地铁车站防水淹的预防与对策

2023-03-09蔡森林刘旭轩

工程建设与设计 2023年4期

蔡森林，刘旭轩

（厦门市建设工程质量安全站，福建厦门 361001）

1 概述

东南沿海城市，易受台风暴雨恶劣天气影响，对地铁建设和运营产生较大威胁，主要表现为施工阶段：基坑底涌水、雨水或市政水倒灌基坑、地下水渗漏等；运营阶段：雨水倒灌车站、市政污水管渗漏倒灌车站、地下隧道及车站渗漏水等。若不提前采取相应预防措施，不仅对人们人身安全造成威胁，还将造成不良社会影响、经济损失和工期延后，故需高度重视[1]。

地铁规划建设之初应高度重视防汛防涝工作，从设计、建设、运营各阶段全过程采取一系列防范措施，构建严密的防汛防涝安全体系，避免水淹等安全事故的发生。

2 地铁车站遭水淹的主要原因

地铁车站遭水淹主要与以下6方面有关：（1）地铁出入口、风井、逃生通道地面较低，容易汇聚雨水，进而出现车站内大量涌水的现象[2]；（2）市政排水管网的规划不合理或是疏于管理，遇强降雨天气后产生积水，其漫过地铁出入口等部位，出现较为明显的积水灌入车站的现象；（3）出入段线的基础设施设计不合理，例如，截水沟、排水沟存在设计缺陷，雨水的流向偏离正常路径，未经雨水泵房而直接涌入区间；（4）施工期间未采取有效的防护措施，施工部位发生涌水；（5）站内结构的抗渗能力偏弱，现场配套的排水设施运行能力有限；（6）运营单位防汛工作未落实到位，埋下隐患。

3 防汛防涝体系的建设思路

地铁设计应以“挡、截、抽、闭”为着力点，建立4道防线，联合作用，起到防洪水倒灌车站的作用。

“挡”属于主动防御方式，将出入口作为重点工作对象，于该处设置3级以上台阶，并配套合适规格的防淹挡板，其他方向设挡水基座和钢结构玻璃幕墙；“截”，主要途径是设置2道截水沟，并针对站厅层、出入口通道等部位额外增设1道；“抽”，以抽水泵为主要的装置，将其布设在集水井和车站废水池内，起到高效抽水的效果；“闭”，用钢筋混凝土墙对在建缓建联通口做封堵处理，对于已建预留敞口，用钢筋混凝土盖板有效封闭，针对运营线路车站，此方面的重点措施在于关闭通道“人防门”。

4 地铁防水淹的对策

4.1 规划设计阶段

在地铁车站设计中，需充分考虑到出入口、风井、逃生通道出地面的高度，保证高度设定值的合理性。根据GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》可知，在城市轨道交通设计以及建设中，需要充分考虑到防淹、防雪等相关防护措施，以妥当的方式有效抵御自然灾害的侵害；同时，地下车站出入口的地坪标高需要得到有效控制，以高出室外地坪为宜。而在GB 50157—2013《地铁设计规范》中，则对地下车站出入口、消防专用出入口以及无障碍电梯的地面标高做出明确的规定，即此类区域应高出室外地面300~450 mm，且还需要完全满足项目所在地区的防淹要求，而对于无法达到防淹要求的，有必要配套防淹闸槽，此时根据最高积水位调整槽高。但需注意的是，设置防淹闸槽的方法存在适用性不足的局限性，若槽高是最高水位，则出入口地面应低于最高水位，而受现场气候的影响，可能会有降雨量接近乃至超过历史最高水位的情况，导致车站遭水淹，并且并未就“最高水位”做明确的说明，换言之，究竟该采用50年还是100年最高水位仍存在有待商榷之处。参照GB 50201—2014《防洪标准》中关于交通运输设施领域路基、涵洞的防洪要求，取其中的防洪标准重现期为100年，将其应用于地面出入口、风亭的设计中，具体取100年最高水位加适量的余量[3]。

出入段线截水沟、排水沟、坡度的设计缺乏合理性，雨水的流动路径非常规，未经雨水泵房而直接进入区间，此时泵房有不同程度的水淹现象。而在坡度、截水沟位置及宽度不合理时，若遇到强降雨天气，水将顺着排水沟灌入区间，未得到有效的控制时，水流进一步转至废水泵房，而配套的废水泵排量有限，难以高效排水，进而造成更大规模的水淹事故。为此，需要减小坡度、加大截水沟和排水沟的宽度。

