浅谈轨道交通防淹设计的几点建议

许留记 赵趁香 李红建

摘要 防洪设计是轨道交通工程的重中之重，与防火设计同等重要，一旦疏漏，将对人民生命和财产安全造成极大威胁。为避免类似“郑州市7.20暴雨”对地铁工程的再度影响，文章结合多地整改和优化措施，提出多种预防方案，在设计阶段做到防患于未然。一年多的实践证明，整改和优化措施达到了预期目标，有效避免了洪、涝灾害对轨道交通工程的影响。

关键词 轨道交通工程；暴雨；防洪；防涝；防淹

中图分类号 U239.5文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0045-03

0 引言

随着全球污染加剧，由此产生的温室效应引发世界各地频频出现狂风暴雨等极端天气，导致洪、涝灾害在城市肆虐。轨道交通正线工程大部分位于城市道路下方、车辆段位于规划非成熟区，受制于地下空间的封闭性及城市边缘规划实施的滞后性等因素影响，洪涝灾害成为轨道交通工程的最大灾害。为最大程度地保护人民生命和财产的安全，必须整改，优化防洪、涝设计。

1 统筹流域和区域，合理确定城市防洪防涝体系

《地铁设计规范》（GB50157—2013）9.5.4及9.6.3规定，车站附属建筑的设计应满足当地的防淹要求[1]。防淹要求的数据来源于《防洪防涝评价报告》。其编制依据：根据国家有关法律法规规定、区域防洪规划、城市排水规划、市政管网布设与规划、工程线路所临近河道的规划和城市综合规划及工程有关设计文件等资料，通过分析河道百年一遇洪水、城市百年一遇暴雨时对地铁车站、车辆段、停车场及沿线建筑物的影响，提出工程设计建议标高与保护措施，为工程设计提供依据。《防洪防涝评价报告》编制的依据中显然没有考虑上游洪水过境与降雨的叠加因素，调查的区域为工程沿线，依据的地域范围较小。

郑州市西部和中部高，东部、东北部和东南部低，市域内泄洪河主要为贾鲁河及其支流。贾鲁河由郑州市西南至郑州市东北再至郑州市东南半包围绕郑州市而过。据现存水文史料分析，郑州市市域内降雨大部分由东向西移动，且降雨量逐级减少。西部降雨通过河流汇集过境郑州市时，东部原来因降雨量形成的“洪水”已奔淮河而去。郑州市防洪防涝系统及轨道交通《防洪防涝评价报告》宜按此进行设计，完全满足百年一遇及正常降雨方向的泄洪与防涝要求。

根据官方公开资料，“郑州市7.20暴雨”是指2021年7月18日—20日的暴雨，在7月18日—19日，郑州市西部的荥阳已经出现特大暴雨，暴雨汇集后的洪水与降雨带同时东移至郑州市，导致郑州市防洪泄洪能力因无法承受压力而造成特大灾害产生。

鉴于如上因素，作为轨道交通的建设单位，应总结《防洪防涝评价报告》的地域较小及“过境洪峰与暴雨未叠加”的缺点，协调河务部门及城市规划部分，将轨道交通《防洪防涝评价报告》的百年一遇内涝对策进行综合分析调整，扩大其编制所依据的地域，同时应考虑暴雨与洪水的叠加因素，即“统筹流域和区域，合理确定城市防洪防涝体系”，由此可避免类似“7.20特大暴雨”对轨道交通工程的再次破坏。

2 增加地下车站出地面附属的防淹高度

《地铁设计规范》（GB50157—2013）9.5.4规定：地下车站出入口、消防专用出入口和无障碍电梯的地面标高，应高于室外地面300～450 mm，并应满足当地防淹要求，当无法满足时，应设置防淹闸槽，槽高可根据当地最高积水水位确定[1]；9.6.3第3款规定：风口最低高度应满足防淹要求，且不应低于1 m[1]。全球极端气候频发，极端暴雨的积水量远远大于百年洪水位，故地下车站出入口和风亭风口的结构侧墙高度应在满足百年一遇洪水位的基础上适当增加，由于出入口和风亭侧墙高度增加会影响景观，故建议增加部分采用透明防洪玻璃替代，增加的高度值建议按照两百年一遇洪水积水深度加以核实。

