郑州:隧道之城为何遭没顶之灾?

2021-07-28 12:01:44 中国新闻周刊

(7月23日,郑州京广北路隧道内仍泡在水中的车辆。图/IC)

隧道之城的没顶之灾

本刊记者/曹然 李明子 霍思伊

发于2021.8.2总第1006期《中国新闻周刊》

7月24日晚,郑州京广北路隧道的出入口已被路障封锁,虽然曾经堆积于此的车辆已被拖走,但还能看到深深的泥土痕迹。“龙吸水”正在将残存的积水源源不断地排向马路。

在此次暴雨中,除京广路隧道之外,郑州交警7月23日中午发布的47处积水点中包括16条市内隧道。加上未被列入积水点但也全线封闭的紫荆山下穿陇海路隧道、商鼎路下穿中州大道隧道,建成不足十年的郑州“井字形”快速路网,每一条路都被暴雨切断。城区主干道隧道除经三路隧道外,全部沦陷。

“这次大暴雨,工程性排洪措施全部临近或超负荷,完全没有办法,只能等雨停、等积水自己落下去,真正重要的是非工程性措施——预报、预警和应急管理。”郑州大学水利与环境学院一位教授对《中国新闻周刊》总结道,“城市建设快,肯定有考虑不足的问题。受灾之后,从政府到民间应当更重视防汛。”

“无感的”泵站

到达京广北路隧道南入口时,李豫连隧道洞口都看不到。“那时水已经没过隧道口最上方。”7月24日晚,他对《中国新闻周刊》记者比划着说,“至少淹到隧道外护栏三分之一高的位置。”

那是7月21日中午,李豫是最早到达该入口的救援人员之一。此后四天,最多时有七八台“龙吸水”抽水车在这里昼夜工作,少的时候也有三四台。重达一百多斤的水管一头在积水里,一头向道路上排放。

到24日晚上,李豫指挥的小组已推进二百米。但刨除一百米的入口匝道,实际上,他们才刚刚抵达这条1.8公里长隧道的入口而已。陆陆续续有市民前往找车、找人,李豫很无奈:他们只能远远看到几辆一米多高的小轿车露出车顶,“车肯定挺多,里面深得很,还不太好弄”。

有媒体报道,隧道内存有约30万立方米的雨水。一台“龙吸水”每小时可以抽水3000立方米。24日下午,仅400米长的莲湖路下穿隧道积水被抽干,抢险人员统计共抽水约8万立方米。

(7月22日,数台“龙吸水”在郑州京广南路隧道进行作业。图/中新)

抽排水

《中国新闻周刊》梳理郑州各主要隧道设计图纸发现,总长2.5公里、双向八车道的大学路-碧云路隧道设计有3座雨水泵站,长1.8公里到2公里左右、双向六车道的京广北路、京广南路隧道各有2座雨水泵站。不同隧道的雨水泵站标准略有不同,但每小时抽水能力都在3000立方米左右,一个泵站排出8万立方米积水需连续作业26小时以上。

在现实中,这些号称“智能隧道”的自主感应泵站并非一直工作,而是在隧道蓄水池内设置三到四个水泵。积水达到0.8米深时触发第一个水泵工作,1.2米时触发第二个,以此类推,直到最后一个水泵开启并发出告急预警。

“以往下过几次雨,泵站是好使的。”在另一条较短的主干路隧道救援现场,郑州市隧道管理养护中心工作人员杨元回忆道。一位熟悉郑州隧道设计的工程师对《中国新闻周刊》佐证了这一点。他说,郑州市内隧道总体排水及应急体系是按最高标准设计的,这主要体现在设计泵站时对暴雨强度的计算取值。

根据《郑州城市总体规划(2007-2020)》,交通路网防汛标准,城市立交、下穿铁路立交地区须应对5到10年一遇的降雨。在郑州的邻居洛阳市,根据其2015年编制的城市主干道排水系统设计,降水量计算取值为3年。而郑州的快速路及主干道隧道规划,计算暴雨强度都是按50年取值。

但问题是,杨元说,这一次他参与救援的隧道,雨水泵站自7月20日晚上就不再工作,原因是进水断电。京广北路、京广南路隧道也遭遇了同样的情况。李豫和杨元表示,如果隧道自身的泵站可以正常运作,排水抢险效率将会高得多。

