地鐵車站出入口防淹措施分析

李 幸，李 虎，姚晨晨，周志宇

（1.山東軌道交通研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250014;2.濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250014;3.山東軌道交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

0 引言

截至2021 年9 月30 日，交通運(yùn)輸部發(fā)布國內(nèi)48 個(gè)城市開通運(yùn)營城市軌道交通線路249 條，運(yùn)營里程8 063 km，對(duì)保障城市正常運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。隨著運(yùn)營線路數(shù)量增多、地域跨度覆蓋更廣、站位選址各不相同、車站型式復(fù)雜多變，在極端天氣帶來的暴雨、積水、洪水情況下，出現(xiàn)過地鐵內(nèi)澇水淹的現(xiàn)象，造成社會(huì)負(fù)面影響和經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到乘客及從業(yè)人員的生命安全[1]。

研究人員[2-6]提出了地下車站在面臨暴雨不利擾動(dòng)會(huì)顯現(xiàn)出自身所具有的暴雨內(nèi)澇脆弱性，采用數(shù)值模擬水侵過程，研究出入口水淹情況下的安全疏散及對(duì)策。傅萃清[7]解決設(shè)于江心洲上的橘子洲地鐵站出入口防淹的關(guān)鍵技術(shù)問題，牛斌[8]分析了行洪區(qū)地鐵車站出入口的防淹問題。目前，針對(duì)地鐵車站出入口防淹措施尚缺乏系統(tǒng)性研究與分析，亟需從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析，以有效解決車站因極端天氣暴雨出現(xiàn)水淹的問題。

1 車站出入口水淹原因

近十年國內(nèi)城市地鐵車站出現(xiàn)過水淹的不完全統(tǒng)計(jì)表，見表1。從表中可以得出，引起車站出入口水淹的原因主要是因夏季極端天氣帶來的暴雨引起，在建設(shè)和運(yùn)營階段均有出現(xiàn)水淹情況。

表1 近十年國內(nèi)城市地鐵車站水淹統(tǒng)計(jì)

2 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段防淹措施

在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃階段，宜充分做好城市防洪或防澇的調(diào)研與分析，并編寫防洪澇專篇，尤其是線路穿越河流、湖泊等水域，需提出針對(duì)性的指導(dǎo)意見。在可行性研究階段，應(yīng)對(duì)地鐵新建線路進(jìn)行防洪或防澇總體評(píng)估工作，對(duì)穿越河流、湖泊等水域的區(qū)間，對(duì)換乘站、大型樞紐站等重點(diǎn)車站，對(duì)行洪區(qū)的車站及區(qū)間，對(duì)處于低洼地帶的車輛基地，均考慮進(jìn)行防洪或防澇專題初步研究。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)進(jìn)行防洪或防澇專項(xiàng)評(píng)估，根據(jù)區(qū)域水文氣象、徑流量、暴雨洪水特性分析、現(xiàn)狀排水管網(wǎng)排水能力、場(chǎng)地周邊積水、水文水力計(jì)算等相關(guān)資料，開展地鐵新建線路防洪或防澇詳細(xì)專項(xiàng)研究并編制專項(xiàng)評(píng)估報(bào)告。

2.1 參考依據(jù)

目前地鐵車站出入口的防淹設(shè)計(jì)，主要依據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157—2013）[9]（以下簡稱“規(guī)范”）、《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50014—2021），參考《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014）、《城市防洪規(guī)劃規(guī)范》（GB 51079—2016）、《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50805—2012）。

2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

地鐵車站出入口的防淹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用100 a 一遇防洪或防澇設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，防淹設(shè)計(jì)高程應(yīng)高于所在區(qū)域100 a 一遇內(nèi)澇水位高程，位于具有行洪功能的河道范圍內(nèi)，相應(yīng)的防淹設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于河道規(guī)劃設(shè)計(jì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 設(shè)計(jì)措施

