軌道交通工程雨季防汛設計

殷芳，李小玉

（1.濟南軌道交通集團有限公司，濟南 250014；2.山東軌道交通勘察設計院有限公司，濟南 250014）

1 引言

隨著城市化進程的加快，國內出現了一批大城市、超大城市。城市運行過程中，由于城市規模較大，造成的城市交通擁堵愈發嚴重。地鐵作為一種方便、快捷的出行方式，同時兼有不占用地面空間的積極優勢，越來越受到城市居民的歡迎。

相關研究表明，我國氣候有明顯變暖的趨勢，年降雨量呈增加趨勢，強降雨等極端天氣增多增強，氣候風險水平趨于上升。《中國氣候變化藍皮書（2021）》指出1991—2020 年氣候風險指數平均值（6.8）較1961—1990 年平均值（4.3）增加了58%。

城市地表積水引起了水位堆積、地表水位抬升，道路積水深度包括兩部分：一是降雨造成的直接積水深度，二是地面徑流造成地勢低洼地區的積水深度。據不完全統計，近10 年，強降雨導致多起嚴重的雨水由車站出入口倒灌，沖垮車輛基地擋水墻、車站未開通出入口封堵和站外基坑護壁，涌入正線或車站的事故近20 起，如圖1、圖2 所示。

圖1 雨水倒灌地鐵車站

圖2 近年來地鐵防汛事件發生數量

地鐵建設是城市建設中復雜的基礎設施工程，建設周期長，周邊環境逐漸變化。在完成城市地鐵規劃的基礎上，一般逐條線路進行建設運營，為了降低地鐵運營過程中內澇風險，在設計階段開展對地鐵出入口、風亭、U 形槽段開展防淹設計非常必要。

2 地鐵防洪設計

2.1 防洪水位要求

根據降水引起地面抬升的情況，結合降雨造成的積水計算分為兩種情況，第一種是站點鄰近內河，100 a 一遇洪水位低于站點控制高程50 cm 以上的情況，可不考慮河道水位頂托及管道損失，直接用降雨積水計算積水深度，再疊加站點控制高程即得站點積水位。第二種情況是站點鄰近內河100 a 一遇洪水位高于控制站點控制高程，或低于控制高程50 cm 以內，需考慮河水頂托及管道延遲損失。

GB 50157—2013《地鐵設計規范》1.0.16 指出“跨河流和臨近河流的地鐵地面和高架工程，應按1/100 的洪水頻率標準進行設計；對下穿河流和湖泊等水域的地鐵工程，應在進出水域的兩端適當位置設防淹門或采取其他防淹措施。應根據當地最高積水位高程確定。每條軌道交通線路設計前期皆需做專項防洪評價報告或車站出入口洪水影響分析。地下車站防洪設計的洪水頻率按100 a 一遇洪水頻率標準設防；地面出入口平臺面以及能通至車站內的其他開口的標高均在考慮區域水澇情況下，加設防水設施；地面停車場均在100 a 一遇洪水位基礎上加0.5m 超高。”22.10.2 條規定“沿海或江河附近地區車輛段與綜合基地的線路路肩設計高程不應小于1/100 洪潮水位、波浪爬高值和安全高之和。”

2.2 車站出入口防洪設計的4 道防線

在軌道交通車站出入口設計時，針對防洪設計了4 道防線：

1）第1 道防線：地鐵站入口地面須高出周邊地面45～60 cm，如圖3 所示。

圖3 出入口防淹臺階

2）第2 道防線：地鐵站出入口處設置防水板。為防止雨水進入車站，地鐵站出入口一般都會設置防淹擋板，如圖4 所示。防淹擋板會緊扣于軌道交通出入口的防淹槽里，形成第2道安全防線。

圖4 地鐵出入口防淹擋板

3）第3 道防線：在最后一級臺階下口處設置集水坑和橫截溝，如圖5 所示。雨水迅速聚集引起地表水漫過出入口臺階和防淹擋板時，會通過地鐵出入口通道進入地下車站，在車站出入口通道與車站站廳接口位置設置暗埋式集水坑，一般長度與出入口通道寬度一致，深約2.5～4.0 m，集水坑里面再設置抽水泵，通過管道與市政雨水管相接。

