京广路隧道成郑州“最痛的伤”:一条安全的城市隧道,应如何建造?

  一场极端的暴雨让河南经历前所未有的考验。截至7月23日19时,据河南省应急管理厅消息,目前已造成河南全省757.9万人受灾,因灾遇难56人,失踪5人,倒塌房屋3830户9943间,直接经济损失超600亿元。

  另据北京青年报报道,7月24日,经过应急管理部工程救援中心(中国安能)救援人员持续抢险,京广路段淮河路隧道实现双向贯通见底。据悉,该隧道21日晚20时开始抽排,经50多个小时连续抢险,总抽排量近30余万方后,实现贯通见底。目前,京广路段淮河路口隧道清淤后具备通车条件。

  

  郑州降罕见特大暴雨,贯穿郑州市中心的交通要道京广北路隧道涨水之快,上百辆车被淹,已发现有人遇难。原本是一条条便民的道路,为何却在极端暴雨中成了被困“孤岛”?类似京广路隧道在暴雨中被淹的痛能否避免?一条合格的城市隧道,应该怎样建造?

  红星新闻记者针对隧道防洪排涝等问题,采访权威专家及相关从业人员,试图整理出一条安全城市隧道建造的清晰逻辑。而中设设计集团隧道专业副总工程师占学钊表示,按照市政及地铁隧道排水系统的基本设计理念,只能做到“防住可防的水”,在超过设计标准的极端特殊情况下,即使增强排水能力,外部管网也没有能力承担。极端天气下,应当采取的应急管理措施更应以避险为主,及时进行人口和车辆的疏散,而非致力于隧道防洪排涝和抢险能力做到极致。

  京广北路隧道,全郑州积水最严重处

  经50多个小时连续抢险,总抽排量近30余万方

  时至今日,郑州京广北路隧道仍未完成抽排水作业。7月23日,来自河南省应急管理厅消息称,目前隧道内仍有大量积水,且已确认有人员遇难,具体人数仍在核实之中。

  京广路隧道并非只是一条小型隧道,而是贯穿郑州南北的京广路上多个隧道的统称。从郑州地图上看,京广路北起中原东路,南到长江路,其中既有高架桥,又有隧道,是郑州市内南北交通的枢纽之地。

  受灾严重的京广路隧道同样有着超长的体量,仅从中原路到南三环的一段长度约6.5公里的道路上,就包括了三条隧道:从中原路到淮河路的京广北路隧道,从政通路到南三环的京广南路隧道,以及淮河路隧道。

  本次受灾最严重的是京广北路隧道,其内部积水最深处达到13米左右。据北京青年报报道,7月24日,经过应急管理部工程救援中心(中国安能)救援人员持续抢险,京广路段淮河路隧道实现双向贯通见底。据悉,该隧道21日晚20时开始抽排,经50多个小时连续抢险,总抽排量近30余万方后,实现贯通见底。

  目前,京广路段淮河路口隧道清淤后具备通车条件。

  中国安能集团负责了整个京广线的排水救援工作。从7月21日晚7时许到现在,安能集团已从南宁、武汉、重庆、常州、唐山、合肥6个应急救援基地抽调157人、22台大型抽水装备抵达救援现场。

  红星新闻记者查阅一篇由郑州市市政勘测设计研究院此前发表的论文《郑州市京广北路隧道设计综述》了解到,京广北路隧道是一条贯穿郑州南北的京广快速路要道,距郑州火车站西广场仅300米,于2012年4月28日竣工通车。隧道全长1835米,其中暗埋段(陇海路~中原路)长度1360米,敞开段长度475米。隧道净空限高4.5米,顶部预留1.5米高的拱形空间,供布置灯具、射流风机等机电设备。

  这条联通郑州南北,体量相当的隧道,成了本次洪灾中,这座城市“最痛的伤”……

  京广路隧道瞬间被淹的真实原因?

  专家:提升防洪排水能力,这条隧道也难逃被淹命运

  京广路隧道浸没在了洪水之中。这背后是否存在建造上排洪能力设计的缺失,又或者出现了排洪不及时的人为因素?

