品玩

科技创新者的每日必读

打开APP
关闭
河南暴雨

郑州地铁何以至此?

入口防进水、站内靠排水,地铁防汛两道防线在历史罕见的暴雨前失守。

出行一客

发布于 7月22日

*转载文章不代表本站观点。

本文来自微信公众号“出行一客”(carcaijing),作者:王静仪 戚展宁 郭宇 刘东峰,编辑:施智梁


入口防进水、站内靠排水,地铁防汛两道防线在历史罕见的暴雨前失守。
入口防进水、站内靠排水,地铁防汛两道防线在历史罕见的暴雨前失守。

7月20日,一场历史罕见的暴雨落在郑州,雨水倒灌入地铁地下隧道和车厢,一列车迫停隧道,造成12人死亡,郑州地铁全网停运。

郑州市委宣传部通报,此次强降雨造成郑州地铁5号线五龙口停车场及其周边区域发生严重积水现象,7月20日18时许,积水冲垮出入场线挡水墙进入正线区间,造成郑州地铁5号线列车在海滩寺街站和沙口路站隧道停运。

7月20日18时10分,郑州地铁下达全线网停运指令。同时组织力量疏散群众,共疏散群众500余人,其中12人经抢救无效死亡、5人受伤,死伤者已送医。

“郑州此次如此大强度的降雨,已经超出了一般城市的应急能力。”一位隧道工程师告诉出行一客(ID:carcaijing),设计隧道时通常将50年一遇的大雨作为设计值,这个值会成为隧道排洪的能力,超出这个值,隧道会水浸。为什么不将百年一遇的大雨作为设计值?除了安全性,也要考虑隧道建造经费,越大的设计值,经费将会几何级上升,而且可能在隧道寿命完结时也不会出现这样的大雨。

郑州市气象局统计,7月17日20时到7月20日20时,三日降雨量617.1mm,接近平均全年降雨量;其中7月20日16时-17时,一个小时的降雨量达到了201.9mm。

“三天降水量大其实未必最严重,关键是几个小时内的降水量高导致汛情严重。”一位研究城市内涝监测预警预报系统的学者向出行一客(ID:carcaijing)解释道,由于此次郑州暴雨是台风雨,台风轨迹不确定,因此天气预报、降水预报较难预测。

当暴雨落入繁忙的地铁线,灾难发生。郑州市轨道交通5号线于2019年5月20日正式开通,里程40.7㎞,是当地最长的线路,日客流量约50万,也是最忙碌的线路之一。

根据当地媒体大河报的报道,5号线被很多人称为“健康线、生命线 “,因为32个站点中有6个挨着医院,分别是郑州人民医院、省人民医院、儿童医院、省骨科医院、市第二人民医院、市中心医院。截至2021年5月19日,5号线累计运营约894万公里,累计运客2.48亿人次。

事发第二天的7月21日,交通运输部印发紧急通知,要求运营单位要充分汲取近期发生的雨水倒灌事件教训,进一步调整完善应急预案,对超设计暴雨强度等非常规情况下采取停运列车,疏散乘客,关闭车站等应急措施。

第一道防线:入口防进水

根据微博@郑州发布的消息,发生积水的隧道段在郑州地铁5号线海滩寺站和沙口站之间。

▲ 事发地段 整理者:刘东峰
▲ 事发地段 整理者:刘东峰

除了当天的极端暴雨天气,该隧道段地势低洼也是造成积水的重要原因。公开信息显示,海滩寺站与沙口站间的隧道位于郑州北站附近,地铁从两条火车轨道下方穿过。郑州北站落成时间早,位置不高,后来修建的地铁要从下方穿过就要挖得更低。另外,地铁车厢在紧急停车时位于两站中间,地势又比站台更低。

前述研究城市内涝监测预警预报的学者告诉出行一客(ID:carcaijing),进水是从地铁进出口处,所以建设选址时就会选择地势较高的位置,遇到暴雨天气,地铁站一般会从进出口处开始防水,通过放置沙袋、打开防汛钢闸门,高度到1米左右就不容易进水。“郑州的暴雨来得太急、太快,工作人员未必来得及放置防汛设备,水进入隧道以后,就只能通过自身的排水系统和应急抽水泵排了。”

如果隧道的一头或者两头有出口与陆地相连,积水还能通过两端排出。但郑州地铁5号线是一条环线,无法从端口排水,只能依靠自身排水系统。

地铁站一般分为地下站、地面站和高架站,其中地下站是地铁防汛工作的重中之重。不仅要防止无顶棚或顶棚漏水的出入口,也要防止站外积水较多没过出入口台阶,即出现雨水倒灌进入车站的情况。

