极端洪涝气象下城市轨道交通应对措施研究

极端洪涝气象下城市轨道交通应对措施研究

李爽

南宁市轨道交通集团有限责任公司运营分公司

摘要：以南宁轨道交通为对象，对城市地铁项目规化、设计、运营等各环节中应对极端洪涝气象的措施进行总结。通过分析现行措施的不足，有针对性的提出应对措施的提升方案，为后续相似工程建设实施提供一些参考。

0引 言

近年来，城市扩张及人类改造自然速度加快导致城市热岛、雨岛效应明显，使得部分大城市局部高强度、突发性的极端气象事件频发^[1-3]。受限于城市排洪设施设计标准的历史局限性，较多城市对目前极端洪涝气象的应对能力不足，给城市内人民生命财产安全、城市轨道交通等带来极大风险。2020年5月21日傍晚至22日早晨，受西南季风及低涡切变的共同影响，广州普降暴雨到大暴雨，黄埔、增城局部出现特大暴雨。该次暴雨综合评估为2005年以来广州市第2强的暴雨过程，造成广州地铁13号线官湖站、新沙站、沙村站、南岗站等站外出现区域性洪涝，洪水倒灌进站导致官湖至新沙隧道区间及官湖至新塘部分隧道被淹，13号线全线停运^[4-8]。2021年7月20日郑州地铁因特大暴雨导致全网停运，一辆列车迫停区间，导致乘客被困。经救援后共解救受困群众500余人，其中12人经抢救无效死亡、5人受伤。

随着城市人口增长加剧，推动城市人口流动的城市轨道交通扮演的角色越发重要。上述案例给城市和群众带来的教训十分惨痛，暴露出当前地铁项目建设及运营过程中应对极端洪涝气象措施的不足。因此本研究以南宁轨道交通集团为例，通过系统梳理其各环节应对极端洪涝灾害的措施，对照分析其措施的不足，提出城市轨道交通建设及运营过程中应对、防范极端洪涝灾害措施的提升建议。

1 目前防汛防涝措施

城市轨道交通是典型的地下工程，处于城市建筑高程的最低处，以上海地铁一号线为例，车站顶部覆土深度在0.7m～5.0m之间，隧道中心覆土深度为5.8m～16.9m。由于地下工程处于市政排水系统以下，当市政排水系统饱和时污水可能涌入地下工程。而且地下工程是一个半封闭的系统，一旦污水涌入就难以排出。因此，城市轨道交通应对极端洪涝天气的措施应该贯穿整个项目规化、项目设计、建设运营等各个阶段。本文对目前各阶段应对措施分析总结如下：

1.1项目规化及工可阶段

（1）编制地铁线路沿线过内河（湖）防洪报告。在工可阶段依据国家、广西相关防洪法律法规和规范的要求，委托有资质的设计单位编制相关地铁线路沿线过内河（湖）防洪报告，并评价线路的建设是否影响沿线内河（湖）的防洪排涝、计算车站断面内河百年一遇洪水位并给出车站出入口的标高设置建议。

（2）严格车站选址的基本原则。

（3）严格车辆基地选址基本原则。侧重考虑避开工程地质和水文地质的不良地段，寻找具有良好的自然排水条件，便于城市电力线路、给水管道的引入和道路的连接，主动减少动拆迁量，避让保护建筑、自然保护区、风景区、高压走廊、铁路、通航河流、城市主干道等的穿越等。

1.2项目设计阶段

（1）严格执行防汛防涝设计标准。南宁市轨道交通工程按100年一遇洪水标准设防。南宁轨道交通工程站点出入口实际设计标高除了满足专业研究推荐的防洪要求外，同时满足《地铁设计规范》“地下车站出入口的地面标高应高于室外地面300mm-450mm”的要求。南宁市防洪标准为200年一遇，排涝自排标准为50年一遇，抽排标准为雨洪同期20年一遇。南宁轨道交通工程沿线站点及建筑物基本不受外江洪水影响，主要洪淹风险来自内河行洪排涝。当前部分内河流域防洪设施仍未建设或未建成，其范围的轨道交通站点仍可能遭受百年一遇内河洪涝的威胁。

（2）车站防汛防涝措施设计。1）依据相关线路防洪防内涝标高研究报告，将站点出入口及其他建筑物的基面设在洪淹水位以上。2）在地下车站出入口、消防专用出入口和无障碍电梯设置防淹平台和防淹挡板。3）车站出入口下方设置截水沟和集水井，井内设泵抽排。4）在线路区间设置泵房，抽排倒灌进车站及区间隧道的雨水。5）在下穿水域段区间两端车站采用防淹门和人防门合设，防止区间因各种因素发生渗漏或者涌水等引起相关水域水通过区间流入车站。

