地铁防汛排涝风险隐患分析及其对策研究

段晓东

江苏中设集团股份有限公司 江苏 无锡 214072

自19世纪60年代世界第一条地铁(英国伦敦大都会地铁)建成通车以来，历经近160年的发展，地铁交通作为现代城市轨道交通领域当中的重要组成，在全世界很多城市中得到了越来越广泛的应用。

地铁与其他城市交通工具相比，除了能有效避免地面交通拥堵，充分利用城市空间，具有节省土地、减少噪音、减少干扰、节约能源、减少污染等优点外，也存在着建设成本高、建设周期长、抵御灾害能力弱等缺点。近几年国内发生的2012年7.21北京特大暴雨地铁停运事件、2021年郑州地铁5号线7.20事件、2021年广州地铁21号线7.30停运事件等典型事件的发生，证明了地铁防汛排涝系统风险隐患排查及应急措施响应对城市地铁系统正常运行和居民日常出行生命财产安全保障的重要性。基于城市防汛期间典型地铁内涝积水原因的分析，以无锡在运行的地铁一号线、二号线和三号线为例，对无锡地铁防汛排涝风险隐患进行了调研和分析研究，有针对性的提出了相应的工程处理措施和后期运行中的相关管理建议，可有效的指导地铁前期设计、中期建设和后期运营过程中防汛排涝工作的正常进行。

1 研究内容

根据近年来各城市地铁系统在暴雨城市内涝的情况下，以郑州地铁7.20等典型事件出发，总结产生地铁雨水倒灌或涌水的原因；进而从原因分析出发，对无锡在运行的地铁一号线、二号线和三号线现有的防汛排涝情况、防汛排涝措施、积水风险隐患和应急响应措施等进行调研梳理，并针对典型的风险隐患点进行分析，提出相应的工程处理对策，以此对无锡地铁在暴雨城市内涝情况下，对整体地铁运行线路的防汛排涝风险防控情况和应对措施给出合理的对策意见和管理建议。

2 研究分析

2.1 地铁内涝积水原因总结

根据近年来各城市地铁车站在暴雨城市内涝的情况下积(进)水的直接原因，主要为以下几项：

(1) 从地下与地面衔接、转换的建(构)筑物(含出入口、通风井、出入场线等)向车站或隧道涌入大量雨水造成被淹，例如2021年7月20日，郑州地铁5号线7.20事件；

(2) 通过室外市政管线接口套管部位(穿越地铁站结构墙)向车站或隧道涌水，例如2016年8月8日，无锡地铁一号线谈渡桥站进水事件；

(3) 地铁排水能力不足：在暴雨期，地铁出现进水前期，由于地铁车站或者区间现有的排水设备能力不足，造成地铁积水；

(4) 地铁抗洪抢险救灾应急预案不完善，抢险机制、物资和人员等不能及时组织到位，造成进一步恶化， 例如2021年7月20日，郑州地铁5号线7.20事件；

(5) 城市整体防洪排涝体系的不完善，导致地铁外排水系统的失效或雨水倒灌，几乎每一件地铁涌水事件，都是在短历时强降雨等极端天气，产生城市内涝的情况下发生。

2.2 无锡在运行地铁线路概况

目前，无锡地铁在运营线路4条，线路总长约112公里，车站80座，其中换乘站7座，无锡地铁运营7年来，运营总体情况良好，安全稳定，未发生一般及以上安全生产责任事故。

图1 无锡在运行地铁线路图

2.3 无锡地铁防汛排涝关键部位薄弱环节梳理和情况总结

2.3.1 无锡地铁防汛排涝关键部位梳理

地铁防汛排涝的关键部位主要包含以下：各正线车站：含车站的出入口、风亭、站外垂梯、疏散通道等；场段出入线及U型槽；停车场站上盖开发；主变电所出线管廊；地铁排水出水系统等方面。

2.3.2 无锡地铁防汛排涝关键部位薄弱环节情况总结

1)目前地铁相关设计规范中，对于地铁系统雨水泵站的设计要求为“应按照当地50年一遇的暴雨强度计算”，按照地铁设计通过对无锡在运营的一号线、二号线和三号线三条线路57个地下车站中722处各类出入口、通道等重点部位进行现场标高实测、排水能力校核计算等分析，结果显示在排水能力方面，三条线路中雨水提升排放能力均满足50年一遇的暴雨强度计算要求，同时调研过程中对排水能力按照百年一遇的标准进行了校核，显示有多处存在不满足百年一遇排放标准的情况，标高实测结果显示有多处存在不满足0.3m以上的超高保护要求的情况。

