地铁车站洪涝灾害成因及对策

【摘要】地下空间的洪涝灾害正成为城市洪涝灾害的一个新形式。本文针对城市地铁车站，从设计、施工、运营三个时期考虑分析洪涝灾害的成因，归纳总结目前成熟的地铁车站的防洪排水工程措施，目的是对既有车站措施的不足加以改造，对新建车站防洪排涝措施的建设加以参考，最大程度的减少地铁车站在施工期、运行期的倒灌隐患。

【关键词】轨道交通；地下车站；防洪排涝；排水措施

一、研究背景

近年来，全国各地极端暴雨天气发生情况增多，部分城市相继出现地铁车站被淹的事故。地铁项目通常设于地面以下，是一个相对密闭的空间。地铁与外界连通的途径主要通过风井、出入口及线路洞口等形式。因此，在城市发生洪涝灾害时，洪水将优先进入地铁内部，并在外部地面条件未受影响的情况下，迅速波及地铁整个连通区域。不仅会造成设备破坏等直接经济损失，严重的话还可能会造成人员伤亡。除此以外，地铁排水系统发生故障、地下水入渗等一系列地下工事的失效也会加剧灾难的发生，还因其灾后破坏的持久性而造成难以估算的间接损失。因此，地下空间的洪涝灾害被视为城市洪涝灾害的一个新形式。

二、成因分析

1.外部宏观原因全球气候变暖，水循环加快，再加上城市大规模发展导致的热岛效应，使得城市暴雨频次明显增加。城市建设导致原有地表下垫面形式的改变，地表水的入渗量急剧减少到近乎为零，从而使下垫面对洪水的调节及储存能力大大降低，近乎全部的降水都要依赖于市政排水管网，由此地面径流量增大，雨水汇集速度提高，洪峰出现时间提前。

2.内部建设原因（1）车站出入口设计标高不满足或者出入口所处位置为室外道路坡度最低点，当雨水季节降雨量短时间增大、道路排水不畅时，此处室外地面内涝严重。（2）车站建设过程中施工措施不完备，雨水期间未考虑临时排水措施，导致车站工地被淹进水。（3）运营管理欠缺，雨季时未做好充分准备，只能依靠一些简便堵水措施如沙包、挡板、防水膜等对站厅进行保护，采用的措施及设备不仅外观难看，且搬运操作不便。

三、地铁洪涝设防工程措施

1.前期设计要求（1）车站选址应避免设置于地势相对低洼、洪涝灾害多发等区域。这些地方的降雨短时间无法从市政排水管网中迅速排出，从而大量聚集于路面，形成积水。（2）出入口及风亭周边地面排水应与周边道路、护坡等设施相互协调，协同形成完整的排水体系。路面雨水的排除应采用重力管道及雨水口的形式，或根据地面填土类型、地面高程及坡度等采用泵站主动排水。室外地面为苗圃、农田等尚未开发的荒地时，车站出入口及风亭应在外侧设置边沟，用以汇集和排除附近地面范围内的地面水。在道路不存在内涝风险时，一般按照出入口口部标高按照高于路面1m进行设计。如现状道路标高低于内涝标高值，即道路存在内涝风险时，出入口平台的标高、风亭口部标高应按照高于内涝标高值的原则进行设计。合理增加出入口平台高度及风亭口部标高能有效地降低地铁车站出入口、风亭被积水倒灌的风险。我国现行《地铁设计规范》对车站出入口、风亭防洪做了相关条文规定：地下车站出入口及风亭的出地面顶部结构挡墙标高应高于室外地面，同时应高于当地防洪标高。现状地铁工程对此规范的执行为：地下车站的出入口口部平台高于室外地面500mm，风井口部的标高按高出地面1m控制，同时满足当地防洪标高要求，当无法满足时，应设防淹闸槽，槽高可根据当地最高积水位确定。（3）设置防淹闸槽，作为挡淹板使用，槽高要高于当地最高水位，可用于出入口平台，电梯井出口，以及低风井周围。（4）站内设置防淹门，据《地铁设计规范》中指出：地铁工程在穿越河道或湖泊等水域时，若出现隧道进水或者发生洪水入侵，会对整段地铁区域造成安全影响。因此，需要在车站与区间交界处设置防淹门或其他防水淹措施，防止因其中某车站发生意外事故时，不至于影响其他区间及车站，从而最大限度地减少地铁的受损风险，保护地铁沿线的人身财产安全。此外，我们也可以采用防淹门来缓解洪水淹没车站的速度。在地铁发生洪涝灾害时，开启防淹门，在总体水量可控的情况下将水引至区间，保证事故车站站内人员的安全撤离。但如果控制不当，洪水会入侵相邻车站，淹没区间，如果区间有车辆正在行驶，反而造成更大的安全损失。因此在地铁车站洪涝灾害期间，应适当的启闭隧道区间防淹门，最大限度的保证人员疏散，可以将灾害损失降低。

