北京市轨道交通机场线西延工程洪水影响评价内涝积水分析

尤 洋

(北京市水科学技术研究院 北京100048)

机场线路沿机场线高速公路布置，在北京市区设有三元桥站和东直门站两站，总长28.1 km。直接服务范围主要在东北部地区，通过地铁2 号线、地铁13号线、地铁10 号线吸引客流，形成间接服务范围。机场线西延工程增设站点使得机场线的直接服务范围增加。同时地铁5 号线为南北骨干线，与5 号线连接使机场线对中心城东部的南北走廊服务增强，机场线在北新桥与地铁5 号线换乘便捷，使得机场线的间接服务范围也得到拓展。机场线西延后，在北新桥站与5 号线形成两线T 型换乘，换乘便捷，增强了线路对客流的吸引力，扩大了线路的服务范围，改善了东直门地区地铁线路与机场线间的换乘条件，能够为更多旅客提供安全、便捷的服务，进一步提高服务水平，有利于树立机场线形象和品牌[1]。

1 项目基本情况

1.1 地理位置

北京市轨道交通机场线西延工程位于北京市东城区，起点位于既有机场线东直门站，沿东直门内大街向西，终点至北新桥站。本项目新建北新桥站与既有5 号线的北新桥站为换乘关系，位于既有北新桥站西侧，距离约为30 m。

1.2 建设等级与规模

本项目为新建工程，线路起点为既有机场线东直门站，终点北新桥站，并预留进一步向西延伸条件。线路自起点沿东直门内大街由东向西走行。线路全长约1.9 km，均为地下线。设置北新桥车站1 站，与既有的5 号线(北新桥站)形成换乘。

工程总共包括1 个地下车站、1 段区间隧道1.9 km。本项目包括车站工程和区间工程。

1.3 河流水系

拟建机场线西延线属于北运河水系，周边河流为通惠河[2]。

北运河北起通州区北关闸(上源为温榆河)于西集镇牛牧屯东南流出市境，经河北省香河县、天津市武清区至天津市大红桥注入海河。北运河主要支流有通惠河、凉水河、风港减河、凤河等。

通惠河为中心城及通州新城地区重要的防洪排水、输水灌溉及景观河道，西起东便门，向东流经朝阳区至通州区入温榆河，全长约20 km，总流域面积约为297.08 km2，本项目雨水经现状雨水管网，最终排入通惠河。

1.4 评价范围

线路位于东城区辖区内，由东直门向西进入二环以内，沿东直门内大街跨北新桥路口，进入交道口东大街。洪水对建设项目的影响评价范围主要为北京市轨道交通机场线西延工程的地上工程。

2 内涝积水计算

根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)[3]，特大城市排涝标准为50～100 年一遇，本项目可研确定内涝防治标准50 年一遇，市政雨水管网现状标准为1 年一遇，规划标准为5 年一遇。计算分析最不利工况，即排水管网为现管网标准1 年一遇条件下的内涝积水情况。

基于DEM 数据，项目区所在东护城河小流域，不在东护城河小流域的最低点；根据项目区周边地形，地势总体西高东低，交道口东大街相对于周边高程较低，东直门桥下为区域低洼点，建设项目所在位置相对于周边地形不属于低洼点，基本无客水进入，因此对项目区自身的排水分区进行内涝模拟。根据《北京市轨道交通机场线西延工程雨污水排除规划条件》以及北京市第一次水务普查成果，划定北新桥站和东直门站所在排水分区。根据《北京市水文手册》[4]第一分册暴雨图集，得到各排水分区内50 年一遇最小时间段为5 min 的24 h 净雨过程(图1、图2)。各排水分区雨水管网现状排水标准均未达到规划标准，因此考虑现状雨水管网仅能排除1 年一遇降雨量，根据暴雨强度公式计算得到北新桥暴雨强度为1.00 mm/min，东直门暴雨强度为1.12 mm/min。将雨水排水设计流量化为每5 min 排除项目区雨水深，并绘入降雨雨型图制作图1 和图2。计算得到北新桥站排水分区的最大积水量为14 105 m3，积水时长约2.0 h；东直门站排水分区的最大积水量为6 538 m3，积水时长约1.5 h。因北新桥站并不是排水的最下游，故计算结果是最不利情况，实际降雨过程积水量和积水时间应小于此计算结果。通过Arcgis 软件根据DEM 地形数据采用水量平衡法绘制各排水分区内的积水范围和积水深度，北新桥站附近积水深度为0.19 m，东直门站附近基本没有积水。