  “极端天气里被淹没,我认为不能轻易得出京广路隧道的建造在设计上存在排洪漏洞的结论。”中设设计集团隧道专业副总工程师占学钊在接受红星新闻采访时明确提出:雨水太大的情况下,无论一条隧道怎样去设计,其实都无法避免京广路隧道被淹现状的发生。

  事实上,京广隧道的防洪排涝问题在建设之初,其实就已经受到了相当重视。

  根据郑州市市政工程勘测设计研究院在2011年发表的论文《城市交通隧道防洪排涝问题初步探讨》,其中明确指出:由于该隧道距离长,埋深大,隧道内配置大量监控、通风、消防等设备,一旦大量雨水进入隧道,将不仅像一般的下穿立交积水一样,造成交通断行,机动车辆熄火、被淹,而且有可能造成重大经济损失,危及人民群众生命安全。

  同时,该论文也分析了隧道防洪排涝方面可能存在的隐患,包括地面道路积水超过进出隧道出入口匝道反坡高度进入隧道、周边河水倒灌等潜在危机。

  

  为应对可能存在的风险,论文中介绍称,京广路隧道工程雨水排放系统包括地面雨水系统和隧道内雨水排放设施两部。其中,地面雨水系统主要负责大学路以西京广路沿线约2.78km2范围的地面雨水排放;而隧道内雨水排放设施主要负责隧道露天出入口及敞口段雨水的排放。

  与此同时,为防止隧道进水,京广路隧道内还专门设置防水驼峰,以阻止外部雨水进入隧道、以及设置直接排入河道的压力管等。

  此外,前述论文中还提到,京广路隧道沿线共设置2座雨水泵站,1号泵站位于隧道最低点附近,2号泵站则位于隧道北入口附近,雨水经泵站抽升后,可直接通过压力管道向北排入金水河。

  自2012年竣工通车的京广路隧道,在过去几年里也经过多次维护整修。根据郑州市城市隧道综合管理养护中心发表的《京广南路隧道雨水泵房功能优化技术改造》一文,其中提到,2015年,京广南路隧道出现过20厘米的积水,在改造前,排水泵会出现停止工作的情况:超声波液位计受外界干扰,误启误停。

  在雨水泵房改造项目实施后,2016年,在郑州城区多处积水的情况下,隧道无一处因设备原因出现积水。另据郑州市城市管理局官网转载的相关报道,到2021年1月份,京广快速路前述隧道也开始了为期半年的施工大修,大修范围中也同样包括了排水设施。“可是郑州极端暴雨的情况,的确超出了一般隧道防洪防涝的标准。”占学钊告诉红星新闻记者,由于郑州本次极端暴雨的雨量大,时间集中,因此即便有再强的排水系统,也很难与此抗衡。

  另一方面,占学钊补充,京广路隧道内的积水实际已没有区域可供洪水外泄。他表示,通常情况下,京广路隧道的积水会排向金水河为主的城市周边河道,但暴雨已经导致河道水位上涨。“外部的河水尚且有待外排,所以即便提高了排洪能力,隧道的水也无法再排入水位已经高涨的河道之中了。”

  建立隧道积水自动拦截系统,悲剧能否避免?

  专家:系统在极端天气下,能发挥的作用不大

  千方百计提高隧道积水拦截和排洪能力,是大多数城市眼下正在尝试的目标。作为常现台风天的广州,便率先尝试了“黑科技”。

  红星新闻记者从广州市黄埔区住房和城乡建设局官网了解到,去年7月,黄浦区首个隧道积水自动拦截系统正式上线,且已在全区19个下沉式隧道全部安装该系统。

  根据官网内容,该系统的其中一大功能,即以积水点为中心,通过电子水尺、超声波传感器等设备对积水点进行实时水位、现场图像等要素进行24小时不间断的监测,建立集监测、预警、警告于一体的隧道积水自动拦截系统。

  

  如当隧道水位到达10厘米时,系统就将启动一级响应,隧道入口处警示指示灯亮起,广播语音及LED信息情报板将提示车辆绕行;当隧道水位到达27厘米时,启动二级响应,隧道入口禁行指示灯亮起,LED信息情报板提示车辆禁行,声光报警器拉响,双向车辆拦截系统启动,道闸关闭。

  面对这样的“黑科技”系统,舆论中有不少声音提出,如果京广路隧道也具有这样的积水自动拦截能力,是否悲剧就能避免?

  对此,占学钊告诉红星新闻记者:“这样的系统更常见于多暴雨天的城市,但对于类似河南这样发生洪涝灾害并不常见的省市,积水自动拦截系统的运用意义其实并不大。”

  红星新闻记者梳理并统计了近三年的河南洪涝受灾人口情况。根据官方发布数据,2017年河南洪涝受灾人口数为134.42万人,约占全国洪涝受灾人口2.4%;2018年河南洪涝受灾人口数为552.57万人,约占全国洪涝受灾人口10%;2019年河南洪涝受灾人口数为111.1万人,约占全国洪涝受灾人口2.3%。

  值得注意的是,根据近三年中国水旱灾害公报统计数据显示,河南均并非洪涝灾情严重地区。

  “即便京广路隧道已经建造了隧道积水自动拦截系统,在这次极端暴雨天气里能发挥的作用或许是微乎其微。”占学钊解释,由于广东的台风天气较多,所以在面对雨势不大的天气下,自动拦截或者预警系统就能起到作用,但在此次大水漫灌式的情况下,系统又能拦截下多少积水?拦截的积水又能排向哪里?