早在2018年,郑州市市政工程管理处工程师郑继红就曾撰文指出,郑州下穿式隧道排水泵站设计和建设当中存在诸多问题,其中之一就是,雨水泵房正常设计在隧道内的地势低点,但配电室也一起内置于地下,有淹水风险。他特别点名,“京沙快速通道的两座下穿隧道”(即京广北路、京广南路隧道)就存在这个问题。

在接受《中国新闻周刊》采访时,郑继红举例说,东风路隧道的配电房在地上,所以“就能启动,可以开启地下的泵机”。他再次强调,实践证明,配电房不一定要和水泵一起设置在地下,建在地上更安全。“如果配电室不工作了,(泵站)基本不可能靠人为力量启动”。

为何泵站设计会存在这样的疏漏?前述不愿具名的隧道工程师透露,工程实践中,给排水工程是隧桥施工的收尾环节,之后一般只剩下装潢工程。因而,一些“不常内涝的城市”未必很重视泵站设计和运营,甚至存在“先通车,再处理排水工程”的现象。

“在冬季施工中,经过合理考量,推迟雨水工程,对北方城市,未必是不合理的。”该工程师说,郑州年降水中,只有4%到5%发生在冬季。但他建议,随着极端天气增多,郑州的隧道规划设计应当向东南沿海地区看齐。

在泵站设计上,经常遭受台风与洪涝侵袭的东南沿海地区,在同期乃至更早建设的隧道,其排水能力强于郑州。如广州地区2010年前后立项的市内下穿隧道,除正常在隧道地势低点设置雨水泵站外,还会在匝道洞口设置雨水泵站。

此外,隧道下应建有应急集水池,在雨水泵房无法正常运作时能承接部分压力,在泵房运作时也可以削减排水管道峰值流量。目前,京广南路和京广北路隧道也设有集水池,但容量只有18.75立方米。

(7月23日,郑州京广北路隧道的排涝现场。图/澎湃影像)

隧道“堵”与“疏”

南京市市政地下工程设计院副院长江光明向《中国新闻周刊》指出,隧道防水可以归纳为“堵”与“疏”两个策略。“堵”就是通过防护墙、匝道口截水沟设计和临时挡水板拦截外水涌入;“疏”是通过排水沟、雨水泵房和周边管网,将正常进入隧道的降水和一些意外积水排出。

2019年发布的《郑州市城市防汛应急预案》(以下简称《应急预案》),强调面对暴雨积水上涨,首先应采用堵的办法,“用挡水板和沙袋临时挡水,阻止水倒灌”。江光明指出,从防水技术上看,这次隧道受灾的原因主要还是“堵”出了问题,“进了水就必然是灾难。排水设计只能考虑到50年或者100年一遇的大雨,极端灾难无法避免”。

7月13日,河南省委书记楼阳生在河南全省防汛工作紧急视频会议上强调,要加强对城市下穿式立交桥、涵洞、地下公共空间等的巡查排查,对可能发生险情的重点部位、薄弱环节了然于胸,指挥若定。

据周边居民、环卫人员与逃生者等人的回忆,京广南路隧道在20日当天采取了一定的封闭措施,但京广北路隧道却并未采取封锁措施。

在技术上的“堵”与“疏”失效时,中设设计集团隧道专业副总工程师占学钊指出,必须诉诸政策层面上的“疏”。

“京广路隧道(遭遇的)这种灾情,只能以确保人员生命安全为主,而不是一定要把水挡住或排出。”占学钊对《中国新闻周刊》表示,下穿城市隧道都存在“两头高,中间低”的形态,把入口防护设置得特别高不现实。排水的基本理念应是“防住可防的水”。面对郑州这种极端降雨量,真正应当采取的办法就是及时预警和疏散。

北京师范大学风险治理创新研究中心主任张强接受《中国新闻周刊》采访时也强调,应建立有效的预警机制。预警的关键,不是有没有发出预警,而是效果如何、发布后的反馈如何。

7月19日和20日,郑州市气象局连续发出5次暴雨红色预警。根据中国气象局发布的《气象灾害预警信号发布与传播办法》,暴雨红警的防御指南包括停止集会、停课、停业(除特殊行业外)等,但红警并不意味着市内隧道一定要预先关闭。

郑州市的《应急预案》规定,当桥涵、隧道积水超过30厘米,普通道路积水超过40厘米时,交警和管理部门应立即封闭相关路段交通,设置禁止通行标示牌。郑州市城市隧道综合管理养护中心隶属于郑州市城管局,管理和维护京广路隧道等7条隧道,是具有关闭隧道权限的管理部门,有权在正常养护、专项作业和遇应急事件时关闭隧道。

