- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:城市轨道交通系统多位于地下空间,易受暴雨、洪涝等自然灾害的威胁,尤其在极端天气频发的背景下,防洪防汛问题愈加突出。近年来,我国多地发生地铁积水、设备受损、列车停运甚至人员伤亡等事件,暴露出部分城市轨道交通系统在防洪防汛方面存在短板和隐患。因此,深入探讨城市轨道交通的防洪防汛安全措施,建立健全的防控体系,不仅是保障城市正常运行的基础工程,更是确保人民群众生命财产安全的重要举措。
关键词:城市轨道交通;防洪防汛;安全措施
引言:
城市轨道交通建设、运营具备空间封闭、设施密集、运行连续性强等特点,在强降雨、城市内涝等突发水患面前风险性大。一旦处置不力,不仅会引发站台淹水、设备电气短路、通信中断等运营异常,还会造成大规模人员疏散拥堵甚至次生灾害。本文从车站、出入口防、排水设计,区间结构的防水设置,排水系统建设,重点区域的防护和应急应对处理等方面,系统分析总结了目前主要采取的防洪防汛措施,希望能为有关方面的人员提供一定参考。
1.地铁车站和出入口的防水设计
1.1 设置挡水板、防水门、密封门
挡水板一般设置于地铁出入口下方,暴雨或水位预警时,可以迅速插入或打开,形成一道临时物理隔离屏障。防水门和密封门一般设置于车站关键的结构与站厅隔断处,如站台与站厅通道接口处、设备出入口,关闭后能够形成完全密封界面,阻隔水的侵入。设计时要注意水压的承受力、应急开启使用便捷、是否与排水系统协调联动,要经常检查维护。
1.2 台阶式设计提升入口高度
将地铁出入口标高抬高比周边道路高出一个台阶,有效避免地表径流在降雨量较大的情况下直接进入车站内,配合挡水板等措施,可以有效提升其拦高排洪。对提高防水性同时要考虑到乘客通行方便,因此要结合无障碍设计,如设坡道、电梯等[1]。
1.3 进出口设置应急排水泵
水泵主要用来提高站内低洼部位的积水,当积水水位达到一定高度后,能够自动开启,尽快把积水排放到站外或市政管道中。依据车站本身大小、出入口个数以及地区雨量合理配置水泵的数量及排水量,同时水系统排水站需配置备用电源,在无电情况时水泵能够正常使用。对水泵及部分电控装置进行循环式查看及检验,防止在紧急情况时水泵无法开启而阻碍排水过程引发危险。
2.轨道区间和区间结构防水处理
2.1 加强区间隧道结构防水层设计
地铁隧道一般使用盾构或明挖法施工,根据地质、水文环境合理选取防水材料与防水结构,以隧道衬砌结构外设置防水卷材或喷涂聚合物防水涂料以及主结构防水、防水附加层相结合的多道设防为主要手段,加强隧道整体的抗渗能力,局部部位如隧道接缝、变形缝、施工缝需要加大防水措施,做好注浆、止水条等封堵工作,避免局部出现渗水途径。隧道的防水设计还要考虑后期隧道维修的便利性,在防水设计中预留检查井,还有注浆管道,以保证隧道在投入使用过程中一旦出现渗漏现象能够及时定位、及时维修。
2.2 建设防洪闸门、止水帷幕、止水带等工程
挡水闸门设在洞门和车站连接处或洞内两端或区间存在重大风险性地面积水的地方,在突发汛情或险情发生时,及时封堵堵住洞门,切断洪水沿洞口、洞室向内扩散的通道。在洞室外四周地层的加固防渗措施主要采用止水帷幕,在隧道外部通过注浆等手段形成防渗、密实的连续墙,防止外界水源或雨水渗透入洞室。止水带是针对止水密封施工的,主要针对于管片缝隙止水及沉降缝或施工缝的防水施工。它们之间互相配合,形成立体防渗漏的层层设防[2]。
3.排水系统建设与改造
3.1 建立独立排水系统与雨水收集系统
单独的排水设施能够将地铁站、隧道等产生的积水及时引导、排出到指定的排水系统,从而避免依靠城市原排水系统的能力,以免出现市政排水管线超负荷时导致地铁设施排水系统依旧能有效正常排水。同时通过配套建设雨水收集系统,不仅能起到对于地表雨水的初期截流,降低地铁出入口、站厅的排水能力需求,而且还能起到污水回用的作用。比如,收集后的雨水可以经过滤用来浇洒绿化和车站冲洗等,既可以起到节水、节电的效果。两者共同的分流缓释作用,提高城市轨交系统的排涝能力,且同时提高其抵御强降水突发性灾害的能力。