地鐵出入口作為地下車站與外部環(huán)境連通的重要結(jié)構(gòu)，是地下車站防淹設(shè)計(jì)中的重要防線，采取防淹設(shè)計(jì)措施需是重中之重。

（1）規(guī)劃設(shè)計(jì)考慮選址

出入口的選址定位主要考慮車站的站址條件、周邊規(guī)劃標(biāo)高和現(xiàn)狀地坪標(biāo)高綜合分析，宜設(shè)置在地勢(shì)較高區(qū)域，并滿足規(guī)范要求。

（2）設(shè)計(jì)采用有蓋型式

出入口出地面的型式主要有三種，即敞口式、半封閉式和全封閉式，宜盡量采用有蓋設(shè)計(jì)。若采用敞口形式時(shí)，充分論證專門設(shè)計(jì)，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)排水泵，平時(shí)應(yīng)一臺(tái)工作，必要時(shí)應(yīng)兩臺(tái)同時(shí)工作，每臺(tái)排水泵的排水能力應(yīng)大于最大小時(shí)排水量的1/2，雨水泵站、排水溝及排水管渠的最大排水量按照當(dāng)?shù)?0 a一遇的暴雨強(qiáng)度計(jì)算。

（3）設(shè)計(jì)多道防淹防線

目前比較常見出入口防淹的第一道防線，一般采用三級(jí)踏步平臺(tái)高出周邊地面0.45 m，主要考慮滿足“規(guī)范”第9.5.4 條中“地下車站出入口的地面標(biāo)高，應(yīng)高出室外地面0.3～0.45 m”。而對(duì)于“規(guī)范”中“并應(yīng)滿足當(dāng)?shù)胤姥鸵?，?dāng)無法滿足時(shí)，應(yīng)設(shè)防淹閘槽，槽高可根據(jù)當(dāng)?shù)刈罡叻e水位確定”的相關(guān)規(guī)定，一般通過第二道防線防淹擋板或防淹門來實(shí)現(xiàn)。關(guān)于出入口防淹的設(shè)防高度，暫定義為平臺(tái)的高度與防淹擋板或防淹門的高度之和，“規(guī)范”中沒有給出明確定義，在第28.7.1 條中規(guī)定“出入口口部的防淹措施應(yīng)滿足當(dāng)?shù)胤篮榕艥骋蟆?，?zhí)行規(guī)范要求時(shí)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟邓凸こ虒?shí)際情況，福州地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為1 m，廣州地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為1.05 m，沈陽地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為1.2 m。出地面結(jié)構(gòu)側(cè)墻及尾部擋墻高度設(shè)計(jì)時(shí)，建議不宜小于1～1.2 m。出入口采用防淹擋板或防淹門的高度不宜小于0.6 m，機(jī)械化防淹擋板的單個(gè)擋板重量不宜超過20 kg，方便人工搬運(yùn)，目前常見的濟(jì)南地鐵車站出入口防淹擋板，見圖1，采用新型自動(dòng)化電動(dòng)防淹門，在滿足性能穩(wěn)定、安全可靠等要求的同時(shí)，應(yīng)為軌道交通行業(yè)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格的地鐵專用產(chǎn)品，目前已有濟(jì)南地鐵車站出入口安裝電動(dòng)防淹門[10]，見圖2。防淹擋板的插槽單獨(dú)設(shè)置在防盜卷簾的槽道內(nèi)側(cè)，不應(yīng)與防盜卷簾槽道共用。在兩道防淹防線下，一個(gè)出入口滲漏水的進(jìn)水量建議控制值小于5 L/min，超出控制值后，及時(shí)通過出入口橫截溝匯水和集水坑泵房抽排水作為第三道防淹防線。水淹嚴(yán)重情況應(yīng)急下，啟用作為特殊緊急情況下第四道防淹防線——人防門，可有效阻擋大量水涌入車站內(nèi)部。

