走廊服務增強，機場線在北新橋與地鐵5 號線換乘便捷，使得機場線的間接服務范圍也得到拓展。機場線西延后，在北新橋站與5 號線形成兩線T 型換乘，換乘便捷，增強了線路對客流的吸引力，擴大了線路的服務范圍，改善了東直門地區地鐵線路與機場線間的換乘條件，能夠為更多旅客提供安全、便捷的服務，進一步提高服務水平，有利于樹立機場線形象和品牌[1]。

1 項目基本情況

1.1 地理位置

北京市軌道交通機場線西延工程位于北京市東城區，起點位于既有機場線東直門站，沿東直門內大街向西，終點至北新橋站。本項目新建北新橋站與既有5 號線的北新橋站為換乘關系，位于既有北新橋站西側，距離約為30 m。

1.2 建設等級與規模

本項目為新建工程，線路起點為既有機場線東直門站，終點北新橋站，并預留進一步向西延伸條件。線路自起點沿東直門內大街由東向西走行。線路全長約1.9 km，均為地下線。設置北新橋車站1 站，與既有的5 號線(北新橋站)形成換乘。

工程總共包括1 個地下車站、1 段區間隧道1.9 km。本項目包括車站工程和區間工程。

1.3 河流水系

擬建機場線西延線屬于北運河水系，周邊河流為通惠河[2]。

北運河北起通州區北關閘(上源為溫榆河)于西集鎮牛牧屯東南流出市境，經河北省香河縣、天津市武清區至天津市大紅橋注入海河。北運河主要支流有通惠河、涼水河、風港減河、鳳河等。

通惠河為中心城及通州新城地區重要的防洪排水、輸水灌溉及景觀河道，西起東便門，向東流經朝陽區至通州區入溫榆河，全長約20 km，總流域面積約為297.08 km2，本項目雨水經現狀雨水管網，最終排入通惠河。

1.4 評價范圍

線路位于東城區轄區內，由東直門向西進入二環以內，沿東直門內大街跨北新橋路口，進入交道口東大街。洪水對建設項目的影響評價范圍主要為北京市軌道交通機場線西延工程的地上工程。

2 內澇積水計算

根據《室外排水設計規范》(GB 50014—2006)[3]，特大城市排澇標準為50～100 年一遇，本項目可研確定內澇防治標準50 年一遇，市政雨水管網現狀標準為1 年一遇，規劃標準為5 年一遇。計算分析最不利工況，即排水管網為現管網標準1 年一遇條件下的內澇積水情況。

基于DEM 數據，項目區所在東護城河小流域，不在東護城河小流域的最低點；根據項目區周邊地形，地勢總體西高東低，交道口東大街相對于周邊高程較低，東直門橋下為區域低洼點，建設項目所在位置相對于周邊地形不屬于低洼點，基本無客水進入，因此對項目區自身的排水分區進行內澇模擬。根據《北京市軌道交通機場線西延工程雨污水排除規劃條件》以及北京市第一次水務普查成果，劃定北新橋站和東直門站所在排水分區。根據《北京市水文手冊》[4]第一分冊暴雨圖集，得到各排水分區內50 年一遇最小時間段為5 min 的24 h 凈雨過程(圖1、圖2)。各排水分區雨水管網現狀排水標準均未達到規劃標準，因此考慮現狀雨水管網僅能排除1 年一遇降雨量，根據暴雨強度公式計算得到北新橋暴雨強度為1.00 mm/min，東直門暴雨強度為1.12 mm/min。將雨水排水設計流量化為每5 min 排除項目區雨水深，并繪入降雨雨型圖制作圖1 和圖2。計算得到北新橋站排水分區的最大積水量為14 105 m3，積水時長約2.0 h；東直門站排水分區的最大積水量為6 538 m3，積水時長約1.5 h。因北新橋站并不是排水的最下游，故計算結果是最不利情況，實際降雨過程積水量和積水時間應小于此計算結果。通過Arcgis 軟件根據DEM 地形數據采用水量平衡法繪制各排水分區內的積水范圍和積水深度，北新橋站附近積水深度為0.19 m，東直門站附近基本沒有積水。