圖5 地鐵出入口位置集水井

4）第4 道防線：地下站廳內設有地漏。緊挨地鐵站廳墻根，每隔30～40 m 設置1 個地漏，漫進站廳的水會順著地漏的下水孔和管道回送至車站兩端的廢水泵房，廢水泵房里設有集水井，井內設有抽水泵，抽水泵將匯流到集水井里的水排到市政雨水管道。

2.3 車站風亭防洪設計措施

車站地面以上的活塞風井、新風井、排風井會根據防洪水位標高統籌設計，一般風亭高度會高于地面1～2 m 以上，以達到防洪要求。每個風亭下面，結合站廳層地面都會設置集水井，集水井內有抽水泵，若有雨水進入風井，也可及時通過抽水泵排出[1]。

3 存在的主要問題

1）國內大、中城市的發展經歷了一個較長的階段，在這個階段過程中，地下車站的排水系統在規劃設計階段存在不合理的情況，建設施工過程中受環境影響出現不按照圖紙施工的情況[2]，在出現城市內澇過程中，由于城市排水管線癱瘓不能及時泄洪，當道路積水水位達到軌道交通出入口、風亭百葉設計高程時，作為地平線以下的軌道交通車站就成為泄洪的場所，輕則車站被淹，重則列車停運。

2）因軌道交通車站防洪規范、法規的不完善。軌道交通在我國的公共交通行業中發展較晚，國內防洪相應的規范與標準中對軌道交通難以有較明確的規定和要求，且沒有一套完整的針對軌道交通行業的專門的規范可以執行，GB 50201—2014《防洪標準》《中華人民共和國水法》均沒有列入軌道交通的防洪標準，軌道交通防洪進行設計時只能參考其中接近軌道交通模式的相關條文。

3）因積水深度等分析是以道路雨水口可達到設計泄水能力為前提，實際上雨水口有可能被樹葉遮蓋阻塞致使泄水能力降低，因此，在出入口或風亭的防淹設計中建議考慮安全超高值，即出入口設計高程+防淹板，須不小于設計100 a 一遇防淹水位加安全超高值，風亭地面高程+風亭防淹墻須不小于設計百年一遇防淹水位加安全超高值。

4 解決措施及建議

貫徹“全面規劃、綜合治理、防治結合、以防為主”的防洪減災方針，針對城市內澇的威脅，采取各種工程措施及非工程措施，構筑起防洪安全體系，確保軌道交通安全。

1）全線出入口平臺需高于地面450 mm，在水災嚴重或者防洪水位較高地方可設置600 mm。

2）出入口防洪擋墻應高于地面1 m，出入口側邊玻璃采用密封性，防止水從側邊進入。

3）設防淹板處需加設300 mm×300 mm 混凝土柱或鋼結構柱并開槽，預留擋淹板位置。

4）在暴雨期間，出入口迎水面應做好防淹工作，如出入口正前方或側邊有高差時，采用防洪擋墻，改變出入口踏步設置方向。

5）側開高風井開洞部位下沿距離地面至少2 m，并根據洪澇水位高度適度設計，在滿足防淹、風口面積的條件下，壓低高風井高度，盡量減少對周邊的影響。在防淹要求較高地段，風亭檐口預留防洪閘板安裝條件，緊急情況下采取閘板防淹措施。敞口風井下每個風井均設1 個集水井——國內其余城市軌道交通集水井設置原則為每組敞口風井（一般3～4 個）下設1～2 個集水井。

6）出入段線U 形槽部分與車輛段相接部分，U 形槽側墻頂面標高大于100 a 一遇洪水位防洪標高+300 mm 超高值，滿足防洪設計要求。出入段線U 形槽部分與明挖暗埋段相接部分設置集水井（或雨水泵房），收集U 形槽開口處雨水，通過泵排出。

5 結語

通過對目前國內城市內澇引起地鐵車站倒灌情況進行分析，結合工程設計需要，針對城市軌道交通可能存在的災害（地鐵出入口、U 形槽段雨水倒灌風險），提出城市軌道交通設計中的防淹措施，為指導后續城市軌道交通設計奠定基礎。