程永誼，劉峻峰，吳方林

（1.鐵科院（北京）工程咨詢有限公司，北京 100081；2.西安市軌道交通集團(tuán)有限公司，陜西西安 710000）

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通的迅猛發(fā)展推動(dòng)了城市發(fā)展，極大地方便了市民出行。然而，由于在其規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中存在某些環(huán)節(jié)的缺陷，因此其運(yùn)營(yíng)存在安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患，特別是在極端天氣等因素迭加時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患需要高度關(guān)注。

隨著城市發(fā)展，人口增長(zhǎng)，工業(yè)化進(jìn)程提速，全球氣候變化加劇，特別是2021 年以來(lái)，國(guó)內(nèi)極端天氣頻發(fā)，其破壞程度、影響范圍、規(guī)模和頻次也在日益加深、擴(kuò)大和增長(zhǎng)。極端天氣導(dǎo)致的強(qiáng)降水和積水對(duì)城市軌道交通的安全、正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，造成設(shè)施設(shè)備損壞，線路線網(wǎng)停運(yùn)，甚至威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。例如，2021 年鄭州“7·20”特大暴雨降雨量驚人，最大小時(shí)降雨量達(dá)201.9 mm，最大單日降雨量達(dá)552.5 mm。這場(chǎng)災(zāi)害導(dǎo)致鄭州地鐵5 號(hào)線五龍口停車場(chǎng)及其周邊區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重積水，致使5 號(hào)線1 列運(yùn)營(yíng)列車在沙口路站—海灘寺站區(qū)間內(nèi)迫停，大量設(shè)施設(shè)備損毀，并造成鄭州地鐵全線網(wǎng)停運(yùn)50 余天。

因此，研究城市軌道交通應(yīng)對(duì)極端天氣的防排水理論、排水和逃生疏散設(shè)施設(shè)置、設(shè)施設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)和狀態(tài)監(jiān)控、應(yīng)急預(yù)案和演練等內(nèi)容，不僅對(duì)城市軌道交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)具有指導(dǎo)意義，而且還在災(zāi)害危機(jī)時(shí)刻，起到減少損失，保護(hù)乘客及工作人員安全的關(guān)鍵作用。本文通過(guò)調(diào)研近期國(guó)內(nèi)特大暴雨中城市軌道交通積水案例，分析城市軌道交通目前存在的防排水問(wèn)題，找出薄弱環(huán)節(jié)，并據(jù)此提出極端天氣條件下城市軌道交通防排水對(duì)策，以期為后續(xù)城市軌道交通防排水實(shí)踐提供參考和借鑒。

2 存在問(wèn)題及薄弱環(huán)節(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)近期極端暴雨天氣下國(guó)內(nèi)城市軌道交通防排水情況的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，并結(jié)合城市軌道交通防排水存在的普遍問(wèn)題，從城市軌道交通防排水系統(tǒng)及城市防排水系統(tǒng)2 方面分析目前存在的問(wèn)題。

2.1 城市軌道交通防排水系統(tǒng)問(wèn)題

目前，城市軌道交通防排水系統(tǒng)存在以下問(wèn)題。

（1）在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)周邊環(huán)境考察研究不夠深入，積累的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料不全面，參考的防排水標(biāo)準(zhǔn)不合理，車站站位設(shè)置及車輛基地等選址不恰當(dāng)，導(dǎo)致城市軌道交通防排水系統(tǒng)存在缺陷，埋下較大的安全隱患。

（2）防排水設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)不到位，存在排水管網(wǎng)堵塞、設(shè)備運(yùn)行故障等情況。

（3）與市政排水系統(tǒng)接駁不暢，存在與市政水井接駁不到位、接駁口堵塞等情況。

（4）施工質(zhì)量存在缺陷，易發(fā)生水管爆管等。

（5）應(yīng)急防排水設(shè)施配置不全面，如缺乏大功率排水泵、防水擋板、防水沙袋等。

2.2 城市防排水系統(tǒng)問(wèn)題

在極端天氣下，降水強(qiáng)度大、范圍集中、降水量超出排水系統(tǒng)的排水能力是造成城市嚴(yán)重內(nèi)澇和城市軌道交通內(nèi)澇的主要原因。城市防排水系統(tǒng)作為城市軌道交通防排水的保障，其存在的問(wèn)題必須高度關(guān)注。

（1）市政排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與城市發(fā)展不配套，地下排水系統(tǒng)工程質(zhì)量差。國(guó)內(nèi)城市在規(guī)劃設(shè)計(jì)市政設(shè)施時(shí)存在重地上、輕地下的問(wèn)題，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的超前性和前瞻性不夠，防汛標(biāo)準(zhǔn)較低；某些城市區(qū)域無(wú)骨干排水管網(wǎng)，存在較大安全隱患，某些城市甚至未系統(tǒng)地規(guī)劃排水體系。此外，地下排水系統(tǒng)施工質(zhì)量也較差，例如，排水管接口不符合要求，管線質(zhì)量不合格，經(jīng)不起暴雨和洪水的考驗(yàn)。

