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 濟南 250014;2.濟南軌道交通集團有限公司，山東 濟南 250014;3.山東軌道交通勘察設計院有限公司，山東 濟南 250014）

0 引言

截至2021 年9 月30 日，交通運輸部發(fā)布國內(nèi)48 個城市開通運營城市軌道交通線路249 條，運營里程8 063 km，對保障城市正常運行發(fā)揮了重要作用。隨著運營線路數(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，造成社會負面影響和經(jīng)濟損失，嚴重時會威脅到乘客及從業(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會顯現(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策。傅萃清[7]解決設于江心洲上的橘子洲地鐵站出入口防淹的關鍵技術問題，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、設計、施工、運營階段進行系統(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，在建設和運營階段均有出現(xiàn)水淹情況。

表1 近十年國內(nèi)城市地鐵車站水淹統(tǒng)計

2 規(guī)劃設計階段防淹措施

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，需提出針對性的指導意見。在可行性研究階段，應對地鐵新建線路進行防洪或防澇總體評估工作，對穿越河流、湖泊等水域的區(qū)間，對換乘站、大型樞紐站等重點車站，對行洪區(qū)的車站及區(qū)間，對處于低洼地帶的車輛基地，均考慮進行防洪或防澇專題初步研究。在設計階段，應進行防洪或防澇專項評估，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、場地周邊積水、水文水力計算等相關資料，開展地鐵新建線路防洪或防澇詳細專項研究并編制專項評估報告。

2.1 參考依據(jù)

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

2.2 設計標準

地鐵車站出入口的防淹設計標準，采用100 a 一遇防洪或防澇設防標準，防淹設計高程應高于所在區(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)，相應的防淹設計標準應不低于河道規(guī)劃設計的防洪標準。

2.3 設計措施

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

（1）規(guī)劃設計考慮選址

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

（2）設計采用有蓋型式

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，宜盡量采用有蓋設計。若采用敞口形式時，充分論證專門設計，應設兩臺排水泵，平時應一臺工作，必要時應兩臺同時工作，每臺排水泵的排水能力應大于最大小時排水量的1/2，雨水泵站、排水溝及排水管渠的最大排水量按照當?shù)?0 a一遇的暴雨強度計算。

（3）設計多道防淹防線

目前比較常見出入口防淹的第一道防線，一般采用三級踏步平臺高出周邊地面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高，應高出室外地面0.3～0.45 m”。而對于“規(guī)范”中“并應滿足當?shù)胤姥鸵?，當無法滿足時，應設防淹閘槽，槽高可根據(jù)當?shù)刈罡叻e水位確定”的相關規(guī)定，一般通過第二道防線防淹擋板或防淹門來實現(xiàn)。關于出入口防淹的設防高度，暫定義為平臺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滿足當?shù)胤篮榕艥骋蟆?，?zhí)行規(guī)范要求時，可根據(jù)當?shù)亟邓凸こ虒嶋H情況，福州地區(qū)標準為1 m，廣州地區(qū)標準為1.05 m，沈陽地區(qū)標準為1.2 m。出地面結構側墻及尾部擋墻高度設計時，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，機械化防淹擋板的單個擋板重量不宜超過20 kg，方便人工搬運，目前常見的濟南地鐵車站出入口防淹擋板，見圖1，采用新型自動化電動防淹門，在滿足性能穩(wěn)定、安全可靠等要求的同時，應為軌道交通行業(yè)質檢機構認證合格的地鐵專用產(chǎn)品，目前已有濟南地鐵車站出入口安裝電動防淹門[10]，見圖2。防淹擋板的插槽單獨設置在防盜卷簾的槽道內(nèi)側，不應與防盜卷簾槽道共用。在兩道防淹防線下，一個出入口滲漏水的進水量建議控制值小于5 L/min，超出控制值后，及時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。水淹嚴重情況應急下，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 濟南地鐵王府莊站出入口防淹擋板

圖2 濟南地鐵北園站出入口電動防淹門

（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，同時宜設為易拆卸形式，在水淹嚴重應急條件下，滿足疏散基本要求時，可手動關閉人防門阻擋大量水涌入。

（5）引入“海綿城市”設計理念

出入口的周邊環(huán)境景觀設計，引入“海綿城市”設計理念，可采用植草溝、透水鋪裝、下凹式綠地等措施，設計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)澇風險，同時減少對城市生態(tài)環(huán)境的影響。