但问题是,直到7月20日15时40分,京广北路隧道还没有积水。但与此同时,16时左右,隧道南出口外的辅路积水已没过半辐车轮、超过30厘米。

接近17时,隧道内的水越来越多,没过小半辐车轮,上升到约30厘米,入口被关闭。在堵车起点的车辆无法前行,很多司机选择掉头向隧道内逆行,但后面的车难以退让,形成僵局。约半小时后,水位在几分钟内迅速上涨,淹没了隧道和所有车辆。

前述隧道工程师对《中国新闻周刊》分析道,因为隧道自身有“堵”的设计,所以当辅路开始积水的时候,隧道内的积水尚未“达标”。但这也意味着,一旦“堵”的防线被突破,隧道周边地区的高位积水就会如决堤般灌入这个两头高、中间低的“水管”。

对此,占学钊建议,有效的方案应当是预先停运、关闭,并有全市停业停工的整体措施,而不是等到进水再决定。他介绍,在上海地区,类似的地铁停运、隧道关闭等重大防灾决策不是由地铁公司、公路公司自己可以决定,需要上报市应急部门审批。但审批之后,防洪的策略是及时停运与疏散,“极端情况下,加高设防,未必是最保险的方案”。

“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。他还提出市民宣教的问题,即应当让市民具备“极端天气不出行”的意识。

令人困惑的是,同样都属于郑州隧道养护中心管理,但并非所有隧道都在等待30厘米的进水才采取行动,有的甚至直接跳过了预案里规定的先“堵”环节就封闭了隧道。杨元告诉《中国新闻周刊》,7月20日下午,他接到隧道养护中心的指令,“让赶紧到隧道把守”。此后一直到夜间,他和同事分别站在这条600米长的隧道两头,“拦着车不让往里进,危险啊!”

杨元记得,当时雨越下越大,打伞“根本不管用”,又没有带雨衣,两三分钟就淋湿了。他连续站了五个小时,全身往下流水。越来越多的积水涌入隧道,断电了,他的身后漆黑一片,但幸运的是,没有一辆车在里面。但就在这期间,没有采取封闭措施的京广北路隧道内,排队上百米长的车与人,正看着积水迅速从车轮边涌起,直到淹没车顶。

(7月24日,郑州京广南路下穿淮河路地下通道,挖掘机、清洗车进行双向排水和清洁作业。图/IC)

地下超级工程

20日下午,郑州市京广快速路以西的熊耳河水攀上堤岸,向街道蔓延。这条平日经常缺水的小河,水位在暴雨中从1米出头暴涨到4米,河畔低洼地区积水一度达到1米深。

复盘京广北路隧道的悲剧时,有专家推测,隧道的排水系统可能在积水涌入前已经失灵。京广快速路建设时,沿线近4公里规划设计了5个配套排水体系,新建多条排水渠。但是,5个排水体系中的4个最终都排入熊耳河。

这是一条从南郊穿城流向东郊的小河,系郑州主城内11条雨水排放河道之一。但这11条河流除贾鲁河外,均属小河沟,无天然水源,自身生态修复力极弱。

熊耳河全长16公里、流域面积15.7平方公里,流量在10条小河沟中也偏低。在它流经主城区的10公里,不仅接收来自京广快速路的雨水外,下游还要承担地势更低的主城东南部的泄洪排涝任务。本次暴雨中,熊耳河水位在20日就已经超过了沿线管网排水口,导致各片区积水都难以排出。

“这次郑州遇到的大雨,不是改建、扩建基础设施就能解决的。我们一定要有清醒的认识,我们的系统能防御到什么程度。”前述郑州大学水利与资源学院教授表示。前述隧道工程师也指出,因为老城区空间紧张、综合管网标准低,仅仅单方面提高隧道排水能力和建设标准,平时用不着时,管网对接与日常养护的成本高,真正用到时,水还是“排不出去”。

在老郑州人的记忆里,郑州是一座没有隧道的城市。直到1990年代末,人们口中的“市区”也只是今天郑州城西的一角,地势平坦,沿郑州站向北、向东,都是农村。21世纪开始的郑东新区建设让市区建成面积迅速扩张。缺乏环城道路网络,又有铁路阻隔,主城出城道路开始日益拥堵。

