本文就“7.20”鄭州暴雨事件，討論保護地下空間安全性的難點，參考日本及德國的工程案例，分析德國水泰和易拆卸式防洪擋板及電動防洪擋板的功效，為今后極端暴雨情況下地下空間的防護提供思路。

極端暴雨事件頻發(fā)

2021年7月20日，鄭州市發(fā)生特大暴雨，20日16時~17時，一個小時的降雨量達到了201.9mm；19日20時到20日20時，單日降雨量552.5mm。其中小時降水，單日降水均已突破自1951年鄭州建站以來60年的歷史記錄。

該暴雨事件導致了嚴重的洪澇災害，造成了嚴重的人員傷亡和財產損失。汛情發(fā)生后，各方力量馳援河南，配合當地政府全力搶險救援。特別是7月20日晚，由于雨勢過大、進水過多，鄭州地鐵5號線站內積水嚴重，500多名乘客在地鐵內被困超過3個小時。最終造成12人經搶救無效死亡、5人受傷，令人扼腕嘆息。源：《新華社》

這場特大暴雨毫無疑問，引發(fā)了全民對城市安全的思考。

其實，這并不是國內第一次地下空間遭受洪水災害的案例。北京2011年“6.23”、2012年“7.21”暴雨災害，廣州2020年“5.21”特大暴雨，均出現了地下商場、地下車庫、下沉通道等區(qū)域的內澇事件，造成了人民生命財產的威脅和損失。

近年來，隨著氣候變化的加劇，國內大規(guī)模降雨的現象顯著增多。洪水災害的防治工作越來越成為市政工作中不可或缺的一項。地下空間安全性的規(guī)劃和防護必須提上議程。

地下空間防護難點

為什么地下空間的安全性如此重要？

其實，不同于地上空間，地下空間遭受洪水災害后主要有以下幾個特征：源：《地下空間淹沒對策指南》日本國土交通省

一是疏散線路有限。當洪水倒灌進入地下空間時，地下人員疏散出口與水流入口必然重合，人員逆水流疏解時難度極大，且極易發(fā)生危險。

二是災害發(fā)生迅速、反應時間短。由于地下空間與地上空間隔絕，處在地下空間的人員對地面情況掌握較少，在主觀判斷上容易出現遲緩。一旦出現出入口被淹的情況，地下空間會迅速被淹沒。此時如果水深超過一定水平，還會存在因水壓差別造成無法開門的情況。

三是浸水停電導致各種設備停運的可能性極高。地鐵機電設備往往設在地下，浸水后電力系統(tǒng)會遭到破壞，這就會造成運行的列車停運（且位置極有可能在隧道而非站臺內）、地下空間能見度降低、自動門無法開啟、防水門無法關閉、排風換氣系統(tǒng)癱瘓而導致人員窒息等多種問題，給人員疏散帶來了極大困難。

日本經驗

在日本，根據《水防法》及《消防法》，地下空間所有者必須制定避難和防水的措施計劃，并按要求安裝擋水設施，避免水流進入地下空間，確保發(fā)生洪水時人員可以迅速逃離。一般除了在地鐵出入口設置臺階外，還會針對不同類型的地上地下連通口，常備了不同的防水措施，通過多種方式協同發(fā)揮作用。

目前常用的出入口的擋水設施有三大類：

一是可移動型，如沙袋、水袋、擋水板、片式伸縮門等，主要用于應對常規(guī)水量；

二是固定型，如固定擋水板、防水門等，其中防水門可封閉地下空間，用于阻擋較大水量；

三是防水結構體，這種結構通常和站體一體打造，幾乎可以做到完全防水。

德國水泰和防洪設備

德國水泰和防洪設備主要分為防洪擋板及閘門，適用于所有防洪工程、水利工程，在充分考慮周邊環(huán)境下，可進行臨時性或持續(xù)性防洪，已在全球范圍內被證明有效。

01.易拆卸式防洪擋板

德國水泰和防洪擋板由預制箱型防水鋁材EN-AW AlMgSi-6060 T66制成，既可以設計為固定式，也可以設計為移動式安裝。主要應用場所包括：地下空間入口處、阻隔間、河道等。

HydroBeam?系統(tǒng)中，由堆砌的鋁制空心框組成擋板，安裝在不銹鋼支撐柱之間。壩梁擋板的長度根據實際情況而定，最長可達7米。設備可以迅速搭建安裝，采用了對稱設計（比如兩側都有密封支撐架，底部密封可以插接每個壩梁），即使是未經培訓的人員也可以快速安全地搭建移動式防洪擋板。特殊的PU密封設計，不平坦的地面（落差約15mm）也可以達到密封標準，不銹鋼支撐桿承受水壓，且可以和現有景觀結合。

下圖為其一種安裝方式示意：

防洪擋板拆除后，只剩下設備基礎，不影響日常任何其他功能需求。

02.電動防洪擋板

同時，也可以在地下空間入口處設置電動式防洪擋板，不需要人工操作，通過電機或液壓驅動短時間內自動上升，不占用其他空間，適應于新老建筑。同時能夠和預警系統(tǒng)聯動，自動運行、自動報警。

03.易拆卸式管道疊梁閘

除了在一般地下空間內，在管道內也可以設置德國水泰和易拆卸式管道疊梁閘，控制管道斷面過流，也可以抵抗回水。設備表面可以加贈覆蓋防爆涂層或抗化學腐蝕的涂層，以減少長期污水侵蝕的影響。疊梁閘門也可設計為管道的形狀。

根據不同的工況，疊梁閘在管道內可以有如下不同的安裝方式：在墻體內部、墻體前側、墻體后側；兩側導軌導向架密封。

04.防洪閘門

在有河湖水倒灌風險的管道排水口處，也應該設置防洪閘門，以保證在極端暴雨情況下不會發(fā)生河湖水倒灌進入管網系統(tǒng)的事件。

防洪閘門可以設置為鉸鏈在上，下方開啟的形式，如上圖。也可以設置為鉸鏈在下，上方開啟的形式，如下圖。

目前，這些設備在中國市場已由水泰和的中國合資企業(yè)——汩鴻環(huán)保全權生產制造。在保證產品德國精工品質的同時，汩鴻環(huán)保還進行了研發(fā)升級，以便更加適合中國城市的防洪和水利工程。

隨著氣候變化，極端天氣頻發(fā)出現，全球范圍內都面臨著相似的問題。城市水基礎設施及極端雨洪事件的應對，必須作為日后的建設重點。一方面，在城市規(guī)劃和開發(fā)建設中，給水留出足夠的空間修復自然水生態(tài)空間，結合海綿城市、泵站調蓄等措施，提升城市排水防澇能力；另一方面，面對極端暴雨情況，啟動應急預案、綜合地面行泄等方式，才能保證人民群眾的生命財產安全，合理采用不同工藝的防洪擋板、防洪閘門等，確保地下空間的安全性，減少災害損失。

>>參考文獻

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

地下空間淹沒對策指南，日本國土交通省。

瞭望東方——《韌性城市》——王家卓

洞見城市交通——《他山之石——從日本地鐵的防汛經驗中我們能學到什么》

新華社新聞——河南鄭州“7·20”特大暴雨災害

關鍵詞： 汩鴻 環(huán)保 蔡晙 極端