圖1 濟(jì)南地鐵王府莊站出入口防淹擋板

圖2 濟(jì)南地鐵北園站出入口電動(dòng)防淹門

（4）人防門兼顧防淹功能

出入口人防段裝修在考慮人防門的開啟高度，同時(shí)宜設(shè)為易拆卸形式，在水淹嚴(yán)重應(yīng)急條件下，滿足疏散基本要求時(shí)，可手動(dòng)關(guān)閉人防門阻擋大量水涌入。

（5）引入“海綿城市”設(shè)計(jì)理念

出入口的周邊環(huán)境景觀設(shè)計(jì)，引入“海綿城市”設(shè)計(jì)理念，可采用植草溝、透水鋪裝、下凹式綠地等措施，設(shè)計(jì)成為具有一定吸水滲水能力的“海綿城市地鐵”車站出入口，在一定程度上減少地面徑流，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)減少對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的影響。

（6）臨時(shí)封堵預(yù)留接口。對(duì)于出入口與風(fēng)道、換乘通道、站廳接口、物業(yè)（含上蓋物業(yè)）車站連接處預(yù)留接口采用墻體封堵進(jìn)行臨時(shí)封堵。對(duì)于出入口與外部聯(lián)通的預(yù)埋穿管應(yīng)加強(qiáng)防水措施，廢棄掉的穿管應(yīng)進(jìn)行永久封堵。

3 施工階段防淹措施

車站出入口的土建施工工期一般小于1 a，在土建施工階段對(duì)附屬出入口等基坑周邊設(shè)置鋼筋混凝土擋墻和排水溝，擋墻高度宜不小于0.5 m，排水溝尺寸宜不小于0.3×0.4 m，基本能夠滿足施工周邊場(chǎng)地的排水要求。針對(duì)位于低洼地帶區(qū)域且處于夏季施工期間，應(yīng)加強(qiáng)防淹物資儲(chǔ)備，做好防淹防汛應(yīng)急預(yù)案，確保施工階段防淹措施切實(shí)到位。

在尚未完成土建結(jié)構(gòu)施工且施工周期持續(xù)較長的情況下，出入口與車站站廳連接處設(shè)置臨時(shí)鋼筋混凝土擋墻，作為施工期間防淹措施，擋墻高度不宜小于1 m，厚度不宜小于0.3 m[8]。

在裝修施工階段且處于夏季期間，出入口與車站站廳連接處設(shè)置臨時(shí)防淹擋板，高度不宜小于0.6 m，作為裝修施工期間防淹措施，以提高防淹能力。

4 運(yùn)營階段防淹措施

4.1 監(jiān)控預(yù)警

在攝像頭觀察范圍內(nèi)，于出入口附近的明顯區(qū)域做好防汛水位預(yù)警和警戒水位標(biāo)記線，出現(xiàn)大雨和暴雨情況，可以通過攝像頭觀察到水位高度情況，如圖3。有條件情況下，可以將端口數(shù)據(jù)接入城市安全風(fēng)險(xiǎn)綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)常態(tài)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控與預(yù)測(cè)預(yù)警分析。

4.2 應(yīng)急預(yù)案

目前從國家到各地方省市均已發(fā)布相應(yīng)的城市軌道交通運(yùn)營突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案和行業(yè)規(guī)范，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，制定科學(xué)合理、切實(shí)可行的運(yùn)營階段防淹應(yīng)急預(yù)案，其中防洪搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)處置方案包括車站和出入口基本概況、防汛物資按規(guī)范要求放置到位、防汛聯(lián)動(dòng)機(jī)制、預(yù)案啟動(dòng)、人員撤離等詳細(xì)內(nèi)容。

定期進(jìn)行防淹應(yīng)急知識(shí)培訓(xùn)，組織防淹知識(shí)科普活動(dòng)（如圖4），適時(shí)按需開展防淹應(yīng)急演練，提高防淹搶險(xiǎn)能力與效率，定期現(xiàn)場(chǎng)人工巡檢防汛搶險(xiǎn)物資，比如防淹擋板、防汛沙袋（如圖5）、防洪滑墊、吸水膨脹袋。定期遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢查監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，開展出入口的泵房、水泵及其控制箱檢修和保養(yǎng)工作。

