地鐵防汛排澇風險隱患分析及其對策研究

段曉東

江蘇中設集團股份有限公司 江蘇 無錫 214072

自19世紀60年代世界第一條地鐵(英國倫敦大都會地鐵)建成通車以來，歷經近160年的發展，地鐵交通作為現代城市軌道交通領域當中的重要組成，在全世界很多城市中得到了越來越廣泛的應用。

地鐵與其他城市交通工具相比，除了能有效避免地面交通擁堵，充分利用城市空間，具有節省土地、減少噪音、減少干擾、節約能源、減少污染等優點外，也存在著建設成本高、建設周期長、抵御災害能力弱等缺點。近幾年國內發生的2012年7.21北京特大暴雨地鐵停運事件、2021年鄭州地鐵5號線7.20事件、2021年廣州地鐵21號線7.30停運事件等典型事件的發生，證明了地鐵防汛排澇系統風險隱患排查及應急措施響應對城市地鐵系統正常運行和居民日常出行生命財產安全保障的重要性。基于城市防汛期間典型地鐵內澇積水原因的分析，以無錫在運行的地鐵一號線、二號線和三號線為例，對無錫地鐵防汛排澇風險隱患進行了調研和分析研究，有針對性的提出了相應的工程處理措施和后期運行中的相關管理建議，可有效的指導地鐵前期設計、中期建設和后期運營過程中防汛排澇工作的正常進行。

1 研究內容

根據近年來各城市地鐵系統在暴雨城市內澇的情況下，以鄭州地鐵7.20等典型事件出發，總結產生地鐵雨水倒灌或涌水的原因；進而從原因分析出發，對無錫在運行的地鐵一號線、二號線和三號線現有的防汛排澇情況、防汛排澇措施、積水風險隱患和應急響應措施等進行調研梳理，并針對典型的風險隱患點進行分析，提出相應的工程處理對策，以此對無錫地鐵在暴雨城市內澇情況下，對整體地鐵運行線路的防汛排澇風險防控情況和應對措施給出合理的對策意見和管理建議。

2 研究分析

2.1 地鐵內澇積水原因總結

根據近年來各城市地鐵車站在暴雨城市內澇的情況下積(進)水的直接原因，主要為以下幾項：

(1) 從地下與地面銜接、轉換的建(構)筑物(含出入口、通風井、出入場線等)向車站或隧道涌入大量雨水造成被淹，例如2021年7月20日，鄭州地鐵5號線7.20事件；

(2) 通過室外市政管線接口套管部位(穿越地鐵站結構墻)向車站或隧道涌水，例如2016年8月8日，無錫地鐵一號線談渡橋站進水事件；

(3) 地鐵排水能力不足：在暴雨期，地鐵出現進水前期，由于地鐵車站或者區間現有的排水設備能力不足，造成地鐵積水；

(4) 地鐵抗洪搶險救災應急預案不完善，搶險機制、物資和人員等不能及時組織到位，造成進一步惡化， 例如2021年7月20日，鄭州地鐵5號線7.20事件；

(5) 城市整體防洪排澇體系的不完善，導致地鐵外排水系統的失效或雨水倒灌，幾乎每一件地鐵涌水事件，都是在短歷時強降雨等極端天氣，產生城市內澇的情況下發生。

2.2 無錫在運行地鐵線路概況

目前，無錫地鐵在運營線路4條，線路總長約112公里，車站80座，其中換乘站7座，無錫地鐵運營7年來，運營總體情況良好，安全穩定，未發生一般及以上安全生產責任事故。

圖1 無錫在運行地鐵線路圖

2.3 無錫地鐵防汛排澇關鍵部位薄弱環節梳理和情況總結

2.3.1 無錫地鐵防汛排澇關鍵部位梳理

地鐵防汛排澇的關鍵部位主要包含以下：各正線車站：含車站的出入口、風亭、站外垂梯、疏散通道等；場段出入線及U型槽；停車場站上蓋開發；主變電所出線管廊；地鐵排水出水系統等方面。

2.3.2 無錫地鐵防汛排澇關鍵部位薄弱環節情況總結

1)目前地鐵相關設計規范中，對于地鐵系統雨水泵站的設計要求為“應按照當地50年一遇的暴雨強度計算”，按照地鐵設計通過對無錫在運營的一號線、二號線和三號線三條線路57個地下車站中722處各類出入口、通道等重點部位進行現場標高實測、排水能力校核計算等分析，結果顯示在排水能力方面，三條線路中雨水提升排放能力均滿足50年一遇的暴雨強度計算要求，同時調研過程中對排水能力按照百年一遇的標準進行了校核，顯示有多處存在不滿足百年一遇排放標準的情況，標高實測結果顯示有多處存在不滿足0.3m以上的超高保護要求的情況。

