汩鸿环保蔡晙雯：极端暴雨情况下，地下空间如何防护？

本文就“7.20”郑州暴雨事件，讨论保护地下空间安全性的难点，参考日本及德国的工程案例，分析德国水泰和易拆卸式防洪挡板及电动防洪挡板的功效，为今后极端暴雨情况下地下空间的防护提供思路。

极端暴雨事件频发

2021年7月20日，郑州市发生特大暴雨，20日16时~17时，一个小时的降雨量达到了201.9mm；19日20时到20日20时，单日降雨量552.5mm。其中小时降水，单日降水均已突破自1951年郑州建站以来60年的历史记录。

该暴雨事件导致了严重的洪涝灾害，造成了严重的人员伤亡和财产损失。汛情发生后，各方力量驰援河南，配合当地政府全力抢险救援。特别是7月20日晚，由于雨势过大、进水过多，郑州地铁5号线站内积水严重，500多名乘客在地铁内被困超过3个小时。最终造成12人经抢救无效死亡、5人受伤，令人扼腕叹息。源：《新华社》

这场特大暴雨毫无疑问，引发了全民对城市安全的思考。

其实，这并不是国内第一次地下空间遭受洪水灾害的案例。北京2011年“6.23”、2012年“7.21”暴雨灾害，广州2020年“5.21”特大暴雨，均出现了地下商场、地下车库、下沉通道等区域的内涝事件，造成了人民生命财产的威胁和损失。

近年来，随着气候变化的加剧，国内大规模降雨的现象显著增多。洪水灾害的防治工作越来越成为市政工作中不可或缺的一项。地下空间安全性的规划和防护必须提上议程。

地下空间防护难点

为什么地下空间的安全性如此重要？

其实，不同于地上空间，地下空间遭受洪水灾害后主要有以下几个特征：源：《地下空间淹没对策指南》日本国土交通省

一是疏散线路有限。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必然重合，人员逆水流疏解时难度极大，且极易发生危险。

二是灾害发生迅速、反应时间短。由于地下空间与地上空间隔绝，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。此时如果水深超过一定水平，还会存在因水压差别造成无法开门的情况。

三是浸水停电导致各种设备停运的可能性极高。地铁机电设备往往设在地下，浸水后电力系统会遭到破坏，这就会造成运行的列车停运（且位置极有可能在隧道而非站台内）、地下空间能见度降低、自动门无法开启、防水门无法关闭、排风换气系统瘫痪而导致人员窒息等多种问题，给人员疏散带来了极大困难。

日本经验

在日本，根据《水防法》及《消防法》，地下空间所有者必须制定避难和防水的措施计划，并按要求安装挡水设施，避免水流进入地下空间，确保发生洪水时人员可以迅速逃离。一般除了在地铁出入口设置台阶外，还会针对不同类型的地上地下连通口，常备了不同的防水措施，通过多种方式协同发挥作用。

目前常用的出入口的挡水设施有三大类：

一是可移动型，如沙袋、水袋、挡水板、片式伸缩门等，主要用于应对常规水量；

二是固定型，如固定挡水板、防水门等，其中防水门可封闭地下空间，用于阻挡较大水量；

三是防水结构体，这种结构通常和站体一体打造，几乎可以做到完全防水。

德国水泰和防洪设备

德国水泰和防洪设备主要分为防洪挡板及闸门，适用于所有防洪工程、水利工程，在充分考虑周边环境下，可进行临时性或持续性防洪，已在全球范围内被证明有效。

01.易拆卸式防洪挡板

德国水泰和防洪挡板由预制箱型防水铝材EN-AW AlMgSi-6060 T66制成，既可以设计为固定式，也可以设计为移动式安装。主要应用场所包括：地下空间入口处、阻隔间、河道等。

HydroBeam®系统中，由堆砌的铝制空心框组成挡板，安装在不锈钢支撑柱之间。坝梁挡板的长度根据实际情况而定，最长可达7米。设备可以迅速搭建安装，采用了对称设计（比如两侧都有密封支撑架，底部密封可以插接每个坝梁），即使是未经培训的人员也可以快速安全地搭建移动式防洪挡板。特殊的PU密封设计，不平坦的地面（落差约15mm）也可以达到密封标准，不锈钢支撑杆承受水压，且可以和现有景观结合。

下图为其一种安装方式示意：

防洪挡板拆除后，只剩下设备基础，不影响日常任何其他功能需求。

02.电动防洪挡板

同时，也可以在地下空间入口处设置电动式防洪挡板，不需要人工操作，通过电机或液压驱动短时间内自动上升，不占用其他空间，适应于新老建筑。同时能够和预警系统联动，自动运行、自动报警。

03.易拆卸式管道叠梁闸

除了在一般地下空间内，在管道内也可以设置德国水泰和易拆卸式管道叠梁闸，控制管道断面过流，也可以抵抗回水。设备表面可以加赠覆盖防爆涂层或抗化学腐蚀的涂层，以减少长期污水侵蚀的影响。叠梁闸门也可设计为管道的形状。

根据不同的工况，叠梁闸在管道内可以有如下不同的安装方式：在墙体内部、墙体前侧、墙体后侧；两侧导轨导向架密封。

04.防洪闸门

在有河湖水倒灌风险的管道排水口处，也应该设置防洪闸门，以保证在极端暴雨情况下不会发生河湖水倒灌进入管网系统的事件。

防洪闸门可以设置为铰链在上，下方开启的形式，如上图。也可以设置为铰链在下，上方开启的形式，如下图。

目前，这些设备在中国市场已由水泰和的中国合资企业——汩鸿环保全权生产制造。在保证产品德国精工品质的同时，汩鸿环保还进行了研发升级，以便更加适合中国城市的防洪和水利工程。

随着气候变化，极端天气频发出现，全球范围内都面临着相似的问题。城市水基础设施及极端雨洪事件的应对，必须作为日后的建设重点。一方面，在城市规划和开发建设中，给水留出足够的空间修复自然水生态空间，结合海绵城市、泵站调蓄等措施，提升城市排水防涝能力；另一方面，面对极端暴雨情况，启动应急预案、综合地面行泄等方式，才能保证人民群众的生命财产安全，合理采用不同工艺的防洪挡板、防洪闸门等，确保地下空间的安全性，减少灾害损失。

>>参考文献

https://www.bmbf.de/de/wasser-n---forschung-und-innovation-fuer-nachhaltigkeit-10281.html

地下空间淹没对策指南，日本国土交通省。

瞭望东方——《韧性城市》——王家卓

洞见城市交通——《他山之石——从日本地铁的防汛经验中我们能学到什么》

新华社新闻——河南郑州“7·20”特大暴雨灾害

编辑：赵凡