地铁如何防止雨水倒灌?

地铁工程怎么防止雨水倒灌?有哪些措施和手段?方案制定重点有哪些?

我国轨道交通正处于新一轮的建设热潮,隧道安全成为交通运输安全管理的重点。每年汛期的强降雨及其引发的泥石流等地质灾害,极易给地铁隧道施工和运营造成重大安全隐患。日前,交通运输部印发了《关于切实做好城市轨道交通防汛工作的紧急通知》,要求切实做好城市轨道交通防汛工作。今天,小编带您关注轨道交通防汛度汛热点问题,并邀请全国工程勘察设计大师、广州地铁设计研究院总工程师史海欧分析雨水倒灌原因,与您探讨安全度汛的举措和经验。

地铁如何防止雨水倒灌?
成都地铁

1 内外因叠加导致雨水倒灌

由于具有运量大、方便准时、不占地面空间等诸多优势,地铁现已成为城市公共交通的重要方式。但因构造特殊,且主要设置在地下,导致地铁对雪灾和冰雹抵御能力较强,对于水灾、火灾等抵御能力却很弱。尤其是近年来极端天气频发,暴雨造成城市内涝积水从而引发地铁雨水倒灌的现象时有发生。纽约、伦敦、日本等城市均发生过洪灾漫入地铁车站的灾情,我国郑州、广州、福州、南宁也出现过内涝殃及车站的情况。

全国工程勘察设计大师、广州地铁设计研究院股份有限公司总工程师史海欧透露,城市地铁车站被淹的原因不外乎内外两个层面,内因即设计和建设先天不足,外因是指突发恶劣天气和应急处置能力不足。具体来说,引起地铁出现雨水倒灌的原因主要有以下几个方面:一是城市基础建设不完备,道路、管网系统存在设计缺陷,遇到暴雨就容易造成城市内涝,引起地铁灌水;二是地铁防洪设计考虑不足,雨水从地铁出入口、风亭、出入段线U型槽向车站或隧道涌入,造成车站或隧道被淹;三是地铁结构主体防水设计不足,雨水通过各穿越地铁车站结构墙的室外地铁管线套管向车站或隧道涌入,造成地铁被淹;四是地铁排水设备设计容量不足,无法及时排出大量洪水;五是地铁车站、区间施工预警不足,雨水从正在施工的新线隧道(换乘站或连接线)涌入正在运营的线路,造成隧道被淹;六是地铁防洪抢险应急预案不完善,常态化的险情预测、抢险制度、抢险物资、抢险人员不能及时组织到位,不能及时控制险情,使其进一步恶化。

地铁如何防止雨水倒灌?
积水坑防汛抽水

据了解,雨水排水是一个系统过程,从大气降水到地表径流,经过城市雨水管网收集排至排涝沟或内河,最终流入大海,每个环节都可能造成城市内涝积水,进而引起雨水倒灌。业内普遍认为,设计有缺陷、防洪能力不强、排水防涝系统不健全、城市内涝积水问题频发等内外因素叠加,相互影响,导致地铁被淹。

2 加强口部防水淹设计是前提

“在地铁规划和建设过程中,都必须考虑雨水倒灌问题。”史海欧表示,在地铁建设期,科学合理的防水设计和排水系统布设是确保汛期地铁工程结构安全的重要因素。

史海欧告诉记者,目前我国地铁的地下车站区间排水系统主要依据《地铁设计规范》《城市轨道交通给水排水系统技术标准》等规范和标准进行设计。根据标准,在每座地下车站和地下区间最低点处均设置主废水泵房,在地面车辆基地出入段线、地面线与地下交接的洞口处等重要风险点均设置截水沟、雨水泵房,在车站的出入口和风亭底部、自动扶梯的底部、车站与地下空间相结合等部位均设置局部排水泵站,主要功能是排除口部露天雨水及消防用水、冲洗和结构渗漏水等,由排水泵提升排入城市的雨水管网。

从上述设计标准可以看出,地铁的排水系统设计并不考虑洪涝导致的外部汇水进入地下的问题。史海欧指出,地铁设计的关键就是确保外部汇水不能进入地下。

因此,地铁工程应特别加强口部(包括出入口、风井、疏散口、隧道洞口等)防水淹设计,采取可靠的防水淹措施以充分抵御城市内涝风险。对下穿江河或湖泊等通航水域的地铁隧道工程,要在下穿段隧道两端设置防淹门或采取其他防水淹措施。

