城際鐵路地下車站防淹門設(shè)置研究

蔡俊華

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 湖北武漢 430063）

1 引言

當(dāng)前我國軌道交通發(fā)展迅速，城際鐵路以其準(zhǔn)時性及便利性的優(yōu)勢已成為人們城際間出行的首選［1］。在我國南方地區(qū)修建城際鐵路時，往往需要采用地下工程穿越水域。與一般地上工程施工相比，穿越水域的地下工程施工環(huán)境更為復(fù)雜，潛在風(fēng)險更大［2］。位于水域下的軌道交通隧道在施工及正常運營過程中，若恰逢汛期、高潮水位或因爆炸、地震、戰(zhàn)爭等其他突發(fā)事故受到破壞時，為防止江河水通過受破壞的區(qū)間隧道而迅速倒灌至車站及城區(qū)，危及人民的生命財產(chǎn)安全，在水下區(qū)間隧道兩端車站內(nèi)（工作區(qū)間）應(yīng)設(shè)置安全閘門，這種安全閘門被稱為防淹門［3］。在發(fā)生水災(zāi)或其他事故時，防淹門可以通過控制閘門關(guān)閉來保護(hù)地鐵線路、人員及車站設(shè)備的安全［4］。

防淹門主要由機(jī)械設(shè)備和控制系統(tǒng)組成。目前地鐵中使用的防淹門主要有下落式、平開式兩種，其中平開式又分為人字型平開式和一字型平開式［5］。基于目前城際鐵路建設(shè)的需求，本文對城際鐵路地下車站設(shè)置防淹門的必要性、選型及其對在建工程的影響等問題進(jìn)行相關(guān)研究。

2 國內(nèi)防淹門設(shè)置現(xiàn)狀

2.1 地鐵防淹門設(shè)置現(xiàn)狀

目前，防淹門在地鐵建設(shè)中應(yīng)用比較普遍，特別是在水系較為發(fā)達(dá)地區(qū)地鐵線路中經(jīng)常應(yīng)用，如水系復(fù)雜、常年蓄水或地處海域、海島的廣州、上海、香港等城市［6］。本文以廣州地鐵為例來介紹防淹門在地鐵建設(shè)中的設(shè)置情況。

廣州地鐵主要在穿越珠江主航道的地鐵線路兩端車站設(shè)置防淹門。主航道包括珠江流上支源、珠江干流或航道、東江北干流水系等［7－8］。

1號線穿越珠江時在黃沙和芳村兩站設(shè)置了防淹門，其采用人字型防淹門，如圖1所示。

圖1 1號線防淹門設(shè)站

2號線穿越珠江時在海珠廣場和市二宮兩站設(shè)置了防淹門，其采用下落式防淹門，如圖2所示。

圖2 2號線防淹門設(shè)站

3號線及3號線北延段在穿越相關(guān)水域時，根據(jù)需要也設(shè)置了防淹門，其采用下落式防淹門［9］，其中龍歸端防淹門設(shè)置于區(qū)間風(fēng)亭，如圖3所示。

圖3 3號線及3號線北延段防淹門設(shè)站

4號線在穿越相關(guān)水域時，根據(jù)需要設(shè)置了防淹門，均為下落式防淹門。其中萬勝圍站兩端均設(shè)置了防淹門，官洲站未設(shè)置防淹門，新造站防淹門設(shè)置于區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)井［10］，如圖4所示。

圖4 4號線防淹門設(shè)站

5號線在穿越珠江水域時，在地下站中山八站設(shè)置了防淹門，為下落式防淹門；坦尾站為高架站，未設(shè)置防淹門，如圖5所示。

圖5 5號線防淹門設(shè)站

6號線在穿越相關(guān)水域時，在坦尾和如意坊兩站設(shè)置了防淹門。坦尾端防淹門為下落式，設(shè)置于期間軌排井；如意坊站左線為一字型防淹門，右線為下落式防淹門，均設(shè)置于車站范圍內(nèi)，如圖6所示。

圖6 6號線防淹門設(shè)站

8號線在穿越相關(guān)水域時，根據(jù)需要在南洲站、洛溪站、南浦站、會江站、文化公園站、同福西站設(shè)置了防淹門，有下落式防淹門也有人字型防淹門（人字型防淹門僅有兩個點設(shè)置，其余均為下落式防淹門），如圖7所示。