4.2 施工阶段

1）施工涌水，进而出现水淹事故。（1）地铁建设往往涉及深基坑施工。基坑围护结构施工存在缺陷，封闭不完全，地下承压水位较高，地下水往往是影响基坑安全的重要因素。需提前进行地下水摸排，合理布置降水设施，提前进行降水，并加强对地下水位、围护结构、支撑应力、周边道路、周边建构筑物变化巡查，完善报警体系和应急物资储备，加强应急演练，保证基坑施工期间安全。（2）各城市的轨道交通建设并非一蹴而就，而是需要分为一期、二期等多个阶段有序建设，此时雨水可能从在建的换乘车站涌入；站外附近施工时，因防护不当而损伤排水设施，引发站外水涌入的情况。为此，一方面需要加强管理，注重对施工方案的审核，做到规范作业，必要时修建防洪墙，全面规避水淹问题；另一方面则要保证地铁地面管理范围的合理性，常规方式为出入口、风亭外边5~10 m，但此范围不利于地铁防洪，为此建议扩宽至50~100 m。（3）地铁车站的建设具有复杂性，有大量室外管线或套管穿入其中，该部分是涌水的高发区域，容易引发水淹事故，具体体现在电力、通信、信号等管线进入车站结构墙的部位[4]。对于新建车站，需加强对各类对外管线的检查，兼并采取封堵措施和排水措施。作为运营企业，需要将防汛作为重点工作对象，定期检查、提前预防。

2）站内或隧道结构大范围渗漏水，因水量较大而引发水淹。（1）施工现场地下水丰富、施工工艺不合理、节点时间相互挤占、为追赶进度而随意压缩工期等均是结构渗漏的关键原因。以节点时间相互挤占为例展开分析，由于施工管理不当，某节点时间偏长，而整体工期有限，严重压缩其他节点时间，进而出现某些环节过于赶工期的情况，造成一系列的“连锁反应”，加大结构渗漏的概率。为此，建设单位需要关注现场的具体情况，分节点控制工程完工时间，保证各节点均有适量的时间。（2）切实提高站内排水设施的运行水平，依托于此类设施在排水方面的优势达到防水淹的效果，为此运营企业需要做好日常维护工作。

4.3 运营阶段

1）运营单位防汛工作方式不合理，缺乏全方位的措施，进而出现水淹事故。（1）加强汛前预防：清晰梳理各线、各站点的情况，识别易水淹的部位，将其作为重点管理对象。（2）加强防汛设施的配备，定期开展日常维护检测工作。在配备防汛设施时，需要考虑的是沙包、水泵、发电机等；在合理配备防汛设施的基础上，还需要开展检修、维修工作，确保各类设施均可以正常使用。

2）组织开展防汛风险辨识、评估工作，全面梳理排查地铁运营防汛、防台风各类风险源，根据风险类别及影响程度实施分类分级管控，建立《防汛、防台风险分级管控清单》，并落实防范措施责任人，并对防汛重点站强化管控。定期开展演练并及时总结经验。

3）强化地铁运营应急管理体系建设，建立健全综合预案、专项应急预案、现场处置方案，应对自然灾害事件、公共卫生事件、社会安全事件、运营突发事件等4类运营风险。切实提高应对突发事件的处置能力。组建应急抢险队伍，成立应急救援领导小组，定期开展防汛、防台风应急演练和培训。

4）加强地铁保护区联防联控：（1）立法监管：通过政府发布《轨道交通安全保护区管理办法》。（2）信息化管理：建立“地铁保护信息化管理平台”，对违规施工行为及时预警。（3）定期巡查：外委第三方巡查服务单位、施工单位使用移动端巡查管理软件开展地保巡查工作。（4）严格落实三项规定：规定未经审批的项目不准在地铁保护区内作业。严控运营阶段地铁结构遭到破坏，从而导致外界水进入地铁。

5 厦门地铁防水淹措施

5.1 严把设计关

1）提高设计标准规范：结合厦门台风、暴雨情况，编制《厦门轨道交通防洪排涝设计指引》，提高设计标准，见表1。

表1 设计规范标准

2）专家论证：委托有资质、有经验的单位编制《防洪评价报告》并由主管部门组织专家论证评审。

在满足防洪涝水深的基础上，对拟建出入口平台预留50~150 mm余量，规划片区预留150~300 mm余量，提高平台防淹高度。分析低洼易涝点局部涝水情况，结合周边建筑物标高，调整提高个别低洼地段车站出入口标高。即出入口平台标高≥地面标高+100年一遇涝水深+预留超高出入口平台上均设置防淹挡板作为安全超高（高0.5~1.0 m）。

出入口、外立面幕墙、高架车站雨棚钢结构、还包括声屏障、接触网等可能对列车运行安全造成影响的结构，规范要求100年一遇标准（厦门0.95 kN/m，13级），厦门地铁在此标准上考虑了台风“莫兰蒂”（风压2.64 kN/m），主要钢结构能抵抗16级台风。

5.2 严把施工质量安全关

（1）防汛工作坚决做到两个“防止”，即防止在建工程影响运营线路、防止外水进入在建工程。（2)防止在建工程影响运营线路，采用硬隔离。在建工程与运营线路联接通道全部采用钢筋混凝土墙封堵或人防门硬性隔离。（3）严把连接通道封堵墙破除条件核查。确保在建工程与地铁运营车站连接通道的主体结构完成且地面口满足防汛要求后，方可凿除联接封堵墙。（4）防止外水进入在建工程。严格按设计实施挡水墙及排水设施，低洼区域的基坑根据地形条件适当增高挡水墙，防汛措施作为基坑开挖前条件核查的主控条件之一。（5）严禁擅自破除附属工程围护桩（墙）、临时封堵墙。确保地面满足防汛要求后，方可破除。增加“凿除既有车站围护桩（墙）、临时封堵墙”关键节点条件核查。