3.2 安装多级抽排泵站
合理布置多级抽排泵站,形成逐层提升、分级排放的排涝格局,保证每个低点积水均能得到有效快速的排除。抽排泵站要能自动运行,可以根据现场水位监控系统自动运行,配备备用动力电源,以保证停电时能进行排涝。泵站考虑冗余性和远程可操控,以应对突发事件。
3.3 提高城市轨交排水系统与城市管网的衔接效率
设计上做好地铁排水系统与城市排水规划的衔接,了解排水管径接管口、最大排水量以及回流限制的方式和程度,确保高峰时期或者极端暴雨来临时地铁系统不会有排水系统的瓶颈产生。同时,可以通过信息化监测手段与市政排水系统等互通互联,做到地铁排水系统和城市排水系统实时交流,根据两者在运行过程中发现的实时问题进行应对,如在系统运行中可以通过设置弹性流量阀、回流限制阀和雨水反灌传感器等形式提高两者之间的关联性。确保两者之间的衔接,使整体排水效率提升,还可以通过城市排水系统运行不畅造成地铁系统“被动受灾”形成真正的双防联控。
4.通风井、竖井和设备井的防水措施
4.1 增设井口防洪罩
防洪水箱一般由高强度的钢或复合材料构成,具有良好密封性及承压能力,在短时间内容易达到并承受较大的水压,不发生变形、爆裂现象。防洪水箱结构设置可以固定或活动式结构,活动式的罩盖结构还可以与天气预报系统联动,在接到降雨预警信息后,由运维人员迅速覆盖,或者通过智能系统开启或关闭。防洪水箱结构设计也要考虑通风的问题,以免发生密封性强、导致通风难等问题。
4.2 提高井口标高
在建设施工设计上,抬高井盖与周围地坪之间的高差,从而减少雨水对井室的倒灌率。对于一些低洼地段和一些积水地段,将井盖地坪标高增加至高于周围地坪10-30mm的台阶式或缓坡式地坪上,这样既能够一定程度上自然抵御雨水的倒灌,又能对其发挥一定的排泄雨水的作用,确保其雨后再流入其他的市政管线排泄。井盖地坪的抬高还同时需要对其周围的地坪进行改造,重新铺设和加强其地砖材料和坡度,从而防止积水因高度变化而在井周围集中。与此同时,对于一些新建的或者进行改造的地下空间中还可以采用雨水调蓄,对于抬高后的井盖井围设计环型排水沟或蓄水槽,从而增强其排水功能及防水性能[3]。
4.3 设置自动关闭装置
自动关闭装置一般联接水位计、雨量传感器,当水位计监测的地表水位值超过警戒值或有暴雨红色预警信号时,可激活自动关闭装置及时关闭井口,实现密封,阻止暴雨或污灌水倒灌地铁内。其可采用电动控制和液压传动方式实现,满足快速、可靠关井的需求,并应有就地手动操作机构和备用电源,确保极端情况下系统运行的持续性和可靠性。对自动关闭装置应定期维护、校验、演习,以防止设备锈蚀、信号失效等因素造成特殊需求时无法使用的问题。
总结:
综上,通过强化车站、盾构隧道、出入口、风井等的重点防护,结合合理的雨污水排放系统及智能检测设备,可以提高系统的防洪防涝能力和响应能力。面对日益异常的气候环境和极端降雨等情况,城市轨道交通防汛抗洪应当逐渐转变成为“系统预防型”的思路,时刻在城市轨道交通的规划设计、科研技术、设备管理及组织管理等方面得以进一步提升,从而达到“安全地铁、平安出行”的要求。
参考文献:
[1]李晔.城市轨道交通防洪防汛安全措施的探讨[J].价值工程,2024,43(30):145-147.
[2]李积旺.地铁防汛体系搭建及工作要点分析[J].科技资讯,2024,22(16):232-234.
[3]陈健,罗国鸿.极端天气下轨道交通运营防汛预案及应急措施研究[J].运输经理世界,2024,(03):10-12.
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