直擊河南暴雨 | 暴雨倒灌致12人死亡,鄭州地鐵何以至此?_風聞
出行一客-《财经》杂志交通工业组官方账号-《财经》杂志交通工业组创建,专注交通出行领域新闻2021-07-21 21:02
入口防進水、站內靠排水,地鐵防汛兩道防線在歷史罕見的暴雨前失守。
文 | 王靜儀 戚展寧 郭宇 劉東峯
編輯 | 施智梁
7月20日,一場歷史罕見的暴雨落在鄭州,雨水倒灌入地鐵地下隧道和車廂,一列車迫停隧道,造成12人死亡,鄭州地鐵全網停運。
鄭州市委宣傳部通報,此次強降雨造成鄭州地鐵5號線五龍口停車場及其周邊區域發生嚴重積水現象,7月20日18時許,積水沖垮出入場線擋水牆進入正線區間,造成鄭州地鐵5號線列車在海灘寺街站和沙口路站隧道停運。
7月20日18時10分,鄭州地鐵下達全線網停運指令。同時組織力量疏散羣眾,共疏散羣眾500餘人,其中12人經搶救無效死亡、5人受傷,死傷者已送醫。
“鄭州此次如此大強度的降雨,已經超出了一般城市的應急能力。”一位隧道工程師告訴出行一客(ID:carcaijing),設計隧道時通常將50年一遇的大雨作為設計值,這個值會成為隧道排洪的能力,超出這個值,隧道會水浸。為什麼不將百年一遇的大雨作為設計值?除了安全性,也要考慮隧道建造經費,越大的設計值,經費將會幾何級上升,而且可能在隧道壽命完結時也不會出現這樣的大雨。
鄭州市氣象局統計,7月17日20時到7月20日20時,三日降雨量617.1mm,接近平均全年降雨量;其中7月20日16時-17時,一個小時的降雨量達到了201.9mm。
“三天降水量大其實未必最嚴重,關鍵是幾個小時內的降水量高導致汛情嚴重。”一位研究城市內澇監測預警預報系統的學者向出行一客(ID:carcaijing)解釋道,由於此次鄭州暴雨是颱風雨,颱風軌跡不確定,因此天氣預報、降水預報較難預測。
當暴雨落入繁忙的地鐵線,災難發生。鄭州市軌道交通5號線於2019年5月20日正式開通,里程40.7㎞,是當地最長的線路,日客流量約50萬,也是最忙碌的線路之一。
根據當地媒體大河報的報道,5號線被很多人稱為“健康線、生命線 “,因為32個站點中有6個挨着醫院,分別是鄭州人民醫院、省人民醫院、兒童醫院、省骨科醫院、市第二人民醫院、市中心醫院。截至2021年5月19日,5號線累計運營約894萬公里,累計運客2.48億人次。
事發第二天的7月21日,交通運輸部印發緊急通知,要求運營單位要充分汲取近期發生的雨水倒灌事件教訓,進一步調整完善應急預案,對超設計暴雨強度等非常規情況下采取停運列車,疏散乘客,關閉車站等應急措施。
第一道防線:入口防進水
根據微博@鄭州發佈的消息,發生積水的隧道段在鄭州地鐵5號線海灘寺站和沙口站之間。
▲ 事發地段
整理者:劉東峯
除了當天的極端暴雨天氣,該隧道段地勢低窪也是造成積水的重要原因。公開信息顯示,海灘寺站與沙口站間的隧道位於鄭州北站附近,地鐵從兩條火車軌道下方穿過。鄭州北站落成時間早,位置不高,後來修建的地鐵要從下方穿過就要挖得更低。另外,地鐵車廂在緊急停車時位於兩站中間,地勢又比站台更低。
前述研究城市內澇監測預警預報的學者告訴出行一客(ID:carcaijing),進水是從地鐵進出口處,所以建設選址時就會選擇地勢較高的位置,遇到暴雨天氣,地鐵站一般會從進出口處開始防水,通過放置沙袋、打開防汛鋼閘門,高度到1米左右就不容易進水。“鄭州的暴雨來得太急、太快,工作人員未必來得及放置防汛設備,水進入隧道以後,就只能通過自身的排水系統和應急抽水泵排了。”
如果隧道的一頭或者兩頭有出口與陸地相連,積水還能通過兩端排出。但鄭州地鐵5號線是一條環線,無法從端口排水,只能依靠自身排水系統。
地鐵站一般分為地下站、地面站和高架站,其中地下站是地鐵防汛工作的重中之重。不僅要防止無頂棚或頂棚漏水的出入口,也要防止站外積水較多沒過出入口台階,即出現雨水倒灌進入車站的情況。
