地铁土建设施受天气因素的影响分析

地铁土建设施受天气因素的影响分析

李仓

中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司河南洛阳471000

摘要：随着城市化的不断推进，以地铁为主的高密度、大容量的城市快速轨道交通系统也得到迅猛发展，地铁土建设施的安全问题也愈加突出。其中天气因素对地铁交通而言属于城市抗灾问题研究的一部分，严重影响地铁的正常运营。本文结合某市地铁1号线为例，对地铁土建设施受主要天气因素类型影响进行分析，并提出相应完善措施，以期能对相关人士提供参考。

关键词：地铁；土建设施；天气因素；影响；风险因素

1.引言

随着我国社会经济的高速发展，城市规模和人口快速扩张，交通需求与供给矛盾日益突出，以地铁为主轨道交通系统在城市交通体系中处于骨干地位巳经是无须争辩的事实，有效的缓解了城市出行拥堵情况。然而在当前全球气候变暖、城市化效应等大环境下，地铁在受到台风、暴雨、极端降雨等天气因素影响时，露天环境条件下的地铁土建设施会改变原有的工作状态。假设不能及时的进行处理，对于列车的正常运营以及乘客的人身安全都存在威胁，甚至可能导致整个城市社会功能与区域经济的瘫痰。因此，地铁土建设施受天气因素的影响分析具有很强的现实意义。

2.天气因素常见类型

2.1大风天气的危害

风是跟地面大致平行的空气流动因冷热气压分布不均匀而产生的空气流动现象。当风速和风力超过一定限度时，就会给地铁交通系统造成影响，甚至是破坏。地铁地面线与高架线受大风天气影响最为严重，具体表现如下：将线路保护区外的彩钢板房临时建筑、广告牌、周围的树木等吹折吹进轨行区，对地铁轨道运行安全产生严重威胁。将地铁交通运营设备吹折或吹断，损坏地铁土建设施。风蚀路基，在暴雨天气的共同作用下导致路基失稳，严重的产生路基塌方。将高架车站的屋顶刮起掀翻。

2.2雨天天气的危害

受雨天影响最大的地铁工程是地下线和地面线的路堑段。地下或地表水在渗透进入地铁车站和区间隧道后会致使建筑材料受潮霉变，通讯、信号等元器件侵水失灵，从而导致事故的发生。在路堑边坡较陡区域或路基且并无物品支撑时，路基土遇积水软化，边坡土的自身重量所形成的剪切力将超过粘结力与摩擦力。如果遇到暴雨天气，对路基、路堑实体长时间的侵蚀冲刷，路基体的整体性遭受破，其下部结构受到剪切破坏，上部结构也会随着坍塌。地上暴雨过后大量积水很容易向隧道及地铁车站等半封闭性地下空间，在地铁土建设施空间中最为薄弱且危险性极高。遭遇强降雨、暴雨等极端降雨天气时，如果不能及时有效的采取相关手段，阻止雨水向地下空间渗透，那么相较于城市的其他地表地区水淹区域的上升速度会快速增长。

2.3雪灾天气

土建设施地下线露天部分、地面线路堑段以及地铁的高架线受雪天影响最大。积雪可将地铁交通保护区范围周边既有建筑压塌，导致侵限，使其落入轨行区，将地铁行车中断。信号机被冰雪遮挡覆盖而无法识别，导致减速甚至停车。轮对和钢轨之间形成水润滑，降低摩擦阻力，地铁列车重新起动困难，在长大坡段上行困难，很容导致停车、晚点等情况，对交通造成阻碍。积雪的重压会导致建筑裂缝，融化后的雪水渗入电气设备，侵蚀电路造成短路。此外融雪渗入后受冻很容易形成地表冰及冰溜，侵占线路空间，损坏造成地铁土建设施结构，对于地下隧道的结构及行车安全都带来了严重的威胁。暴雪天气往往还会伴随着大面积的降温，衍生冰冻灾害。例如地铁线路积雪融化后，如果不能及时将雪水排净，气温降低后道岔部位冻结，道岔尖轨也很难完全的关闭。