（2）相關(guān)部門銜接不暢。雨水的排水路徑是從雨水口流至雨水管線，再進(jìn)入排水河道、溝渠。雨水管線的檢修和維護(hù)由市政部門負(fù)責(zé)，而排水河道、溝渠的疏通卻是水利水務(wù)部門的工作，如果兩個(gè)部門銜接不暢，容易產(chǎn)生問(wèn)題。

（3）城市“海綿體”功能弱化。城市原有或新規(guī)劃建設(shè)的城中河、池塘、湖泊、屋頂綠化帶、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水收集利用設(shè)備等設(shè)施，可吸納、蓄滯和緩釋雨水，是“海綿體”。但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城市寸土寸金，越來(lái)越多的湖泊、濕地被填埋，城市綠地不斷減少，城市的匯水能力也隨之大幅削弱。此外，路面逐漸被混凝土、瀝青等不透水材料覆蓋，雨水無(wú)法滲透，只能靠城市排水管網(wǎng)外排，加大了城市排水管網(wǎng)的排水壓力。

（4）排水系統(tǒng)管理維護(hù)不到位。例如，管路堵塞不疏通，排水設(shè)備不定期維護(hù)保養(yǎng)，極易造成積水，加重災(zāi)情。

2.3 城市軌道交通防排水薄弱環(huán)節(jié)

本文結(jié)合上述存在的問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，找出如下城市軌道交通防排水薄弱環(huán)節(jié)。

（1）正線站點(diǎn)的出入口、緊急疏散口及通道、無(wú)障礙電梯、風(fēng)亭和內(nèi)部泵站排水出口、物業(yè)結(jié)合口（圖 1）、封堵不到位的主要電纜溝道、新建線路預(yù)留通道（圖2），以及正線站點(diǎn)周邊的河流、湖泊、溝渠（若突發(fā)洪水，水可能涌入站點(diǎn)）。

圖1 物業(yè)結(jié)合口

圖2 新建線路預(yù)留通道

（2）線路區(qū)間的保護(hù)區(qū)施工處、敞口段、疏散通道、市政管線及孔洞，以及線路區(qū)間周邊的河流、湖泊、溝渠（若突發(fā)洪水，水可能涌入?yún)^(qū)間）。

（3）場(chǎng)段及主變電所的圍墻、出入大門、出入段線、市政管線及孔洞、電纜溝道、上蓋物業(yè)相關(guān)區(qū)域。

（4）其他薄弱環(huán)節(jié)，如市政給水管線、消防管線、消防水池等。

3 防排水對(duì)策

3.1 加強(qiáng)防洪、防澇、防排水理論研究

參考目前已有的城市軌道交通防排水和防澇系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，在10 年一遇、20 年一遇、50 年一遇和100 年一遇的降水條件下，局部環(huán)境的積水水深測(cè)算結(jié)果通常相差不大（在100 mm 數(shù)量級(jí)），但與極端天氣條件下的實(shí)際數(shù)據(jù)相比存在較大的差異。其主要原因在于，各地水文氣象站的建站時(shí)間大多在建國(guó)后，因此對(duì)建站前的歷史數(shù)據(jù)掌握不詳實(shí)，所積累的極端天氣降水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全面，導(dǎo)致計(jì)算模型中的參數(shù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值存在偏差，這不利于后續(xù)的設(shè)計(jì)參考。建議加強(qiáng)防洪、防澇、防排水理論研究，做好以下幾方面的工作。

（1）認(rèn)真測(cè)量、記錄和保存極端天氣降水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以提高計(jì)算模型中參數(shù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值的準(zhǔn)確性和可靠性。

（2）在構(gòu)建內(nèi)澇計(jì)算模型時(shí)，應(yīng)綜合考慮城市內(nèi)河流、湖泊洪水，以及市政排水系統(tǒng)缺陷等因素。

（3）近年來(lái)全球氣候變化加劇，建議相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者從更寬泛、更綜合、更科學(xué)的視角對(duì)防洪、防澇和防排水理論進(jìn)行深入研究。

3.2 站段場(chǎng)合理選址并完善防排水設(shè)施

目前，國(guó)內(nèi)城市軌道交通洪澇的主要原因在于車站站位設(shè)置及車輛基地等選址不合理，出入口、風(fēng)亭、聯(lián)絡(luò)通道、結(jié)合部位、車輛基地敞口段等存在防排水缺陷。針對(duì)上述問(wèn)題，應(yīng)采取以下對(duì)策。

（1）在進(jìn)行車站站位設(shè)置、車輛基地等選址時(shí)，應(yīng)避免低洼地段，綜合考慮周邊環(huán)境（如河流、湖泊、地質(zhì)缺陷、孔洞、井、市政管線、建筑物、物業(yè)結(jié)合通道等）的影響。