不止是5號線,施工中的地鐵也出現湧水險情。7月20日,鄭州在建地鐵12號線龍子湖地鐵站周邊發生道路坍塌,道路坍塌造成市政自來水、雨水管道斷裂,道路積水及自來水湧入施工基坑,施工單位人員全部安全撤離,無人員傷亡。鄭州地鐵集團有限公司發佈的公告顯示上述信息。
公開信息顯示,鄭州地鐵在7月20日早高峯時段已啓動防汛應急預案、惡劣氣象應急預案。措施包括組織客運、車輛、供建等應急搶險隊伍駐守車站和相關安全關鍵點,並安排專業技術人員加大對車站內外的巡視力度;線網各車站配備充足的沙袋、防水膨脹袋、防淹擋板、移動排水泵等專用防汛物資和器具,全力做好應對暴雨天氣的各項準備工作等。
地鐵站作為開放入口,通過加高阻攔物等物理措施以防止雨水進入是防汛重點。比如石家莊地鐵北國商城站站長郭風以該地舉例,地鐵站地面出入口台階高60釐米,加上便道80釐米左右,上面還可以隨時增設55釐米的防淹擋板和水泥沙袋,阻止雨水進入地鐵站。
據出行一客(ID:carcaijing)統計,從7月20日15時40分起的三小時內,鄭州地鐵官方微博共發佈了21條有關地鐵站出入口臨時關閉的通知微博。
天津市地下鐵道運營有限公司的陳波在《地鐵車站防汛工作措施探討》一文中指出,地下站是防汛工作最薄弱的環節,需要重點關注出入口(特別是結建出入口)、緊急疏散通道、風亭、風井、電梯地面出口等部位,雨水容易從這些部位倒灌近車站。
事發前的7月20日16時-17時,根據鄭州市氣象局統計,一個小時的降雨量達到了201.9mm,是鄭州全年降水量的三分之一。自7月20日17時起,鄭州市防汛指揮部將防汛Ⅱ級應急響應提升至I級。
第二道防線:站內靠排水
防止雨水進入站內是第一道防線,站內排水措施是第二道防線。
郭風介紹,一般而言,地下車站四周設有離壁溝,會把雨水彙集到整個車站的廢水泵房,廢水泵房裏有可以自動啓動的水泵,裏面水位達到一定程度後,會自動啓動排水,保證車站不儲存積水。地鐵的水最終都排到市政管網。
“只能説雨太大了,”一位中鐵隧道局負責高鐵地鐵施工的員工告訴出行一客(ID:carcaijing),地鐵的防汛設計主要由地鐵出入口的防水板、集水坑、地下站廳的地漏、隧道內的抽水泵房等組成。地鐵進水之後會流到排水溝集中排出去。但地鐵內當時沒有電,有電的話,通過水泵排水也會好排一點,只能説雨太大了。
暴雨倒灌近地鐵站的情況,此前也有發生。2012年7月21日,北京特大暴雨造成79人死亡。其中,5條地鐵運營線路的12個站口因漏水或進水等臨時關閉,機場線東直門至T3航站口段停運。2016年6月3日,廣西南寧遭遇持續暴雨天氣,由於短時間內江水來量巨大,大量雨水倒灌進入尚未完工的百花嶺地鐵站,站內內澇嚴重,站內成為“地下河”。
地鐵進水會帶來多種風險,包括硬件損壞、觸電和密閉缺氧。上述隧道工程師對出行一客(ID:carcaijing)解釋,地鐵進水時列車和站內設施都會因泡水損壞,站內還有各種供電系統,如果來不及切斷可能造成人員觸電。而地鐵站一旦切斷供電,站內的通風系統未必能夠正常運作,部分隧道通風靠列車運行帶動正負壓由通風樓抽排空氣,斷電後站內、隧道內便會變成密閉空間,氧氣濃度降低使內部人員缺氧。同時,水位過高造成的水壓會令人員呼吸困難,人員還有可能因為水冷而失温。
根據交通運輸部在2019年印發的《城市軌道交通行車組織管理辦法》第三十二條,因降雨、內澇等造成車站進水,嚴重影響客運服務的,行車調度人員可根據車站申請發佈封站命令,組織列車越站。線路積水超過軌面時,列車不得通過。
事發第二天的7月21日,交通運輸部緊急下發通知,要求從排查安全隱患、調整應急預案、強化應急處置等方面,做好城市軌道交通防汛工作。
具體而言,重點排查地勢低窪車站、過渡段、長大區間等重點區域排水設備設施的能力,能力不足的,要及時補強;排查排水管道與周邊市政管網的聯通情況,尚未連接或聯通不暢的,要及時報告相關部門處理;排查在建線路與既有線路連接處的封堵情況,防止雨水通過在建線路倒灌車站區間;加強地面高架線路沿線邊坡檢查,對土質疏鬆、堆土滑坡等風險採取針對性措施;及時核查沙袋、擋水板、排水泵等應急物資種類和數量,補齊補足補強相應設備設施。