3 高度受限的消防口防淹

部分车站，特别是多条线进行换乘站的枢纽站，消防楼梯间设置数量较多，地理位置又特殊，根据景观及市政的要求，不允许设置正常高度的出地面楼梯间，甚至不允许将敞口楼梯间的出地面墙体按照计算防淹高度设计，导致敞口楼梯间存在积水倒灌缺陷，由此建议采用“水平封堵门”。

水平封堵门可通俗地解释为“将平开人防门（兼防淹）的门体水平扣置在敞口疏散楼梯间上方”，门体上表面可与地面平齐或位于地面上方。该装置平时处于关闭状态，人员可在设备上方正常通行，当有防火及防淹需求时，该设备根据站内报警联动自行开、闭。经多次试验验证，该防淹措施的可靠性能够得到保证；同时该措施的漏水、漏气量及防洪性能满足RFJ01—2002及DL/T5018—2015验收标准，故能满足防洪和疏散的双重要求。

4 侧墙预埋管防漏水的责、权划分

地铁是一项复杂的系统工程，施工周期长，施工工序多，前期土建施工时均需按各专业要求预埋相应的防水套管才能满足后续机电安装装修阶段的进、出户管线的需求。根据工艺需求，地铁车站内应设置进、出户管线，如“给水管、排水管、供电管、通信管，冷却塔冷媒管”等。受制于景观影响，进、出户管线均由出入口或者风亭侧墙壁进出，一般位于地面以下0.8～1.2 m左右。在土建施工图阶段，设备尚未招标，为避免后期对结构侧墙的二次开凿，各专业需要的预埋管数量按照包容性设计进行预埋，后期机电安装装修阶段产生的多余预埋管易被建设者遗忘，由此成为暴雨期间积水进入車站的通道。据相关设计院统计，单个车站多余预埋管的平均数量为四个，在暴雨期间，0.5 h内的进水量内足以致相应车站临时封闭。

受制于工程特点，包容性设计无法避免，多余预埋套管的问题无法解决，但可按照“土建预埋、土建临时封堵，同时土建在预埋套管内填充密封憎水材料”方案处理（如图1所示），后续机电安装装修阶段按照“不使用不打开；谁使用谁打开，使用后及时封堵”的原则执行。遵循这一原则施工，未使用的多余预埋套管已被完全封堵，使用的预埋套管及退出使用的预埋套管又被使用者完全封堵，有效避免了预埋套管无人封堵的漏洞，确保了暴雨期间不会出现通过侧墙预埋管向车站进水的现象。

5 物业联通处的防淹设计

地铁客流能激发车站周边商业价值，故周边物业选择与地铁车站无缝衔接。物业地块防洪、防涝设防标准普遍低于地铁车站，而若将物业防洪标段提高至与轨道交通相同，将会增加周边商业的建设成本，且轨道交通业主单位也无权提出相应要求，故物业接口亦成为防洪设计的重点。为避免周边物业地块积（洪）水进入地铁车站，可在物业接口处设置防淹门。该防淹门可兼顾人防门，达到人防分隔与防淹分隔的双重目的。为避免少量积水导致防淹门频繁启动，可在物业接口处设置截水沟加防洪卷帘，在洪涝灾害较小的情况下，启动人工排水及防洪卷帘，在洪涝灾害严重时启动防淹门。

6 提升车辆段及变电站围墙的防淹设计

《地铁设计规范》（GB50157—2013）27.1.4规定：……车辆基地（包括车辆段、停车场等）选址应“具有良好的自然排水条件”……[1]。此前由国家发改委等部门发布的《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标 104-2008）也明文规定“车辆基地选址应具备良好的排水条件[2]”。同时变电所相应的规范中也规定“变电站站址优先选择地势较高地段，不应设在地势低洼和可能积水的场所[3]”。车辆段及变电站的选址必须满足以上条件，但是从各地车辆段及相应主变电所的选址来分析，车辆段的选址受到市政综合规划、集约用地、线路运营长度等因素的综合影响，全面分析后，部分工程因特殊情况无法满足以上要求时，加高车辆段的围墙及增加人工抽排将成为良好的补救方式。