（2）對(duì)于車輛基地、地面車站及高架車站的敞口區(qū)域，應(yīng)做好圍蔽，并且設(shè)置可靠的排水設(shè)施。

（3）對(duì)于與外部結(jié)合處、聯(lián)絡(luò)通道及上蓋物業(yè)，應(yīng)統(tǒng)一考慮防排水要求。

（4）在線路區(qū)間設(shè)置合理的洪水阻斷設(shè)施，防止洪水蔓延，減少損失。

（5）配置高功率排水設(shè)備，如“龍吸水”應(yīng)急排水搶險(xiǎn)車。

3.3 改善城市防排水系統(tǒng)

為改變城市防排水系統(tǒng)不能滿足城市軌道交通防排水需求的現(xiàn)狀，應(yīng)采取以下對(duì)策。

（1）加強(qiáng)調(diào)研，查閱城市降水及防排水相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，摸清內(nèi)澇嚴(yán)重區(qū)域的城市軌道交通積水、排水情況及其影響，并在暴雨后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，獲取第一手資料和數(shù)據(jù)。

（2）在上述調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，完善城市防排水系統(tǒng)規(guī)劃，并提高地下排水系統(tǒng)工程質(zhì)量。

（3）定期檢查市政排水管線、排水河道及溝渠的排水情況，若有堵塞，及時(shí)疏通。

（4）設(shè)置城中河、池塘、湖泊、屋頂綠化帶、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水收集利用設(shè)備等“海綿”設(shè)施，發(fā)揮其對(duì)雨水的吸納、蓄滯和緩釋功能。

3.4 配置逃生疏散設(shè)施

為避免極端天氣引發(fā)的災(zāi)難中出現(xiàn)人員傷亡，應(yīng)在城市軌道交通工程中設(shè)置以下逃生疏散設(shè)施。

（1）設(shè)置線路區(qū)間逃生通道，并確保其連續(xù)和暢通。

（2）在車站、車輛基地、主變電所等處，確保至少2 個(gè)出入口和疏散通道暢通。

（3）設(shè)置通風(fēng)、應(yīng)急照明、疏散指示等應(yīng)急設(shè)施，并確保其在應(yīng)急條件下功能正常。

3.5 完善對(duì)防排水相關(guān)設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)和狀態(tài)監(jiān)控

為保證城市軌道交通防排水相關(guān)設(shè)施的可靠性，應(yīng)對(duì)其采取以下維護(hù)保養(yǎng)和狀態(tài)監(jiān)控措施。

（1）做好日常巡檢巡視，對(duì)有問(wèn)題的設(shè)施進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，尤其在雨季和汛期，應(yīng)增加巡視頻次，提高維護(hù)保養(yǎng)要求。

（2）定期對(duì)防排水相關(guān)設(shè)施開(kāi)展功能測(cè)試和聯(lián)動(dòng)測(cè)試。

（3）若條件允許，應(yīng)盡可能地將防排水相關(guān)設(shè)施納入監(jiān)控范圍，以確保其狀態(tài)及功能正常。

3.6 制定逃生疏散應(yīng)急預(yù)案并開(kāi)展應(yīng)急演練

為確保城市軌道交通防排水相關(guān)設(shè)施在應(yīng)急情況下可用以及相關(guān)人員會(huì)用，應(yīng)開(kāi)展以下幾方面的工作。

（1）根據(jù)相關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，制定逃生疏散應(yīng)急預(yù)案，不斷通過(guò)演練驗(yàn)證設(shè)施設(shè)備的可用性，查找疏散設(shè)施存在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，并據(jù)此完善預(yù)案，卡控風(fēng)險(xiǎn)，消除隱患。

（2）適當(dāng)擴(kuò)大演練范圍，邀請(qǐng)消防、市政等相關(guān)部門和乘客參與。

（3）開(kāi)展疏散逃生宣傳和培訓(xùn)，使工作人員和乘客掌握災(zāi)難時(shí)逃生的技能，避免人員傷亡。

4 結(jié)語(yǔ)

由于全球氣候變化，極端天氣日益頻繁，城市內(nèi)澇也隨之日趨嚴(yán)重，因此開(kāi)展城市軌道交通防排水對(duì)策研究十分必要，這是一項(xiàng)全面、科學(xué)、綜合、專業(yè)的課題。應(yīng)在城市軌道交通前期規(guī)劃設(shè)計(jì)中采取合適、恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和方法，在建設(shè)中設(shè)置安全、合理、高質(zhì)量、人性化的防排水設(shè)施，在運(yùn)營(yíng)中嚴(yán)格執(zhí)行維護(hù)檢修措施，制定應(yīng)急預(yù)案并開(kāi)展應(yīng)急演練，以確保極端天氣下城市軌道交通運(yùn)營(yíng)及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。