（6）臨時封堵預留接口。對于出入口與風道、換乘通道、站廳接口、物業(yè)（含上蓋物業(yè)）車站連接處預留接口采用墻體封堵進行臨時封堵。對于出入口與外部聯(lián)通的預埋穿管應加強防水措施，廢棄掉的穿管應進行永久封堵。

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，在土建施工階段對附屬出入口等基坑周邊設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地的排水要求。針對位于低洼地帶區(qū)域且處于夏季施工期間，應加強防淹物資儲備，做好防淹防汛應急預案，確保施工階段防淹措施切實到位。

在尚未完成土建結構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置臨時鋼筋混凝土擋墻，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置臨時防淹擋板，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 運營階段防淹措施

4.1 監(jiān)控預警

在攝像頭觀察范圍內(nèi)，于出入口附近的明顯區(qū)域做好防汛水位預警和警戒水位標記線，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)接入城市安全風險綜合監(jiān)測預警平臺，以實現(xiàn)常態(tài)化監(jiān)測監(jiān)控與預測預警分析。

4.2 應急預案

目前從國家到各地方省市均已發(fā)布相應的城市軌道交通運營突發(fā)事件應急預案，根據(jù)應急預案和行業(yè)規(guī)范，結合地區(qū)經(jīng)驗，制定科學合理、切實可行的運營階段防淹應急預案，其中防洪搶險現(xiàn)場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)動機制、預案啟動、人員撤離等詳細內(nèi)容。

定期進行防淹應急知識培訓，組織防淹知識科普活動（如圖4），適時按需開展防淹應急演練，提高防淹搶險能力與效率，定期現(xiàn)場人工巡檢防汛搶險物資，比如防淹擋板、防汛沙袋（如圖5）、防洪滑墊、吸水膨脹袋。定期遠程實時檢查監(jiān)測設備設施運行狀態(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)動機制

進一步完善防淹防汛應急聯(lián)動機制，及時獲取防洪風險評估所需的全面資料，建立相應的科學模型進行預測分析，為防洪風險評估提供支持，并加強聯(lián)合救援，與氣象部門加強信息共享，及時獲取地區(qū)的實時降雨信息，及時預判相應區(qū)域內(nèi)的地鐵車站防洪分析，及早研究判斷態(tài)勢、啟動預案。

4.4 停運機制

深入分析研究并制定極端天氣狀況下車站線路停運標準，根據(jù)出現(xiàn)極端天氣的影響程度大小，采取局部出入口關閉、個別車站關閉越站、部分區(qū)段停運、單條線路停運、整個線網(wǎng)停運等不同程度的停運措施，并完善明確相應啟動停運機制。廣州地鐵制定了出入口關閉、車站關閉、區(qū)段停運、線路停運、線網(wǎng)停運五種不同停運機制[11]，并明確相應的啟動條件，在出入口標準二級水位警戒線、一級水位警戒線、關站線，見表2。

表2 廣州地鐵防洪防汛停運措施及相應啟動條件

5 結語

（1）新建或在建地鐵車站出入口防淹設計，應因地制宜地綜合統(tǒng)籌考慮安全、適用、經(jīng)濟等塊面，制定符合本地區(qū)的防淹技術標準。開展在運營地鐵車站出入口的防淹能力綜合評價與分析，防淹能力不足及時采取補充措施，消除可能存在的內(nèi)澇風險。對已出現(xiàn)內(nèi)澇的地鐵線路，應盡早制定并實施防淹改造方案，以防內(nèi)澇再次發(fā)生。

（2）地鐵車站出入口防淹設計引入“海綿城市”設計理念，建設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)澇風險，最大限度地降低對城市生態(tài)環(huán)境的影響。

（3）地鐵車站出入口智能化防淹設計，實現(xiàn)信息化動態(tài)監(jiān)控預警與聯(lián)動機制，建立一套信息化應急物資管理與高效調配體系，形成事前有防淹能力、事中有救災減災能力、事后有快速恢復能力的綜合防淹體系，有助于構建地鐵防淹的“智慧大腦”。

（4）地鐵車站出入口防淹是地鐵安全運營的需要，也是城市地下空間的防災措施之一。在城市基礎設施建設與更新改造過程中，應提高地鐵沿線綜合市政管網(wǎng)的排水能力，降低內(nèi)澇風險，制定科學合理、切實可行的地鐵防淹應急預案，適時開展防淹應急演練，提高防淹搶險能力與效率，落實防淹應急保障措施。

（5）地鐵車站出入口防淹措施是一項系統(tǒng)性的工作，需規(guī)劃、設計、建設、運營各階段的人員共同合作才能做好，同時還有許多創(chuàng)新性的工作需要進一步深入研究。