2.排水设计要求（1）地势低洼地区采取的排洪涝措施：当地铁车站附近有低于最低路面的排水管网，且出入口及风亭地势较高时，其地面区域可重力流的排水方式。重力流排水也是最保险的排水方式，没有设备故障问题和其他工程建设问题。当自流无法及时排走路面积水时，可以考虑设置蓄水池进行调蓄，待洪峰过后，再将蓄水池的水排入市政排水管网或用于回用。但是蓄水池的设置条件比较严苛：要有合适的用地空间设置，且蓄水池能重力接入市政排水管网泄空；汇水面积不能太小，汇水量不大的区域可设置下沉式绿地等海绵城市措施；当无法重力排入市政管网时，蓄水池需要设置排水泵站进行主动抽排，但是泵房也会增加地铁工程的建设成本和运营成本。（2）站内排水措施地下工程的进水事故在总量上具有不确定性，仅依赖排水设施无法预防，一旦发生大的事故也无法在短时间内排除，故目前地铁建设的排水设施是不考虑超过设计标准的事故水量的排除。现有排水设施主要目标为结构渗漏、露天雨水、消防废水及生活排水。对于地下车站敞开出入口、敞口风亭、地面电梯部位，结合土建构造上设置防淹闸槽（板）或坡道，以预防突发情况下大量雨水进入车站。如一旦进入，首先由各出入口，风亭底部集水坑潜污泵进行强排。但是，强排的最终归宿依然是市政排水管网，在市政管网满负荷的情况下，就算往地面的排出水量再大，依然会倒灌回车站。所以地铁工程地下部分，防洪排涝主要还是以防为主，通过土建工程的防、堵的系统性手段，避免发生进水事故。而对于地下区间积水，受潜水泵扬程及临时扬水管的强度限制，区间积水宜优先抽升到车站主废水泵房或邻近的区间废水泵房后再提升至室外。若考虑自行配置临时扬水管，由于区间长度太大及安装时效，可行性不高。区间泵房可考虑往通过左右线区间消火栓管道向两端车站或另一区间泵房提升，通过阀门控制，利用消防管道作为临时扬水管进行排洪。综上，在区间内增设抢险排水设备与电源一定程度上对缩短抢险时间确有必要，但由于事故进水量的不可确定性，建议还是加强运营管理巡查，以防为主。

3.加强预测预报与抢险预案车站运营应密切关注极端天气气象预报，一般极端天气来临前的降雨量预报是非常重要的，运营人员应根据此信息及时做好防护措施。并积极在暴雨来临前做好防护专项检查。检查的内容重点包括：车站出入口防淹挡板设施是否完好，潜污泵的阀门、泵体是否损坏，车站站内的排水组织是否畅通，车站周边有无新增的进水风险，必要的防护物资（沙袋等）及人员配置等。

四、结语

随着城市轨道交通建设的迅猛发展，地下工程越来越多，洪涝灾害对地铁车站的危害影响变的越来越大，应对地铁车站洪涝灾害的措施需要不断完善和提高标准。在地铁车站的规划、设计、建设、施工、运营等期间做好防洪措施，加强防洪意识，这对于地铁车站的安全运行是非常必要的。本文归纳总结目前成熟的地铁防洪涝工程措施，以期最大程度的杜绝地铁车站在施工期、运行期的倒灌隐患。

【参考文献】

[1]GB50201-2014.《防洪标准》[S].

[2]GB50286-2013.《堤防工程设计规范》[S].

[3]GB50015-2019.《建筑给水排水设计标准》[S].

[4]GB/T50805-2012.《城市防洪工程设计规范》[S].

[5]GB50157-2013.《地铁设计规范》[S].

[6]GB50014-2006.《室外排水设计规范》(2016年版)[S]

作者：陈坚 单位：广州地铁设计研究院股份有限公司