2007年,郑州市编制了《郑州市城市综合交通近期建设规划(草案)》,志在2012年前打通三环内老城区与三环外新区的交通瓶颈。当年12月,时任郑州市城市规划局局长王鹏在市人大常委会会议上首次描绘了这个如今被概括为“大井字”的蓝图:以京广路、中州大道为两纵,农业路、陇海路为两横,打造四条全线封闭、设计时速60公里的快速路,连通主城路网和外环高速公路,实现“主城15分钟上快速路,快速路15分钟上高速”。

王鹏说,经过方案比对后,郑州市决定通过28条下穿隧道打通快速路。不仅快速路新建立交采用下穿隧道,主城内的干线道路改造方案也采用隧道而非高架桥

一位省会城市地下工程设计院专家对《中国新闻周刊》表示,郑州选择修隧道,是综合考虑的结果。除老城区拆迁成本等因素外,国家中长期铁路网规划的“四纵四横”客运线中,有一纵一横穿越郑州主城区。快速路网中,京广路与京广铁路干线平行,紧贴西广场与郑州站擦肩而过,渠南路要穿过郑西高铁,京广路-沙口路快速通道则下穿包括京广铁路干线在内的6条铁轨。要想不影响铁路运行,修下穿隧道而非高架桥,是最好的选择。

需要下穿的还有老城区的原有道路。因为需要保障道路的基本通行,无法对这些路段进行整体新建,下穿隧道就成了最佳选择。2015年,全球掘进断面最大的矩形盾构机在郑州首次投入使用。在郑州另一条城市主干道中州大道下,红专路隧道通过矩形盾构机实现浅埋暗挖法施工,保证中州大道通行如常。按计划,郑州一共要建设7条下穿中州大道隧道。

最近十年,郑州至少有13条快速路和主干道隧道建成通车。包括2012年通车的京广北路隧道和京广南路隧道,它们均属于京广快速路工程,是河南省自1949年以来投资最大、涉及面最广、工程最复杂、施工难度最高的特大型市政工程。此后,郑州又于2018年建成2.8里长、双向八车道的东三环隧道,并在2019年规划新的科学大道隧道。

中国工程院战略咨询中心等机构发布的《2020中国城市地下空间发展蓝皮书》显示,截至2019年,郑州人均地下空间规模指标为全国地级以上城市均值的三倍,远超合肥、武汉等中部地区城市,接近南京、杭州水平。

一位地下工程专家指出,老城的地下超级工程,因地上区域受限,往往难以保证应有的防汛设计。举例而言,为隧道周边排涝而建设的排水管,需要通过雨水口、雨水井接收降雨。位于最表层的雨水口的作用是迅速收集雨水,因而一般垂直设于雨水井上,例外情况下设在雨水井上游一两米处。但郑州多条隧道的规划都显示,因为新建排水管道距离道路红线不足1米,无法就地设置雨水口,只能将雨水口安排在雨水井上游3米甚至更远的位置。

郑继红反复强调的泵站地上设置,有时也因空间条件难以实现。退而求其次,他建议是否可以考虑将这些特殊的泵站建于慢车道、路边花坛或附近广场等设施下。

中国工程院院士孙钧指出,各城市大规模开发地下空间,也应考虑在地下规划大型蓄水排洪网络,包括建设大型地下泵站、深度排水隧洞(地下人工河)、大型地下蓄水库等,与老城区原有的地下浅部排水管网一起,构建完备的排水网络。

同济大学建筑与城市规划学院副教授赫磊则建议,在易受灾地区开发的地下空间,平时作为停车、地下车道等功能区,一旦发生极端内涝灾情,则可通过管理手段提前预警,快速清空地下空间内的人员和车辆物资,作为雨水调蓄池。险情过后排出滞水,转换为平时使用功能。

随着熊耳河、金水河等城内排水河渠水位线下降至1.5米以下,老城区的排水能力逐步恢复。25日,杨元驻守的隧道电力恢复,泵站、照明重启。截至26日,除红专路隧道外,郑州各积水隧道的水深都已被抽至1米以下。目前,京广北路隧道抽水清淤工作进入收尾,但截至27日尚未恢复通行。

截至7月25日晚,经过连续5天的救援,救援人员共从京广北路隧道等3处隧道内拖移安置各类车辆247辆,现场排查发现6名遇难者。

(应受访者要求,李豫、杨元为化名)

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(责任编辑:谭杰_NBJS15424)

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