2)通过对无锡在运营的一号线、二号线和三号线三条线路中共计6座车辆场段，3处正线U型槽，经过对各场段出入线及U型槽标高复核、排水量计算排查，发现个别停车场存在因排水设施能力不满足百年一遇降雨标准而产生内涝积水的情况。

3)通过对无锡在运营的一号线、二号线和三号线三条线路共计5座主变电所出线管廊进行实地调查，结果显示个别进线管廊存在涌水的风险隐患。

2.3.3 地铁排水出水系统

目前地铁的排水出水系统一般在前期管线迁改研究时，按照就近接入附近的市政排水管网系统的方式，间接排入城市河道进行排放。现实设计和运行中存在以下的问题矛盾点：

1)无锡目前的中心城区防洪标准为200年一遇设防水位，其余地区可达到50-100年一遇的防洪标准设防水位，河道排涝能力基本达到20年一遇的标准；无锡地铁防洪标准采用100年一遇的防洪设防水位，防涝标准采用20年一遇的防涝标准(无锡市100年一遇防洪设计暴雨过程对应的 1 日最大降水量与 20 年一遇 24 小时河道排涝设计暴雨基本相当，即在市政雨水管网排水以及采用设施自保措施后，地铁功能建筑物具有能够防御 10~20 年一遇短历时设计暴雨的能力)[1-2]。

2)无锡目前的市政排水管网系统设计重现期的标准一般为1-3年(部分道路不足一年)，局部重要道路、快速路按照5年一遇的设计标准进行，市政排水管道系统本身就存在不完善性和标准较低的情况，存在与地铁系统防洪排涝设计标准的矛盾点，现状市政管网不能满足地铁等重要设施点的排水要求，一旦在极端天气条件下或暴雨期，市政排水管网系统会成为地铁系统排水出水的瓶颈，也就造成了地铁内涝的风险[3]。

3)地铁系统直接或间接通过市政排水管网排入的城市河道水体，尤其需要通过水利闸站控制的河道水体，存在暴雨期或内涝期时调水不及时、响应不及时等情况，导致河道20年一遇的排涝标准不能正常发挥，从而也促使了城市内涝现象的发生。

3 结论、措施与建议

3.1 结论

基于近几年国内典型地铁内涝积水、雨水倒灌或涌水产生的原因分析，经过对无锡在运行的地铁一号线、二号线和三号线调研、现场摸排、复核计算等研究分析工作，针对无锡市地铁防洪排涝风险隐患及其对策的分析研究得出结论如下：

(1) 无锡在运营的三条地铁线路中，前期设计中均按照当时现行的相关规范标准，进行了防洪、排涝及防淹设计，并进行了相应的防洪防涝评价，但随着规范标准调整、暴雨强度公式的更新，经复核计算，局部薄弱点(出入口、风亭、疏散通道、垂梯等)已不满足百年一遇的降雨强度排涝要求，存在内涝期雨水积水的风险。

(2) 随着地铁站点周边道路及环境的不断改造，对原地铁周边的地形地貌产生了破坏，造成原设计站点的超高保护产生破坏，造成内涝期雨水倒灌的风险。

(3) 排除地铁本身设计、运行过程中导致的暴雨期积水、涌水的原因外，城市市政、水利的防洪排涝系统的完善和良好运行对地铁的防洪排涝及正常运行也起着至关重要的作用。

3.2 措施与建议

根据对无锡市在运行的三条地铁线路进行的前期调研、分析及问题梳理的基础上，针对无锡市地铁防洪排涝风险隐患，按照相应的主管部门分类，提出相应的工程处理措施和管理建议如下：

3.2.1 地铁运营公司

(1) 对不满足无锡市现行暴雨强度公式、百年一遇的暴雨重现期、5min的降雨历时(极端天气)条件下，对应的机械排水能力的个别薄弱位置，针对性的增设排水泵或增设应急强排水设备[4]。

(2) 对各正线站点出入口、场站、风亭、等地面设施不满足规范规定的超高保护要求的薄弱点，应考虑设置防淹闸槽、挡水板、加筑挡水墙的补强措施[5]。

(3) 对于主线变电所出线管廊涌水风险点采用加强巡查，及时修复；定期对主所至车站电缆引入孔洞进行修复性封堵；增设排水泵用于抽排倒灌水等方式进行防范和改善。

(4) 建议核查各站点防汛关键点和薄弱点的防汛物资情况，以保证物资充裕。

(5) 建议地铁公司应增强联动机制，并定期结合市级相关的多部门、多条线进行实际防汛应急演练；进一步明确完善已制定的相关应急预案的定量处置，加强预案的可操作性和执行性。