不止是5号线,施工中的地铁也出现涌水险情。7月20日,郑州在建地铁12号线龙子湖地铁站周边发生道路坍塌,道路坍塌造成市政自来水、雨水管道断裂,道路积水及自来水涌入施工基坑,施工单位人员全部安全撤离,无人员伤亡。郑州地铁集团有限公司发布的公告显示上述信息。

公开信息显示,郑州地铁在7月20日早高峰时段已启动防汛应急预案、恶劣气象应急预案。措施包括组织客运、车辆、供建等应急抢险队伍驻守车站和相关安全关键点,并安排专业技术人员加大对车站内外的巡视力度;线网各车站配备充足的沙袋、防水膨胀袋、防淹挡板、移动排水泵等专用防汛物资和器具,全力做好应对暴雨天气的各项准备工作等。

地铁站作为开放入口,通过加高阻拦物等物理措施以防止雨水进入是防汛重点。比如石家庄地铁北国商城站站长郭风以该地举例,地铁站地面出入口台阶高60厘米,加上便道80厘米左右,上面还可以随时增设55厘米的防淹挡板和水泥沙袋,阻止雨水进入地铁站。

据出行一客(ID:carcaijing)统计,从7月20日15时40分起的三小时内,郑州地铁官方微博共发布了21条有关地铁站出入口临时关闭的通知微博。

天津市地下铁道运营有限公司的陈波在《地铁车站防汛工作措施探讨》一文中指出,地下站是防汛工作最薄弱的环节,需要重点关注出入口(特别是结建出入口)、紧急疏散通道、风亭、风井、电梯地面出口等部位,雨水容易从这些部位倒灌近车站。

事发前的7月20日16时-17时,根据郑州市气象局统计,一个小时的降雨量达到了201.9mm,是郑州全年降水量的三分之一。自7月20日17时起,郑州市防汛指挥部将防汛Ⅱ级应急响应提升至I级。

第二道防线:站内靠排水

防止雨水进入站内是第一道防线,站内排水措施是第二道防线。

郭风介绍,一般而言,地下车站四周设有离壁沟,会把雨水汇集到整个车站的废水泵房,废水泵房里有可以自动启动的水泵,里面水位达到一定程度后,会自动启动排水,保证车站不储存积水。地铁的水最终都排到市政管网。

“只能说雨太大了,”一位中铁隧道局负责高铁地铁施工的员工告诉出行一客(ID:carcaijing),地铁的防汛设计主要由地铁出入口的防水板、集水坑、地下站厅的地漏、隧道内的抽水泵房等组成。地铁进水之后会流到排水沟集中排出去。但地铁内当时没有电,有电的话,通过水泵排水也会好排一点,只能说雨太大了。

暴雨倒灌近地铁站的情况,此前也有发生。2012年7月21日,北京特大暴雨造成79人死亡。其中,5条地铁运营线路的12个站口因漏水或进水等临时关闭,机场线东直门至T3航站口段停运。2016年6月3日,广西南宁遭遇持续暴雨天气,由于短时间内江水来量巨大,大量雨水倒灌进入尚未完工的百花岭地铁站,站内内涝严重,站内成为“地下河”。

地铁进水会带来多种风险,包括硬件损坏、触电和密闭缺氧。上述隧道工程师对出行一客(ID:carcaijing)解释,地铁进水时列车和站内设施都会因泡水损坏,站内还有各种供电系统,如果来不及切断可能造成人员触电。而地铁站一旦切断供电,站内的通风系统未必能够正常运作,部分隧道通风靠列车运行带动正负压由通风楼抽排空气,断电后站内、隧道内便会变成密闭空间,氧气浓度降低使内部人员缺氧。同时,水位过高造成的水压会令人员呼吸困难,人员还有可能因为水冷而失温。

根据交通运输部在2019年印发的《城市轨道交通行车组织管理办法》第三十二条,因降雨、内涝等造成车站进水,严重影响客运服务的,行车调度人员可根据车站申请发布封站命令,组织列车越站。线路积水超过轨面时,列车不得通过。

事发第二天的7月21日,交通运输部紧急下发通知,要求从排查安全隐患、调整应急预案、强化应急处置等方面,做好城市轨道交通防汛工作。

具体而言,重点排查地势低洼车站、过渡段、长大区间等重点区域排水设备设施的能力,能力不足的,要及时补强;排查排水管道与周边市政管网的联通情况,尚未连接或联通不畅的,要及时报告相关部门处理;排查在建线路与既有线路连接处的封堵情况,防止雨水通过在建线路倒灌车站区间;加强地面高架线路沿线边坡检查,对土质疏松、堆土滑坡等风险采取针对性措施;及时核查沙袋、挡水板、排水泵等应急物资种类和数量,补齐补足补强相应设备设施。