為表對7.20重大災害罹難者的沉重哀悼,7月21日,鄭州地鐵的官方網站色調變為黑白兩色。
暴雨之大,大過應急能力
就地鐵隧道而言,自身排洪能力通常只足以應付兩三百年一遇的大雨。“廣州的地鐵通常能防兩三百年一遇的大雨,部分達到五百年,深圳則規劃到2025年能防3小時內200毫米的降水。鄭州這次遇到的暴雨,比深圳2025年規劃的標準還高”。前述研究城市內澇監測預警預報的學者對出行一客(ID:carcaijing)説。
這還是在年平均降水量1300-2500毫米的珠三角地區,而在年平均降水量只有600多毫米的鄭州,暴雨天氣來得更加猝不及防。歷史罕見的降雨,無疑超出了鄭州地鐵常規排水和應急預案的能力範圍。
中國人民大學公共管理學院國家安全研究中心主任、國家衞生應急體系建設指導專家王宏偉對出行一客(ID:carcaijing)表示:“應急預案不是應對非常規事件的,主要基於以往經驗和未來預測。鄭州暴雨過於極端,超越以往經驗和未來預測,所以應急預案沒有完全奏效。”
同時,王宏偉認為,事情非常複雜,要考慮的不止是應急預案,而且考驗對突發事件發生規律的認識、應急資源的調度和綜合的應急能力等。
前述工程師對出行一客(ID:carcaijing)説,如此大強度的降雨已經超出了一般城市的應急能力,但一些常年受到強降雨和暴風侵襲的城市,很早就使用了海綿城市的概念改變整個城市的排水系統,比如上流截洪(建造多條直徑達4米的雨水排放隧道,中游蓄洪(建造蓄洪池),下游改善排水(定期維修和完善排水系統)。
“海綿城市”的概念並不新鮮,早在2012年4月,“海綿城市”就在低碳城市與區域發展科技論壇中被提出。2015年,國務院辦公廳在《推進海綿城市建設的指導意見》中將“海綿城市”下了定義:採用滲、滯、蓄、淨、用、排等措施,將70%的降雨就地消納和利用。
鄭州市也在2016年稱為河南省海綿城市建設試點城市,並於2018年初發布《鄭州市城市總體規劃(2017-2030年)(以下簡稱“規劃”)》,提出到2020年,投入534.8億元建設海綿城市項目。但前述隧道工程師對“規劃”的評價是,項目較小,作用有限。
“規劃”提出,到2020年,鄭州主城區達到海綿城市建設要求的面積約佔建成區總面積的22.5%。到2030年,主城區達到海綿城市建設要求的面積約佔建成區總面積的88.7%。
作為河南省“海綿城市”的試點城市,鄭州已經建設近五年。公開資料顯示,自海綿城市建設實施以來,鄭州全市共計消除易澇點125處,消除率77%,截至2020年7月,鄭州市已完成項目107個,在建項目42個。那麼,鄭州的海綿城市建設又為何沒有防止災難發生?
公開資料顯示,截至2020年7月,鄭州市已完成項目107個,在建項目42個。其中鄭州市中心城區已完成海綿城市建設面積達110.8平方千米。但在這次暴雨面前,鄭州市的海綿城市項目彷彿全部“失靈”。
“失靈”主要原因在於這場暴雨降水量及降水強度遠超規劃範圍。根據“規劃”,城區與航空城的內澇防治設計重現期為50年一遇,其他規劃區的內澇防治標準為20年一遇,海綿城市的規劃區防洪標準為200年一遇。
儘管鄭州市自然資源和規劃局2019年公示的金水區海綿城市示範區,距離地鐵隧道積水處直線距離不到4公里,仍難抵住暴雨。
▲ 鄭州市金水區海綿城市示範區之一
來源:鄭州市自然資源和規劃局官網
前述隧道工程師告訴出行一客(ID:carcaijing),大型基建的排水系統要根據基建的重要程度、超出設計負荷的後果(包括經濟損失和人員傷亡)進行風險評估,從而平衡經濟考慮和安全考慮,比如隧道就通常使用50年一遇的大雨作為設計值,也就是隧道的排洪能力,超出設計負荷時就只能根據應急方案進行排水,比如用沙袋和水泵。
“為什麼不設計更高的排洪能力呢?因為要考慮建造經費,越大的設計值,經費將會幾何級上升,而且可能在隧道壽命完結也不會出現這樣的大雨。”