图1 排水分区净雨量(50 年一遇)和排水能力对比图(北新桥站)Fig.1 Comparison of net rainfall (once in 50 years) and drainage capacity by drainage area (Beixinqiao Station)

图2 排水分区净雨量(50 年一遇)和排水能力对比图(东直门站)Fig.2 Comparison of net rainfall(once in 50 years) and drainage capacity by drainage area (Dongzhimen Station)

北新桥地铁站西南出口外部地面标高44.5 m，周边地区地面标高44.2 m；西北出口外部地面标高44.35 m，周边地区地面标高44.2 m。因此，地铁站外部地面标高均高于周边地区地面标高，该站点不容易产生内涝。根据 GB 50517—2013《地铁设计规范》[5]，车站出入口均高出外部地面450 mm(设计方将出入口室内外高差均高出规范要求300 mm，实际车站出入口均高出外部地面750 mm)，可防止外部客水进入；同时，设计方在出入口处设置挡淹闸槽，如遇水淹等紧急情况，将挡淹闸槽设在门口，可增加500 mm 高的防淹高度，有效减小内涝对建设项目的影响。东直门站风井比周边高2 m 以上(GB 50517—2013《地铁设计规范》规定排风排烟口低边高于地面的高度不低于2.0 m)，且有顶盖防雨水，可以防止内涝。

施工期工程项目建设围挡，可有效防止外部客水进入。

3 内涝影响评价

北京市轨道交通机场线西延工程排涝标准为50 年一遇。在50 年一遇降雨条件下，北新桥站和东直门站均没有积水，相关工程设施最低点分别高于周边积水水位0.26 m 和2 m。根据GB 50517—2013《地铁设计规范》，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(设计方将出入口室内外高差均高出规范要求300 mm)。同时，项目可研报告中提出地下车站的敞开出入口、风井处设小型雨水排污泵，排水能力为50 年一遇。因此，在设计排涝标准下，建设项目基本没有内涝风险。

4 消除或减轻洪水对建设项目影响的措施

4.1 工程措施

北京市轨道交通机场线西延工程地下车站出入口、消防专用出入口和无障碍电梯的地面标高44.95 m，高出室外地面0.75 m(规范为0.45 m)，地铁出入口50 年一遇排涝标准下基本不受内涝积水影响。同时，还在出入口等地面与隧道衔接的位置设计防淹闸槽等设施，并通过在出入口修建多层台阶，其余面修建花台等措施防止雨水倒流入车站内；台阶交接位置及终端地面设置下水口，在隧道最低点设置抽水泵等设施，保证雨水有效排除。

为减小建设项目在施工期的内涝风险，建有施工围挡；同时在地坪设置一定的坡度，防止基坑进水；在基坑内开挖排水沟和集水井，增设泵站等措施防止基坑积水；在工程的支护构和邻近建筑物适当位置布置观测点，防止雨水渗透造成塌方。

4.2 非工程措施

①针对局部暴雨制定防汛预案，成立防汛领导小组。针对地铁线路编制防汛应急预案，成立防汛领导小组，对站点出入口等重点工程加强防范。

②为保证地铁雨季施工安全，需编制雨季施工方案，明确雨季施工的具体措施、防汛预案及注意事项等。

③加强防汛安全检查，加强设备的日常维护和检查，特别是施工区域及生活区域排水、用电等设施，及时发现和消除管道渗漏、雨水口堵塞等故障，保证排水系统畅通。

④准备充足的防汛物资、器材及设备。

⑤及时了解汛期天气情况，注意暴雨预警信息。

5 结论与建议

5.1 结论

建设项目地面高程较高，且有一定的防护措施，50 年一遇排涝标准下，建设项目基本不受内涝积水的影响。洪水对建设项目的影响较小，在按照雨水利用相关规范设计和施工，补充防汛设施和物资，完善各类防汛预案后，建设项目即具备建设条件。

5.2 建议

协调有关部门提高地铁线路站点外排市政雨水管网设计标准至5 年一遇并尽快实施。建设项目建成后，恢复施工区原有用地性质，增大透水率。应建立与气象、水务部门的联动机制，及时掌握雨情、水情，适时启动应急预案，减少洪涝水对线路运行的影响。