2)通過對無錫在運營的一號線、二號線和三號線三條線路中共計6座車輛場段，3處正線U型槽，經過對各場段出入線及U型槽標高復核、排水量計算排查，發現個別停車場存在因排水設施能力不滿足百年一遇降雨標準而產生內澇積水的情況。

3)通過對無錫在運營的一號線、二號線和三號線三條線路共計5座主變電所出線管廊進行實地調查，結果顯示個別進線管廊存在涌水的風險隱患。

2.3.3 地鐵排水出水系統

目前地鐵的排水出水系統一般在前期管線遷改研究時，按照就近接入附近的市政排水管網系統的方式，間接排入城市河道進行排放。現實設計和運行中存在以下的問題矛盾點：

1)無錫目前的中心城區防洪標準為200年一遇設防水位，其余地區可達到50-100年一遇的防洪標準設防水位，河道排澇能力基本達到20年一遇的標準；無錫地鐵防洪標準采用100年一遇的防洪設防水位，防澇標準采用20年一遇的防澇標準(無錫市100年一遇防洪設計暴雨過程對應的 1 日最大降水量與 20 年一遇 24 小時河道排澇設計暴雨基本相當，即在市政雨水管網排水以及采用設施自保措施后，地鐵功能建筑物具有能夠防御 10~20 年一遇短歷時設計暴雨的能力)[1-2]。

2)無錫目前的市政排水管網系統設計重現期的標準一般為1-3年(部分道路不足一年)，局部重要道路、快速路按照5年一遇的設計標準進行，市政排水管道系統本身就存在不完善性和標準較低的情況，存在與地鐵系統防洪排澇設計標準的矛盾點，現狀市政管網不能滿足地鐵等重要設施點的排水要求，一旦在極端天氣條件下或暴雨期，市政排水管網系統會成為地鐵系統排水出水的瓶頸，也就造成了地鐵內澇的風險[3]。

3)地鐵系統直接或間接通過市政排水管網排入的城市河道水體，尤其需要通過水利閘站控制的河道水體，存在暴雨期或內澇期時調水不及時、響應不及時等情況，導致河道20年一遇的排澇標準不能正常發揮，從而也促使了城市內澇現象的發生。

3 結論、措施與建議

3.1 結論

基于近幾年國內典型地鐵內澇積水、雨水倒灌或涌水產生的原因分析，經過對無錫在運行的地鐵一號線、二號線和三號線調研、現場摸排、復核計算等研究分析工作，針對無錫市地鐵防洪排澇風險隱患及其對策的分析研究得出結論如下：

(1) 無錫在運營的三條地鐵線路中，前期設計中均按照當時現行的相關規范標準，進行了防洪、排澇及防淹設計，并進行了相應的防洪防澇評價，但隨著規范標準調整、暴雨強度公式的更新，經復核計算，局部薄弱點(出入口、風亭、疏散通道、垂梯等)已不滿足百年一遇的降雨強度排澇要求，存在內澇期雨水積水的風險。

(2) 隨著地鐵站點周邊道路及環境的不斷改造，對原地鐵周邊的地形地貌產生了破壞，造成原設計站點的超高保護產生破壞，造成內澇期雨水倒灌的風險。

(3) 排除地鐵本身設計、運行過程中導致的暴雨期積水、涌水的原因外，城市市政、水利的防洪排澇系統的完善和良好運行對地鐵的防洪排澇及正常運行也起著至關重要的作用。

3.2 措施與建議

根據對無錫市在運行的三條地鐵線路進行的前期調研、分析及問題梳理的基礎上，針對無錫市地鐵防洪排澇風險隱患，按照相應的主管部門分類，提出相應的工程處理措施和管理建議如下：

3.2.1 地鐵運營公司

(1) 對不滿足無錫市現行暴雨強度公式、百年一遇的暴雨重現期、5min的降雨歷時(極端天氣)條件下，對應的機械排水能力的個別薄弱位置，針對性的增設排水泵或增設應急強排水設備[4]。

(2) 對各正線站點出入口、場站、風亭、等地面設施不滿足規范規定的超高保護要求的薄弱點，應考慮設置防淹閘槽、擋水板、加筑擋水墻的補強措施[5]。

(3) 對于主線變電所出線管廊涌水風險點采用加強巡查，及時修復；定期對主所至車站電纜引入孔洞進行修復性封堵；增設排水泵用于抽排倒灌水等方式進行防范和改善。

(4) 建議核查各站點防汛關鍵點和薄弱點的防汛物資情況，以保證物資充裕。

(5) 建議地鐵公司應增強聯動機制，并定期結合市級相關的多部門、多條線進行實際防汛應急演練；進一步明確完善已制定的相關應急預案的定量處置，加強預案的可操作性和執行性。