为表对7.20重大灾害罹难者的沉重哀悼,7月21日,郑州地铁的官方网站色调变为黑白两色。

暴雨之大,大过应急能力

就地铁隧道而言,自身排洪能力通常只足以应付两三百年一遇的大雨。“广州的地铁通常能防两三百年一遇的大雨,部分达到五百年,深圳则规划到2025年能防3小时内200毫米的降水。郑州这次遇到的暴雨,比深圳2025年规划的标准还高”。前述研究城市内涝监测预警预报的学者对出行一客(ID:carcaijing)说。

这还是在年平均降水量1300-2500毫米的珠三角地区,而在年平均降水量只有600多毫米的郑州,暴雨天气来得更加猝不及防。历史罕见的降雨,无疑超出了郑州地铁常规排水和应急预案的能力范围。

中国人民大学公共管理学院国家安全研究中心主任、国家卫生应急体系建设指导专家王宏伟对出行一客(ID:carcaijing)表示:“应急预案不是应对非常规事件的,主要基于以往经验和未来预测。郑州暴雨过于极端,超越以往经验和未来预测,所以应急预案没有完全奏效。”

同时,王宏伟认为,事情非常复杂,要考虑的不止是应急预案,而且考验对突发事件发生规律的认识、应急资源的调度和综合的应急能力等。

前述工程师对出行一客(ID:carcaijing)说,如此大强度的降雨已经超出了一般城市的应急能力,但一些常年受到强降雨和暴风侵袭的城市,很早就使用了海绵城市的概念改变整个城市的排水系统,比如上流截洪(建造多条直径达4米的雨水排放隧道,中游蓄洪(建造蓄洪池),下游改善排水(定期维修和完善排水系统)。

“海绵城市”的概念并不新鲜,早在2012年4月,“海绵城市”就在低碳城市与区域发展科技论坛中被提出。2015年,国务院办公厅在《推进海绵城市建设的指导意见》中将“海绵城市”下了定义:采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将70%的降雨就地消纳和利用。

郑州市也在2016年称为河南省海绵城市建设试点城市,并于2018年初发布《郑州市城市总体规划(2017-2030年)(以下简称“规划”)》,提出到2020年,投入534.8亿元建设海绵城市项目。但前述隧道工程师对“规划”的评价是,项目较小,作用有限。

“规划”提出,到2020年,郑州主城区达到海绵城市建设要求的面积约占建成区总面积的22.5%。到2030年,主城区达到海绵城市建设要求的面积约占建成区总面积的88.7%。

作为河南省“海绵城市”的试点城市,郑州已经建设近五年。公开资料显示,自海绵城市建设实施以来,郑州全市共计消除易涝点125处,消除率77%,截至2020年7月,郑州市已完成项目107个,在建项目42个。那么,郑州的海绵城市建设又为何没有防止灾难发生?

公开资料显示,截至2020年7月,郑州市已完成项目107个,在建项目42个。其中郑州市中心城区已完成海绵城市建设面积达110.8平方千米。但在这次暴雨面前,郑州市的海绵城市项目仿佛全部“失灵”。

“失灵”主要原因在于这场暴雨降水量及降水强度远超规划范围。根据“规划”,城区与航空城的内涝防治设计重现期为50年一遇,其他规划区的内涝防治标准为20年一遇,海绵城市的规划区防洪标准为200年一遇。

尽管郑州市自然资源和规划局2019年公示的金水区海绵城市示范区,距离地铁隧道积水处直线距离不到4公里,仍难抵住暴雨。

▲ 郑州市金水区海绵城市示范区之一 来源:郑州市自然资源和规划局官网
▲ 郑州市金水区海绵城市示范区之一 来源:郑州市自然资源和规划局官网

前述隧道工程师告诉出行一客(ID:carcaijing),大型基建的排水系统要根据基建的重要程度、超出设计负荷的后果(包括经济损失和人员伤亡)进行风险评估,从而平衡经济考虑和安全考虑,比如隧道就通常使用50年一遇的大雨作为设计值,也就是隧道的排洪能力,超出设计负荷时就只能根据应急方案进行排水,比如用沙袋和水泵。

“为什么不设计更高的排洪能力呢?因为要考虑建造经费,越大的设计值,经费将会几何级上升,而且可能在隧道寿命完结也不会出现这样的大雨。”

下载品玩App,比99.9%的人更先知道关于「河南暴雨」的新故事

下载品玩App

比99.9%的人更先知道关于「河南暴雨」的新故事

iOS版本 Android版本
立即下载
出行一客

《财经》杂志交通工业组创建,专注交通出行领域。

取消 发布