1.3建设运营阶段

（1）定期开展防汛防涝工作部署。每年定期组织防汛安全专题工作。一是对轨道交通运营、轨道建设工程、资源开发等重点区域、重点设施和重点措施进行防汛隐患检查，重点做好洞口、车站出入口和低洼处等关键点位及排水泵等关键防汛设施的摸排，确保防汛物资到位、汛期排水设施通畅、防汛响应及处置有效。二是做好灾害性天气的预警、预判和应急响应工作，严格按照南宁市市区防内涝抢险指挥部及南宁市防汛抗旱指挥部预警响应要求，密切关注气象信息。三是不断吸取国内地铁雨水倒灌事件教训，在现有预案基础上，进一步细化完善防汛预案措施。四是加强应急处置协调联动，做好预案对接和演练，确保各方协同、有机联动，现场指挥畅通有效。五是严格按照流程做好信息报告和舆情管控，加强信息沟通，要提早采取措施，尽全力减少灾害损失。

（2）组织开展专项防汛防涝风险查勘，做到重点防控。组织开展多次防汛专项检查和第三方专家防汛风险查勘评估，全面摸排各线路各站点风险源与隐患情况，建立汛期安全风险点清单，组织各相应责任单位对各隐患进行闭环整改。

（3）提升应急处置能力。在市应急局、住建局指导下以月度拉网检查、季度重点督查的形式开展隐患排查，积极提升应急处理能力和应急队伍建设。为保障地铁运营能够平稳顺利度过汛期，公司每年均开展分公司级水淹出入口应急演练，各层级开展的防汛专项演练，累计达到1050次，覆盖了全部的班组和车站。通过演练提高了各专业及专职消防队的防洪抗险应急处理能力以及协作能力。

（4）严格执行防汛防涝值班制度。每年4月1日至9月30日汛期，我公司全面实行24小时值班防汛制度，集团及分（子）公司均有领导及员工值班，防汛值班设置在公司安全风险信息管理监控中心，集中主动收集和传达气象部门预警信息与会商意见，开展气象信息、雨情水情和汛情险情处置等工作，督促指导各单位提前组织做好防汛防内涝应急抢险准备。

2 目前防汛防涝措施存在的不足

2.1 设计标准过低对城市洪涝灾害估计不足

在项目规化及设计阶段最容易出现的是设计标准过低及对城市极端天气发生概率及频率估计不足等问题。尤其是在地铁过内河（湖）防洪评价工作中，主要依据内河、湖及南宁市的防洪标准对地铁工程采用100年一遇的防洪标准进行对比分析，但是，随着气候的变化，许多大城市历年暴雨、大暴雨日数及降雨量逐渐提高，现有的设计标准不足以应对当前的恶劣天气，部分工程对极端天气情况的防洪措施考虑不足。

2.2 与城市排水系统协同应对能力不强

主要表现为：（1）车站周边雨、污水管线淤堵，排水不畅，在强降雨时易造成内涝灾害。（2）对气象和防汛防涝信息感知、收集及反馈不够及时、全面，致使防洪反应不充分。（3）地势较低地带，遇雨形成坡面汇流，且由于城区地面硬化，汇流速度快，而市政管网排水能力有限，不能及时排出，积水成涝。（4）地铁车站与周边商业接口部位，因沟通不畅、责任划分不清、外部防汛措施落实不到位等因素，导致暴雨期间抽排能力不足造成倒灌。

2.3 受灾时应急管理体制不完善

极端天气下受灾应急体制不完善：（1）动态预警机制不完善，主要表现在受灾等级划分不明，不能准确的结合实时信息对受灾情况进行评估进而导致各部分不能对灾情做出有限判断及应对措施，从而错失最佳处理时机，造成严重后果。（2）应急管理措施不完善，一是疏散线路规化不科学。当洪水倒灌进入地下空间时，地下人员疏散出口与水流入口重合，人员逆水流疏解时难度极大，且极易发生危险。二是灾情通报不及时，灾害发生迅速、反应时间短。现有灾情通报渠道单一，延迟高，处在地下空间的人员对地面情况掌握较少，在主观判断上容易出现迟缓。一旦出现出入口被淹的情况，地下空间会迅速被淹没。（3）应急物资储备未深入考虑极限天气情况，导致应急措施不足以满足救援要求。

3 改进提升措施

3.1 前期规化及设计阶段

地下空间与地面空间相互辅助、相互依存共同构成了城市空间。城市轨道交通地下工程排雨系统应与地面防灾空间配合设置，相互补充，统一规划。主要包括：

（1）结合周边环境优化设计。在后续工程设计中，防洪防内涝研究还要结合周边环境充分研究防洪涝的措施，指导优化相关设计。例如：出入口设计调查区域标高，找出出入口周边内涝点，出入口防水计算应满足统一标准的基础上，考虑周边内涝水位等。