圖1 排水分區凈雨量(50 年一遇)和排水能力對比圖(北新橋站)Fig.1 Comparison of net rainfall (once in 50 years) and drainage capacity by drainage area (Beixinqiao Station)

圖2 排水分區凈雨量(50 年一遇)和排水能力對比圖(東直門站)Fig.2 Comparison of net rainfall(once in 50 years) and drainage capacity by drainage area (Dongzhimen Station)

北新橋地鐵站西南出口外部地面標高44.5 m，周邊地區地面標高44.2 m；西北出口外部地面標高44.35 m，周邊地區地面標高44.2 m。因此，地鐵站外部地面標高均高于周邊地區地面標高，該站點不容易產生內澇。根據 GB 50517—2013《地鐵設計規范》[5]，車站出入口均高出外部地面450 mm(設計方將出入口室內外高差均高出規范要求300 mm，實際車站出入口均高出外部地面750 mm)，可防止外部客水進入；同時，設計方在出入口處設置擋淹閘槽，如遇水淹等緊急情況，將擋淹閘槽設在門口，可增加500 mm 高的防淹高度，有效減小內澇對建設項目的影響。東直門站風井比周邊高2 m 以上(GB 50517—2013《地鐵設計規范》規定排風排煙口低邊高于地面的高度不低于2.0 m)，且有頂蓋防雨水，可以防止內澇。

施工期工程項目建設圍擋，可有效防止外部客水進入。

3 內澇影響評價

北京市軌道交通機場線西延工程排澇標準為50 年一遇。在50 年一遇降雨條件下，北新橋站和東直門站均沒有積水，相關工程設施最低點分別高于周邊積水水位0.26 m 和2 m。根據GB 50517—2013《地鐵設計規范》，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(設計方將出入口室內外高差均高出規范要求300 mm)。同時，項目可研報告中提出地下車站的敞開出入口、風井處設小型雨水排污泵，排水能力為50 年一遇。因此，在設計排澇標準下，建設項目基本沒有內澇風險。

4 消除或減輕洪水對建設項目影響的措施

4.1 工程措施

北京市軌道交通機場線西延工程地下車站出入口、消防專用出入口和無障礙電梯的地面標高44.95 m，高出室外地面0.75 m(規范為0.45 m)，地鐵出入口50 年一遇排澇標準下基本不受內澇積水影響。同時，還在出入口等地面與隧道銜接的位置設計防淹閘槽等設施，并通過在出入口修建多層臺階，其余面修建花臺等措施防止雨水倒流入車站內；臺階交接位置及終端地面設置下水口，在隧道最低點設置抽水泵等設施，保證雨水有效排除。

為減小建設項目在施工期的內澇風險，建有施工圍擋；同時在地坪設置一定的坡度，防止基坑進水；在基坑內開挖排水溝和集水井，增設泵站等措施防止基坑積水；在工程的支護構和鄰近建筑物適當位置布置觀測點，防止雨水滲透造成塌方。

4.2 非工程措施

①針對局部暴雨制定防汛預案，成立防汛領導小組。針對地鐵線路編制防汛應急預案，成立防汛領導小組，對站點出入口等重點工程加強防范。

②為保證地鐵雨季施工安全，需編制雨季施工方案，明確雨季施工的具體措施、防汛預案及注意事項等。

③加強防汛安全檢查，加強設備的日常維護和檢查，特別是施工區域及生活區域排水、用電等設施，及時發現和消除管道滲漏、雨水口堵塞等故障，保證排水系統暢通。

④準備充足的防汛物資、器材及設備。

⑤及時了解汛期天氣情況，注意暴雨預警信息。

5 結論與建議

5.1 結論

建設項目地面高程較高，且有一定的防護措施，50 年一遇排澇標準下，建設項目基本不受內澇積水的影響。洪水對建設項目的影響較小，在按照雨水利用相關規范設計和施工，補充防汛設施和物資，完善各類防汛預案后，建設項目即具備建設條件。

5.2 建議

協調有關部門提高地鐵線路站點外排市政雨水管網設計標準至5 年一遇并盡快實施。建設項目建成后，恢復施工區原有用地性質，增大透水率。應建立與氣象、水務部門的聯動機制，及時掌握雨情、水情，適時啟動應急預案，減少洪澇水對線路運行的影響。