圖7 8號線防淹門設(shè)站

廣佛線在穿越珠江主航道水域時，在沙涌站以及沙涌－沙園區(qū)間盾構(gòu)吊出井設(shè)置了防淹門，為下落式，如圖8所示。

圖8 廣佛線防淹門設(shè)站

APM線在穿越珠江主航道水域時，在廣州歌劇院南端，赤崗塔北端設(shè)置了防淹門，均為下落式，其中海心沙站未設(shè)置防淹門，如圖9所示。

圖9 APM線防淹門設(shè)站

2.2 國鐵防淹門設(shè)置現(xiàn)狀

目前國鐵項目在穿越江河、湖泊時并未設(shè)置防淹門系統(tǒng)。如武廣高鐵在穿越瀏陽河時，瀏陽河隧道未設(shè)置防淹門；廣深港客專在穿越獅子洋時，獅子洋隧道也未設(shè)置防淹門。

3 城際鐵路防淹門設(shè)置和選型

城際鐵路相較于國鐵來說，站間距較小，但是相對于城市地鐵來說，站間距則較大，故不能套用國鐵或者地鐵標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置防淹門［11］。

國鐵一般不設(shè)置防淹門是由于車站站間距較大，當(dāng)隧道滲水或漏水時，淹水并不會很快通過隧道進(jìn)入兩端車站，同時加上區(qū)間監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，對于水災(zāi)情況有充足的應(yīng)急反應(yīng)時間。同時國鐵往往只有區(qū)段性的線路位于水下，過了水域后線路直接上至地面或者高架，且車站一般都高架或地面敷設(shè)。

城市地鐵則站間距短，車站往往設(shè)置于居民區(qū)密集的地段，地鐵線路在發(fā)生滲、漏水的情況下反應(yīng)時間相對較短，對疏散救援的及時性有著較高的要求。同時地鐵線路絕大部分位于地下，一旦水下線路某處發(fā)生滲、漏水情況，如果沒有有效的解決辦法，最壞情況下可能導(dǎo)致整條地鐵線路全部被水淹沒。

城際鐵路的特點則介于國鐵和城市地鐵之間。其站間距比國鐵短，但是比地鐵長；各線線路根據(jù)沿線征地情況及工程地質(zhì)條件，有的大部分位于地面或高架，有的大部分位于地下。從地下線路隧道的橫斷面來講，部分車站范圍內(nèi)城際鐵路因有配線及正線，故橫斷面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城市地鐵車站。

若設(shè)置防淹門，考慮城際鐵路隧道橫斷面的大小、防淹門的密封性，同時結(jié)合不同型式防淹門設(shè)備所需空間進(jìn)行考慮，建議在車站盾構(gòu)始發(fā)井或者吊出井設(shè)置防淹門，防淹門為一字型。以穗莞深線厚街站為假設(shè)，如果需要設(shè)置防淹門，則可考慮在車站范圍內(nèi)端頭工作井中防淹門與密閉門合設(shè)。將防淹門設(shè)置于工作井內(nèi)，主要出于以下幾點考慮：

（1）工作井處只有1股道，隧道橫斷面小，避免了防淹門設(shè)備的大型化，減少了設(shè)備造價，節(jié)約了土建費用。

（2）工作井處只有1股道，減少了防淹門與股道間需要密封部位的數(shù)量。

（3）工作井處線路為直線段，較好符合了防淹門設(shè)置的需要。

（4）工作井易于防淹門設(shè)備的吊裝。

4 防淹門設(shè)置對在建地下車站的影響

若在工作井處設(shè)置防淹門，將對地下車站建筑和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生如下影響：

（1）工作井尺寸需要加大，在工作井邊需要挖出一個防淹門設(shè)備室，同時結(jié)構(gòu)需要增加預(yù)埋件。

（2）如果車站無工作井則需在車站范圍內(nèi)找一處跟始發(fā)井條件相近的點來設(shè)置防淹門，同時也需要設(shè)置防淹門設(shè)備室。

（3）車站到區(qū)間內(nèi)所有的管、線（包括接觸網(wǎng)）均需在防淹門設(shè)置位置進(jìn)行避讓設(shè)計。

以珠三角城際和長株潭城際為例，分析防淹門設(shè)置對在建地下車站的實際影響情況。

4.1 以珠三角城際為例

珠三角城際在建項目為穗莞深城際和佛肇城際，其中佛肇城際無地下車站，穗莞深城際地下車站分別為厚街站、虎門火車站和虎門商貿(mào)城站，其中僅厚街站小里程端下穿河涌。