(6) 建议地铁公司加强对地铁运行过程中洪涝形势的动态监测、预报、预防，积极主动同气象行政主管部门沟通联系，及时掌握暴雨、台风等致洪成涝天气的发展动态和预报结果。

(7) 建议地铁集团充分利用网络自媒体等多种新型的宣传手段，以保证在突发事件发生时，第一时间将一些突发状况和对公众的提醒和要求宣传到位，减少群众的反应时间，从而更有效的保护乘客及地铁系统设施的生命及财产安全。

3.2.2 规划建设行政审批部门

(1) 建议对于地铁周边相关的开发建设项目，通过行政审查、批复或规划前置条件限制等方式、手段，来加强“新项目开发建设不能对地铁相关的现状系统造成影响破坏”的控制要求，尤其是加强对不能改变地铁站点、附属构筑物等结构周边现状地形地貌和现有排水系统的规定要求。

(2) 建议地铁周边影响范围内，直至无锡市全市的城市建设过程中，全面推进落实海绵城市建设理念，采取多种低影响开发措施手段，从源头上削减和控制地表径流雨水量，降低市政排水管网运行压力，从而有效控制城市内涝的产生，也进而降低由于内涝而产生地铁积(进)水的风险隐患。

3.2.3 市政园林、水利部门

(1) 建议在后续的城市防洪排涝规划更新研究时，考虑地铁系统的点状压力排水，市政、水利等行业管理部门完善地铁站点周边河道防洪排涝以及市政雨水设施，适当提高排涝标准，保证行洪通道的通畅。

(2) 建议对局部处于低洼地区，地铁排水系统出水需要通过闸站等来进行控制的相关的河道、水体进行水位动态监测并实时在线上传，更好的实现提前预警，及时响应，降低由于河道水位顶托，而引起的城市内涝导致地铁涌水的现象发生。

3.2.4 地铁相关设计单位

(1) 建议在设计的地铁线路站点或区间排水，在对周边市政排水管网进行摸排和排水能力核算的基础上，靠近河道或有条件的地方，地铁的出水系统应与市政排水系统分开，单独设置地铁排水出水系统，采用压力就近入河的方式，以降低由于城市内涝而对地铁运行带来风险。

(2) 建议结合地铁一号线、二号线和三号线调研出来的薄弱点和隐患问题，对尚未投入运行的地铁线路进行全面的防洪排涝能力进行复核验算，建议按照百年一遇的暴雨强度进行核算，将风险消灭或控制于线路正式投入运行或实施前。

3.2.5 其他(多部门联合)

建议根据天气预报及时做好地铁车站、停车场(车辆段)的防淹水措施。同时，还要与水利、市政、公安等行业主管部门密切协作，充分利用已有的洪涝监测信息平台，及时掌握地铁沿线河道、街道、市政雨水管网的水文、水力情况，及时消除或控制影响地铁工程的不利情况。有必要的情况下，可采用联物网、计算机通讯等先进技术手段，建设无锡地铁站点及其功能建筑物专用的雨涝监控设施和信息管理、发布系统，提高降雨预报—积水预测—预警发布—调度方案、排涝预案制定的执行效率。

4 结语

城市地铁交通系统的安全运行，关乎一个城市的正常运转，其系统防洪排涝措施的保障和正常运行至关重要，应引起各主管部门和社会的关注。对地铁系统防洪排涝关键部位通过前期批复中的限制条件控制、设计过程中的排水方案合理设计、严格把控，后期运行中的定期巡检、及时整改，提高多条线、多部门联动反应，减少风险出现后的响应时间，组织多部门进行应急演练，多渠道进行信息互动公布等方式、措施，可有效地降低地铁系统积水引起的防洪排涝风险，从而保障居民日常出行的生命财产安全，保障城市交通系统的正常运行。在上文中，结合无锡市在运行的地铁一号线、二号线和三号线实际情况，对无锡地铁防汛排涝风险隐患进行了详细的调研分析，并以此为基础有针对性的从工程处理与后期运行上提出了上述的改进建议。通过这些建议可以为其他地铁防汛排涝的改进提供有益借鉴，将有助于改善地铁的防汛排涝能力，确保城市交通系统的安全运行。