3 不同阶段不同手段

尽管极端暴雨侵袭属于天灾,却并不意味着无需防患于未然,开展有效的防汛手段十分必要。工程所处阶段不同,防汛侧重点也有所不同,这是由于在建隧道和运营隧道的被淹原因不尽相同。施工阶段要以防挡封堵为主,确保施工安全;运营阶段则要做好应急准备,同时确保排水通畅。

史海欧表示,强降雨容易造成场地内涝,存在雨水倒灌进入在建基坑隧道,甚至倒灌进既有运营车站或区间的风险,主要从三方面来进行控制。一是施工场地防淹:需结合周边条件、防洪涝评估成果及施工期间的水淹风险综合考虑场地平整标高,对于特别低洼场地需进行适当回填,把场地填高;同时必须做好场地周边排水管网的梳理,保证施工期间排水通畅是关键。二是施工基坑、竖井防淹:所有基坑及竖井周边都要求做一圈封闭的钢筋混凝土挡墙,而且挡墙标高需高出百年一遇防洪涝水位,防止雨水倒灌;同时要求基坑内设置集水井及相关的抽排装置,及时抽排基坑内部积水。三是接口的封堵:要通过地下连续墙、钢筋混凝土隔墙将后建的出入口通道或地下空间等施工区域与运营区域完全分隔开,相邻区域结构施工完成后才能打通,这样可以保证在第一道防线挡墙失效或基坑进水后,也能确保运营区安全。

而对于运营地铁隧道,汛期进水主要是因为雨水会通过出入线、出入口、风亭的位置进入隧道,因此,地铁运营单位要联合气象、水务、交通运输等部门进行综合研判发生非常规情况的概率,提前对地铁地下工程口部进行临时加固和加高,准备好充足的应急物资,并派员驻守和巡查,发现问题及时处置,如确实超过防御能力而进水了就要及时实施封站、停运和疏散。

地铁如何防止雨水倒灌?
中铁五局一公司南昌地铁4号线丁公路南站项目防汛。叶昌文 摄

4 完善预案提升应急处置能力

史海欧告诉记者,加强排水处理能力,是提高地铁水灾防御力的重要手段,但这并不代表可以大幅提高排水设计标准,否则既不科学也不现实。

这是由于地铁隧道的水是抽水泵房抽排进附近市政管网排走,如果要加强地铁的防洪涝能力,就要提高城市的综合排水能力,这是一个综合性问题,需要规划、水务等多部门联动。

“应当讲,目前地铁排水设计方案还是比较完善的,不宜盲目提高标准、加大投资。”史海欧说。

史海欧表示,近期出现的雨水倒灌地铁事件,给所有地铁从业者敲响警钟,应深刻剖析雨水倒灌事故的真正原因,吸取教训,并在今后设计、建设与运营管理中加以改进。

在他看来,完善相应规范、适当提高新时期下地铁本身设防标准,同时适当配置好相关设施设备、完善应急防御措施十分必要。尤其是制定完备有效的应急处置预案,根据预案在事故时快速组织人员疏散和排水,事故后尽快修复及恢复运营尤为重要,需要从设计、建设及运营全生命周期通盘考虑来制定。受认识水平、设施设备和人员素质等因素影响,一些项目的应急救援预案很难客观全面,加之缺少对关键风险源的跟踪监督,应急处置往往难以达到预期目标。

此外,史海欧也建议,从设计角度可以适当提升地铁工程口部标高的建设标准,特别关注与地下空间连通口、新开发区和城乡结合部位,重视车站周边尚在开发建设、但城市排水设施并未实施和完善的地方;在采用百年一遇设防水位加一个安全余量的前提下,还应根据周边环境变化进行动态跟踪而调整。另外,应该修改标准,统一疏散平台的设计思路,地下区间隧道设置连续平顺的疏散平台,且与站台顺接,以便紧急情况时的人员疏散。

本文转载自中国交通报 ,文章链接:https://www.ijianli.cn/19034.html

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