(6) 建議地鐵公司加強對地鐵運行過程中洪澇形勢的動態監測、預報、預防，積極主動同氣象行政主管部門溝通聯系，及時掌握暴雨、臺風等致洪成澇天氣的發展動態和預報結果。

(7) 建議地鐵集團充分利用網絡自媒體等多種新型的宣傳手段，以保證在突發事件發生時，第一時間將一些突發狀況和對公眾的提醒和要求宣傳到位，減少群眾的反應時間，從而更有效的保護乘客及地鐵系統設施的生命及財產安全。

3.2.2 規劃建設行政審批部門

(1) 建議對于地鐵周邊相關的開發建設項目，通過行政審查、批復或規劃前置條件限制等方式、手段，來加強“新項目開發建設不能對地鐵相關的現狀系統造成影響破壞”的控制要求，尤其是加強對不能改變地鐵站點、附屬構筑物等結構周邊現狀地形地貌和現有排水系統的規定要求。

(2) 建議地鐵周邊影響范圍內，直至無錫市全市的城市建設過程中，全面推進落實海綿城市建設理念，采取多種低影響開發措施手段，從源頭上削減和控制地表徑流雨水量，降低市政排水管網運行壓力，從而有效控制城市內澇的產生，也進而降低由于內澇而產生地鐵積(進)水的風險隱患。

3.2.3 市政園林、水利部門

(1) 建議在后續的城市防洪排澇規劃更新研究時，考慮地鐵系統的點狀壓力排水，市政、水利等行業管理部門完善地鐵站點周邊河道防洪排澇以及市政雨水設施，適當提高排澇標準，保證行洪通道的通暢。

(2) 建議對局部處于低洼地區，地鐵排水系統出水需要通過閘站等來進行控制的相關的河道、水體進行水位動態監測并實時在線上傳，更好的實現提前預警，及時響應，降低由于河道水位頂托，而引起的城市內澇導致地鐵涌水的現象發生。

3.2.4 地鐵相關設計單位

(1) 建議在設計的地鐵線路站點或區間排水，在對周邊市政排水管網進行摸排和排水能力核算的基礎上，靠近河道或有條件的地方，地鐵的出水系統應與市政排水系統分開，單獨設置地鐵排水出水系統，采用壓力就近入河的方式，以降低由于城市內澇而對地鐵運行帶來風險。

(2) 建議結合地鐵一號線、二號線和三號線調研出來的薄弱點和隱患問題，對尚未投入運行的地鐵線路進行全面的防洪排澇能力進行復核驗算，建議按照百年一遇的暴雨強度進行核算，將風險消滅或控制于線路正式投入運行或實施前。

3.2.5 其他(多部門聯合)

建議根據天氣預報及時做好地鐵車站、停車場(車輛段)的防淹水措施。同時，還要與水利、市政、公安等行業主管部門密切協作，充分利用已有的洪澇監測信息平臺，及時掌握地鐵沿線河道、街道、市政雨水管網的水文、水力情況，及時消除或控制影響地鐵工程的不利情況。有必要的情況下，可采用聯物網、計算機通訊等先進技術手段，建設無錫地鐵站點及其功能建筑物專用的雨澇監控設施和信息管理、發布系統，提高降雨預報—積水預測—預警發布—調度方案、排澇預案制定的執行效率。

4 結語

城市地鐵交通系統的安全運行，關乎一個城市的正常運轉，其系統防洪排澇措施的保障和正常運行至關重要，應引起各主管部門和社會的關注。對地鐵系統防洪排澇關鍵部位通過前期批復中的限制條件控制、設計過程中的排水方案合理設計、嚴格把控，后期運行中的定期巡檢、及時整改，提高多條線、多部門聯動反應，減少風險出現后的響應時間，組織多部門進行應急演練，多渠道進行信息互動公布等方式、措施，可有效地降低地鐵系統積水引起的防洪排澇風險，從而保障居民日常出行的生命財產安全，保障城市交通系統的正常運行。在上文中，結合無錫市在運行的地鐵一號線、二號線和三號線實際情況，對無錫地鐵防汛排澇風險隱患進行了詳細的調研分析，并以此為基礎有針對性的從工程處理與后期運行上提出了上述的改進建議。通過這些建議可以為其他地鐵防汛排澇的改進提供有益借鑒，將有助于改善地鐵的防汛排澇能力，確保城市交通系統的安全運行。