3.天气因素对地铁土建设施影响的应对措施

3.1大风天气应对措施

防风设备设置是应对地铁土建大风天气情况常见手段。其中多孔屏障是防风设备主要应用形式。多孔屏障是高架桥上防侧风屏障设置的主要形式，多孔屏障的各叶片的小孔，均呈规律分布，且间隔排列并嵌入支撑管中。支撑管设置桥梁面板的外侧，通过锚栓在混凝土固定中。在发挥防风作用的同时，还能欣赏列车外部景观。详情如如下图1所示。

图1多孔屏障

此外，还可在距离线路保护区合理区域内，栽密集种如松树等生长期较慢的针叶树种，在防止高层建筑密集排布可能形成的狭管效应的同时减弱侧风，对于城市绿化也起着积极地作用。

3.2雨灾天气应对措施

（1）排水设施连通市政管网

地铁线路偏远区域，由于客流量相对较小，很多区间、线路往往会采用了分时段修建的行式，这也造成了城市的市政管网与线路排水设施难以连接的局面，污水及雨水难以排出。针对上述线路，通过建设临时排水沟来连接市政设施，将集水池容积扩大，可有效解决污水排放的问题。

（2）车站出入口防淹设施改造

车站出入口的室外地面通常情况下会设置一至两道横截排水沟，以此来对室外地坪流向车站的雨水进行收集，并将其想室外雨水井直接排放。也可将外界环境地平与出入口地面与的高度差适当增大，以免出现周边地平高程高于地铁车站出入口的情况。

（3）路基的边坡防护

针对边坡陡峭且植物不易生长的情况，可通过三合土捶面、护墙、砌石护坡修筑等措施进行防护。为提高种草效果可釆用草籽掺化肥和塑料薄膜法；对易生长植物的边坡可通过灌木栽种、、铺草皮以及种草籽的措施进行防护。

（4）设置止水闽，同时增加雨水集水池的有效容积。

高架桥上设阻水条；在集水池周边设置多道横截排水沟，发挥集水池的作用，加速雨水向集水池汇集速度；设置排水沟；排水区如果存在坡度，可以在排水口设置一条阻水条，这样一来，雨水就会自动流入该区域排水口。确保各排水立管均能达到设计流量标准，降低排水立管下游的负担，示意图见下图2

图2阻水条

3.3雪灾天气应对措施

除雪措施：①人工除雪：铁铲铲雪；②化学除雪：液体解冻剂、尿素、岩盐解冻法；③热除雪：红外线照射，道岔电热式融雪设备，道岔热风式融雪设备；④机械除雪：道口压雪处理装置，侧雪处理机；除雪车，轨道碎冰机，旋转式扫雪机车。

阻雪措施；设置雨雪棚、防雪林以及防雪栅栏，其原理在于通过阻挡风雪流，将其运行速度降低，这也使的雪粒很难落入轨行区。

3.4法律、法规的完善

为了完善我国地铁交通应对自然天气灾害的法律体系，使我国的气候灾害管理走上法治的道路。首先应以《中华人民共和国突发事件应对法》为依据，建立起与之想配套的行政法律体系，强化地铁交通气候灾害防御体系法规。此外，还可针对地铁土建设施设备的薄弱环节，有针对性的制定相应的气候灾害专门法。通过上述法律法规明确管理内容和原则，对灾害管理的各项细则通过法律的形式做出统一规定。完善保护区立法，明确执法主体，加强保护区监管及早建立地铁运营及沿线保护区相关的法律法规，做到有法必依，执法必严和违法必究。

4.结束语

地铁属于城市公益性服务行业，主要服务于广大普通人民群众，所以安全运行是其永恒的服务宗旨。然而由于地铁系统中车站与土建县大多位于高架桥及地下，客流量大、结构封闭，疏散困难，如果有事故发生将很难控制和实施救援，造成难以估量的损失。为了有效应对地铁日常运营时可能遇到的各种天气灾害事件，需要在对地铁土建设施做安全风险评价的同时，制定出相应的应对措施标准，保障铁路运行安全。

参考文献：

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