  对于智能预警系统,占学钊提出,洪水之下或许整个系统都将陷入瘫痪状态,因此预警系统很可能在危机来临之际已经无法正常运作。

  一条合格的隧道,应该怎样建造?

  专家:造出合格的隧道,着眼点不只在隧道本身

  为何不同城市,在暴雨来袭时突发意外?中山大学地理科学与规划学院副教授黄华兵等2021年在《城市暴雨内涝综述:特征、机理、数据与方法》论文中指出:城市暴雨内涝呈现出典型的“城市化—内涝频发—工程治理—内涝减缓”的演变路径,使得内涝热点在空间上迁移,呈现动态变化特征。“先地上后地下”发展模式下,排水工程建设滞后且标准偏低,排水系统难以有效排除由于地表不透水化而增加的暴雨径流,进而导致内涝频发。

  前述论文分析认为,当降雨强度低于设计标准时,排水系统能有效排水除涝;而超标准降雨特别是极端暴雨发生时,在城市系统复杂度日益增长和暴雨内涝灾害连锁性增强的背景下,损失则会急剧上升。

  那么,一条合格的城市隧道,应该怎样建造?一位不愿具名的城市市政建设给排水从业人员告诉红星新闻记者,以京广路隧道为例,要造出一条合格的隧道,着眼点不应只放在隧道本身的排水能力上。

  该从业人员表示,要保障隧道积水情况少发生,首先需要完善隧道周边的雨水设施,避免道路积水。他解释称,一旦周边雨水承载能力崩溃,外部积水进入隧道,那么隧道内雨水泵站将无法承受。因此,要消除安全隐患还需改造隧道周边积水区雨水设施,及时疏导周边地区排向隧道的地面雨水,避免在隧道出入口附近形成内涝。

  另一方面,上述从业者指出,隧道排水直通河道,就需要对河道断面或阻水设施进行监测和改造,将河道洪水位控制在合理高度,提高河道排涝能力。

  第三,在于增设隧道地面的雨水系统强排设施,在隧道排水所进入河道的附近,规划、建设雨水提升泵站,当河道水位抬高、雨水管渠排水能力下降时,则可启动泵站,使得管渠内雨水强排入河道。

  最后,该从业人员强调,隧道同样需要制定汛期预报与抢险应急预案,加强对河道水位、地面道路积水、雨水系统排放的监测。同时,还可采取在隧道内设置积水警戒水位,配置抢险提升设备,备用防洪沙袋等措施。一旦地面道路积水进入隧道,可及时关闭隧道,做好隧道内人员车辆的疏散,同时启动抢险抽升设备,避免因隧道积水高度升高而造成重大经济损失和安全事故。

  红星新闻记者注意到,交通运输部2020年5月公布的《公路隧道施工技术规范》,与过去相比在施工准备及相关章节中,也特别增加了“风险控制”的规定。文件要求,公路隧道施工应建立健全隧道施工安全质量风险控制体系、编制应急预案,开展应急演练。

  在占学钊看来,相比于排水能力,应急管理和人员疏散也同样是隧道管理的重中之重。

  “京广路隧道遭遇这样的极端情况,更应以确保人员生命安全为主,而非一定要把水挡住或排出。”占学钊解释称,按照市政及地铁隧道排水系统的基本设计理念,只能做到“防住可防的水”,而在超过设计标准的极端特殊情况下,即使增强排水能力,外部管网也没有能力承担。

  事实上,在面对这样的极端天气之下,占学钊认为,作为管理者应当采取的应急管理措施更应该以避险为主,及时进行人口和车辆的疏散,而非致力于隧道防洪排涝和抢险能力做到极致。“因为在灾害面前,人类能做的抵抗其实微不足道。”

  “如果此前郑州能及时停业或放假,我觉得不至于出现这么大的损失。”占学钊说。在占学钊看来,要避免大规模的生命和财产损失,更应该做到的是做好极端天气前的预警提示工作。

  “及时关闭一些地下交通,提醒市民减少出行或错峰上下班,学校采取停课停学措施,或许更加有用。”

  红星新闻记者 杨雨奇 严雨程

  编辑 柴畅

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