若穗莞深線城際按照地鐵標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置防淹門，則需要在厚街站小里程方向設(shè)置1道防淹門，因受厚街站內(nèi)小里程端污水管遷改限制，厚街站小里程端部為單層結(jié)構(gòu)，不適合采用下落式防淹門（下落式防淹門需要兩層結(jié)構(gòu)），宜采用平開式防淹門，且按照人防要求，厚街站小里程端須設(shè)置人防門，建議防淹門結(jié)合人防門合并設(shè)置，即選用能滿足防淹要求的人防門設(shè)備，達(dá)到對車站土建方案影響最小的目的。

根據(jù)目前地鐵平開式防淹門設(shè)備概算經(jīng)驗，穗莞深城際設(shè)1扇防淹門約增加工程投資160萬元。

4.2 以長株潭城際為例

長株潭城際鐵路在長沙市區(qū)內(nèi)采用地下隧道形式通過，主要有樹木嶺隧道和湘江隧道［12］。樹木嶺隧道長12.64 km，設(shè)樹木嶺站、香樟路站、湘府路站和汽車南站4個地下車站；湘江隧道長9.99 km，設(shè)開福寺站、濱江新城站、市政府站、雷鋒大道站。樹木嶺隧道和湘江隧道采用雙洞單線方案。

湘江隧道在開福寺站至濱江新城站區(qū)間下穿湘江，樹木嶺隧道在香樟路站至湘府路站區(qū)間和在湘府路站至汽車南站區(qū)間兩次下穿圭塘河，開福寺站、濱江新城站、香樟路站、汽車南站三個車站一端及湘府路車站兩端共6處需設(shè)置防淹門。

開福寺站、香樟路站、湘府路站、汽車南站尚未開工建設(shè)，研究在車站端部設(shè)置防淹門。由于濱江新城站已開工建設(shè)，車站小里程端部主體結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)已完成，底板、中一板、中二板已澆筑完畢。若在車站端部設(shè)置防淹門，則需廢棄目前完工的端部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，加長車站長度，以容納安裝防淹門的空間，這樣會帶來車站的主體結(jié)構(gòu)安全、房屋保護(hù)和市政管線改移等諸多問題。故只能在車站外部隧道區(qū)間安裝防淹門，需增加一個專用豎井。

長株潭城際鐵路6處設(shè)置防淹門總造價約為960萬元，同時濱江新城站東端需增加一個專用豎井，投資估算約2 000萬元，總投資共計2 960萬元。

5 結(jié)論及存在問題

5.1 防淹門設(shè)置建議

從城際鐵路的特點出發(fā)，同時結(jié)合國內(nèi)以上各地地鐵防淹門設(shè)置經(jīng)驗，對于城際鐵路防淹門設(shè)置給出如下建議：

（1）線路穿越不通航客輪、貨輪、游輪的小河涌時不設(shè)防淹門，若發(fā)生隧道破裂，可采用人工堵截、車站內(nèi)人防門關(guān)閉或其他防淹措施（如區(qū)間及站內(nèi)水泵抽水等）進(jìn)行防水。

（2）從線路標(biāo)高來看，如果水域兩端車站線路標(biāo)高高于水域常年的水面標(biāo)高或者接近于水域水面標(biāo)高，則可考慮不設(shè)置防淹門。

（3）從整條線來看，如果僅有個別車站存在緊急情況下被水淹沒的危險，此車站非換乘站，且區(qū)間并無與其他線的聯(lián)絡(luò)線等，則可考慮不設(shè)置防淹門；若車站是換乘站，或者區(qū)間有與其他線的聯(lián)絡(luò)線等，則可考慮設(shè)置防淹門。

（4）如果線路有大部分必須為地下線，而且正好下穿主航道水域，則建議設(shè)置防淹門。

5.2 存在的問題

按照目前地鐵使用情況來看，防淹門在隧道發(fā)生緊急情況下使用的實際案例還沒有發(fā)生過，且城際鐵路地下段設(shè)置防淹門還存在以下問題：

（1）防淹門如果出現(xiàn)松動或者故障，則有可能威脅到行車安全。

（2）防淹門開、關(guān)門均需與信號系統(tǒng)聯(lián)鎖，必須保證防淹門發(fā)出的請求信號安全可信，如果出現(xiàn)錯誤，會影響行車安全。

對于以上兩個問題，在運營期需加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)和運營管理予以解決。