（2）建设城市灾害监测预警系统。在场段出入线、站点出入口、风亭、区间风井、联络线、与外界连通疏散口等位置增加或补强摄像头、水位检测仪等设施设备。设置专门的水灾预警系统，纳入综合监控系统管辖范围。软件集成于综合监控系统，结合智能视频分析，对区间水位上升情况进行预测。综合监控系统接收水灾预警系统报警信息，并在车控室及控制中心环调工作站报警。联动信号系统，为列车运行提供辅助决策。联动CCTV、广播系统，引导乘客疏散。

（3）高标准设计防洪设施。建立多联通的疏散平台及车辆段、停车场U型槽或高架-地下过渡段U型槽。对于无人值守、有水倒灌风险区域，设置平开型电控防淹门，可有效减小土建规模，同时通过监控可远程关闭，减小雨水倒灌的风险。

（4）高标准进行机电设备选型。加大机电设备研发及选型投入，提升各机电系统应急联动控制功能，提升防洪薄弱点的重要用电设备及供电设备的防水等级。

（5）加强排水设施优化及改进。由于城市市政排水管网建设不足，目前已建成轨道交通部分线路区间排水主要通过区间水泵房提升至车站废水泵房，通过车站排出，排水能力不足，较难快速有效应对区间积水等情况，在开展设计时，应要求相关城区提升轨道交通沿线道路排水管网建设，保障区间排水的有效路由，保障区间排水功能。

（6）优化安全标志设计及设置。在原设计1m以下位置设置光电疏散指示标志的基础上，在区间疏散平台或道床上方2m处增设不通电的反光型疏散标识，标示出当前位置与最近的疏散出口的距离。在站台下轨楼梯处及疏散平台下轨楼梯处，增设水位刻度尺，若发生轨行区进水，便于观测水位。

3.2 地铁运营方面

在地铁运营过程中则主要通过勤教育、控风险、排隐患、多预案等手段综合应对。

（1）应对极端洪涝天气教育培训。

主要通过把组织各单位传达学习上级相关防汛文件并宣传各类防汛知识，以提高员工的防汛减灾意识，增强防灾、抗灾和自救、互救能力。结合自身情况组织防汛宣讲培训，组织开展防洪防汛自救知识培训，学习防洪避险常识，进一步强化责任意识，确保发生灾害时，保证人身安全。开展大型防洪设备实操培训，熟练掌握专业设备的操作方法。加强极端天气情况下的应对措施培训确保地铁安全运营。开展南宁地铁建设、运营及国内其他城市地铁典型地铁水淹倒灌事故(事件)案例技术分析及警示教育，通过汲取地铁同行防洪防内涝经验，结合本单位实际，采取相应措施，提高本单位防汛能力和水平。

（2）风险管控

组织城市建设、气息、应急等领域专家开展所有运营线路的防倒灌专项安全风险评估工作，进一步分析研究极端条件（如暴雨天气、城市内涝、洪水倒灌等）导致我市地铁运行和人民群众生命财产重大损害所潜在的重大风险、并制定相应防控措施。

（4）隐患排查

建立问题隐患和制度措施“两个清单”情况，特别是汛期安全隐患排查问题清单，制定时间表线路图，明确整改责任单位和整改要求。

（5）完善应急体制建设

首先建立完善极端洪涝灾害预警分级与动态应急预案。在预警机制中，参照其他灾害预警，制定洪涝灾害指标与等级划分制度。据专家定性风险评估制定方式，南宁地铁1-5号线内涝风险从低至高分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级。根据评估结果，我公司可以有针对性地制定公司防汛应急预案。在不同阶段分别以正常使用、限制使用、疏散撤离为手段，及时做到关闭防淹门、中断运营、疏散内部人员车辆等措施，从而使灾害所造成的损失降到最低。做到加强巡查监测，及时发现险情苗头，科学预判情况发展态势，及时启动相应等级预案。

其次持续加快运营专职消防队组建工作，配齐配足应急装备及设施，提高第一时间处置应对能力。同时，组织开展各层级防汛应急演练，强化各车站信息报送能力、调度指挥能力，保证现场抢险人员熟悉应急处置流程和内容，不断提升抢险队伍的应急反应能力和处置能力。

最后常态化组织开展防汛应急预案培训和演练，通过演练检验预案的可操作性，提高各部门（单位）的应急联动和反应速度，提升全体员工应急处置水平。

4 结论

我国城市轨道起步较晚，目前还在高速发展阶段，因此对极端洪涝气象下的应对措施研究还不够深入，相关的规范和标准还有待完善。随着城镇化进展加快，大力发展城市轨道交通是必然的趋势。但在全球气候变化加剧，极端天气增多，城市轨道交通更应该完善应对极端洪涝气象的措施。

本文从广州5.22，郑州7.20这两起极端天气条件下洪水倒灌地铁的案例入手，对南宁轨道交通集团地铁建设中各环节防洪涝措施进行总结，分析了各个环节中应对极端洪涝天气措施的不足，并有针对性的从项目规化阶段、设计阶段、线路运营阶段提出相应改进措施，可以为后续城市地铁建设提供一定参考。

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