圖4 防淹擋板科普展板

圖5 防汛沙袋

4.3 聯(lián)動(dòng)機(jī)制

進(jìn)一步完善防淹防汛應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，及時(shí)獲取防洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需的全面資料，建立相應(yīng)的科學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，為防洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供支持，并加強(qiáng)聯(lián)合救援，與氣象部門加強(qiáng)信息共享，及時(shí)獲取地區(qū)的實(shí)時(shí)降雨信息，及時(shí)預(yù)判相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的地鐵車站防洪分析，及早研究判斷態(tài)勢(shì)、啟動(dòng)預(yù)案。

4.4 停運(yùn)機(jī)制

深入分析研究并制定極端天氣狀況下車站線路停運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)出現(xiàn)極端天氣的影響程度大小，采取局部出入口關(guān)閉、個(gè)別車站關(guān)閉越站、部分區(qū)段停運(yùn)、單條線路停運(yùn)、整個(gè)線網(wǎng)停運(yùn)等不同程度的停運(yùn)措施，并完善明確相應(yīng)啟動(dòng)停運(yùn)機(jī)制。廣州地鐵制定了出入口關(guān)閉、車站關(guān)閉、區(qū)段停運(yùn)、線路停運(yùn)、線網(wǎng)停運(yùn)五種不同停運(yùn)機(jī)制[11]，并明確相應(yīng)的啟動(dòng)條件，在出入口標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)水位警戒線、一級(jí)水位警戒線、關(guān)站線，見表2。

表2 廣州地鐵防洪防汛停運(yùn)措施及相應(yīng)啟動(dòng)條件

5 結(jié)語

（1）新建或在建地鐵車站出入口防淹設(shè)計(jì)，應(yīng)因地制宜地綜合統(tǒng)籌考慮安全、適用、經(jīng)濟(jì)等塊面，制定符合本地區(qū)的防淹技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。開展在運(yùn)營地鐵車站出入口的防淹能力綜合評(píng)價(jià)與分析，防淹能力不足及時(shí)采取補(bǔ)充措施，消除可能存在的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)已出現(xiàn)內(nèi)澇的地鐵線路，應(yīng)盡早制定并實(shí)施防淹改造方案，以防內(nèi)澇再次發(fā)生。

（2）地鐵車站出入口防淹設(shè)計(jì)引入“海綿城市”設(shè)計(jì)理念，建設(shè)具有一定吸水滲水能力的“海綿城市地鐵”，在一定程度上減少地面徑流，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，最大限度地降低對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的影響。

（3）地鐵車站出入口智能化防淹設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息化動(dòng)態(tài)監(jiān)控預(yù)警與聯(lián)動(dòng)機(jī)制，建立一套信息化應(yīng)急物資管理與高效調(diào)配體系，形成事前有防淹能力、事中有救災(zāi)減災(zāi)能力、事后有快速恢復(fù)能力的綜合防淹體系，有助于構(gòu)建地鐵防淹的“智慧大腦”。

（4）地鐵車站出入口防淹是地鐵安全運(yùn)營的需要，也是城市地下空間的防災(zāi)措施之一。在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與更新改造過程中，應(yīng)提高地鐵沿線綜合市政管網(wǎng)的排水能力，降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，制定科學(xué)合理、切實(shí)可行的地鐵防淹應(yīng)急預(yù)案，適時(shí)開展防淹應(yīng)急演練，提高防淹搶險(xiǎn)能力與效率，落實(shí)防淹應(yīng)急保障措施。

（5）地鐵車站出入口防淹措施是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，需規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營各階段的人員共同合作才能做好，同時(shí)還有許多創(chuàng)新性的工作需要進(jìn)一步深入研究。