车辆段及变电站无法设置在最优自然排水位置时，建议其围墙宜采用不低于2.3 m实体围墙，且不低于该区域历史最高洪涝水位加0.5 m安全超高。易受山洪影响区域变电站应采取防冲刷措施，结合围墙设置防洪墙和截洪沟；易受河流洪水影响地区变电站可根据情况设置防洪墙。同时，围墙内部应增设集水坑，集水坑内设置永久水泵和应急水泵，以便及时排出场地内超标降水。计算中，应依据历史最高降雨量，科学计算需设置移动水泵的排水能力和台数，提前规划好水泵排水出口的具体位置。

7 提高U型槽入口处的反坡高度

受制于既有条件限制，部分出入段线入地段位于市政低点。为降低工程投资，正常情况下，出入口段线均以一定坡度直接通向地下区间，未设置反坡，或者反坡坡度较小，导致车辆段因特殊原因汇水后，直接灌入出入段线，进而汇入车站和区间。为避免此类隐患，建议摒弃完全依靠U型槽挡墙来防水的单一概念，高标准设置反坡（驼峰）等阻挡超标洪水措施，且反坡坡顶的高度不得低于《防洪防涝评价报告》最低建议值，在有条件的地方应按照该区域历史最高内涝水位加0.5 m安全超高确定。

8 出入段线增设防淹门

“郑州7.20特大暴雨”期间，积水冲垮出入场线挡水墙进入正线区间，造成郑州地铁5号线列车在海滩寺街站至沙口路站区间隧道列车停运，进而导致整个线网区间积水，加大了后期排水的难度。

根据《地铁设计规范》（GB50157—2013）1.0.22规定：对于下穿河流和湖泊等水域的地铁隧道工程，当水下隧道出现损坏可能危及两端其他区段安全时，应在隧道下穿水域的两端设置防淹门或采取其他防水措施[1]。据此可将车站及出入段线所有的人防门兼顾防淹门在洪水到达车站前期及时关闭，做到站站隔断，避免积水向相邻车站或者区间蔓延，减少后期排水难度。

9 区间疏散平台接入车站

根据《地铁设计规范》及以往管理经验，区间疏散平台在进入车站之前均未与站台层设备区内走道有效连接，疏散乘客需下到轨行区道床回填面再通过站台下轨楼梯上到站台层设备区内走道，此种做法会增加紧急情况下疏散人员的风险，同时会降低疏散效率。为避免此类隐患，建议区间疏散平台有条件时尽量与车站站台层设备区内走道或区间风井站台板贯通设置，如图2所示，避免疏散人员二次下到轨行区，降低疏散人员因进入积水而引起的二次风险。

10 防淹设备设置到位

地铁工程实施难度大、工程单价费用高，故所有地铁车站均进行规模控制，导致前期设计的地铁车站均未考虑防淹设备的存放空間，全线的防洪设备统一设置在车辆段或停车场内，待各车站有防洪需求时再运送至各车站。此做法降低了防洪的时效性，同时也导致各车站管理人员防洪意识薄弱。基于此，建议在今后的地铁车站设计过程中，宜考虑防洪设备的存放空间。防洪设备在有水源进入风险处的车站就近存放，利于在洪水初期就地取用，将进入轨道交通的洪水消灭于萌芽期。

11 加强运营人员防淹意识

运营人员为地铁运营系统的“中枢”，需要具备较强的防洪意识，建议运营人员做好如下工作：①摒弃“地下工程不受天气制约”的理念，时刻关注气象台天气预警信息平台，及时掌握雨情和汛情，将所收集到的预警信息第一时间在运营分公司范围发布，提醒各部门提前做好应急准备，做好对重点防汛部位的巡视巡察，做好恶劣天气防范应对工作；②扎实开展防汛演练，绷紧安全“责任弦”；③加强设备监控，提高设备完好率；④明确运营司机首席责任制，允许司机根据现场情况进行列车停运，避免层层上报而“延误战机”。

12 结语

防淹设计为地铁工程的重大设计，超前设计方能防患于未然，因此，宁可做到新增设计无用武之地，也不能因为怕新增设施增加工程投资而不设置，此为关系乘客安全的重中之重，希望该文的地铁防淹优化设计能为后续的地铁防淹设计带来借鉴意义，减少极端天气引发洪涝灾害对地铁工程的影响。

参考文献

[1]地铁设计规范： GB 50157—2013[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2013.

[2]城市轨道交通工程项目建设标准： 建标 104—2008[S]. 北京：中国计划出版社， 2008.

[3]20 kV及以下变电所设计规范： GB 50053—2013[S]. 北京：中国计划出版社， 2013.