經常坐地鐵的人注意！地震時地鐵安全問題全解析

隨著城市化進程加快，地鐵已成為越來越多人日常出行的首選交通工具。在乘坐地鐵時，你是否也冒出過這樣的念頭：地鐵建在地下幾十米深的地方，一旦發生地震，頭頂是厚厚的土層，豈不是更容易被“悶”在里面？

今天，我們就來聊聊這個話題。

在地震中，地下結構到底怕什么

直覺上，“埋在地下”似乎意味著更危險。但工程實踐表明：在大多數情況下，深埋地下的地下結構（如地鐵）反而比地面建筑更安全。當然，這并非絕對——它的“安全感”來自得天獨厚的先天條件，更離不開周密的后天設計。

那么，地下結構在地震中究竟怕什么？

地面高樓在地震中承受的主要是“慣性力”——地基一晃，上層建筑因為想保持靜止會被“甩”出去。而地下結構被土壤緊緊包裹，基本是跟著土體一起運動，沒有這種巨大的慣性力。真正威脅它的，是地基土的變形：如果土壤發生劇烈擠壓、拉伸或錯動，隧道就會被扯裂或壓垮。

圖：臺灣云翠大樓在地震中倒塌

研究證實，淺埋隧道比深埋隧道更容易受損。埋得越深，有越厚的土層包裹，反而越安全。此外，地質條件突變的地方也格外危險。當地鐵從硬土層突然進入軟土、松散砂層，或經過斷層破碎帶時，兩側搖晃幅度不同，結構就特別容易斷裂。不過，研究也給出了一個“安全參考線”：當地面晃動的峰值加速度不超過0.20g（大約相當于烈度8度）時，通常只會對隧道造成輕微損傷，不至于嚴重破壞。

一個慘痛的教訓來自1995年日本阪神地震。在這場7.3級地震中，神戶市部分地鐵車站和區間隧道遭到不同程度破壞。其中最嚴重的是大開站——一半以上的中柱倒塌，導致頂板坍塌，上覆土層大量沉降。

圖：大開站中柱受損后向中間陷落的地面

圖：大開站平面示意圖

圖：大開站震后受損的中柱

阪神地震的慘痛教訓，使地下結構減震措施成為研究熱點，也成為了全球地鐵抗震技術升級的起點。

檢驗：汶川地震中的成都地鐵

2008年汶川大地震發生時，成都地鐵正在建設中。雖然震中距離成都超過100公里，但這場8.0級的強震仍然是一次嚴峻考驗。

地震發生后，中國土木工程學會迅速組織全國專家赴成都開展震害調研。專家組實地考察了天府廣場站、省體育館站、盾構隧道等關鍵工點，結果從表面看，一般框架結構沒有裂縫，受地震影響不大。

但也發現了一些問題——盾構隧道出現管片錯臺現象，最大的達到3厘米；滲水現象增多，個別地段有明顯裂縫。這些問題恰恰暴露了地下結構的薄弱環節：隧道管片的拼接接頭和防水性能，在地震中容易受損。

圖：盾構隧道管片示意圖

成都地鐵公司工作人員在接受采訪時解釋：成都地鐵是按抗7度地震烈度進行設計、建設的，結構為全鋼筋混凝土澆筑箱形隧道，加上隧道全部被周圍泥土包裹，所以地震對成都地鐵結構的影響非常小。

應用：地鐵防震措施

01

讓薄弱關節變得“能屈能伸”

大開站的教訓表明：中柱和節點是地震中應力最集中的部位，就像人體的關節一樣脆弱。

研究結果表明，豎向地震動會顯著增大中柱的軸力。在強震作用下，上覆土體首先發生剪切破壞，隨后其慣性力與側壁土體的剪切荷載耦合作用，使中柱發生壓剪破壞，最終導致結構整體倒塌。

圖：結構豎向變形云圖

研究證實，減少中柱損傷可以有效防止整體結構坍塌。具體措施包括：安裝橡膠支座以緩解應力集中和損傷程度；采用“外部現澆+內部裝配”的新型設計方法，既能提高整體抗震性能，又具備震后可快速修復性——地震過后，壞了哪里換哪里，無需整體重建。

02

減隔震技術：給地鐵裝上“緩沖墊”

如果說上面的方法是在“加固關節”，那減隔震技術就是在“鋪設緩沖墊”。最典型的代表是鋼彈簧浮置板道床：它將鋼軌、扣件及軌枕安裝在一塊塊鋼筋混凝土道床板上，道床板中嵌入一系列隔振器，將板懸浮起來，構成質量-彈簧隔振系統。

圖：鋼彈簧浮置板道床結構示意圖

這項技術被形象地稱為“給軌道鋪席夢思”，不僅能降低行車噪聲，也能在地震時發揮緩沖作用。武漢地鐵前川線、深圳地鐵6號線、廣州地鐵18號線等均應用了此項技術，列車從軌道上高速駛過時，通過彈簧的壓縮減小振動幅度，進而降低噪聲。

03

給地鐵裝上“警報系統”

防震不止于硬功夫，“軟智慧”同樣重要。地震預警系統利用縱波、橫波、電磁波的傳播速度差，在破壞性地震波到達前，搶出幾秒到幾十秒的寶貴時間提前避險。

其核心原理是：地震波縱波傳播速度快但破壞力小，橫波和面波則相反。一旦接收到縱波，系統便可在破壞性地震波到達前發出警報。當地震預警系統與地鐵列車自動控制系統聯動時，可在接收到預警信號后自動向列車施加制動，確保列車在破壞性地震波到來前安全減速或停車。

2022年9月5日，四川瀘定縣發生6.8級地震，成都地鐵因提前40多秒接收到地震預警信息，迅速采取應對措施，確保了地鐵列車的安全運營。相信隨著地震預警網絡的不斷完善，未來更多城市的地鐵將具備這種“主動避險”能力。

乘客必讀：在地鐵上遇到地震怎么辦？

地鐵空間相對封閉、人員密集，一旦地震，掌握正確的應急避險動作，能最大程度保障您的安全。請牢記“冷靜、護頭、找掩護、聽指揮”四大原則，并按所處位置分場景應對。

01

在站臺或站廳

? 應做：

• 立即蹲下，降低重心，就近躲在立柱旁、墻角。

• 避開玻璃幕墻、吊燈、顯示屏等懸掛物。

• 用雙臂、背包或書本護住頭部和頸部。

• 聽從地鐵廣播發布的應急指令，按指引有序向地面出口疏散。

? 不要做：

• 擁擠、亂跑（可能造成踩踏）。

• 躲在自動售貨機、廣告牌下方（易傾倒）。

• 使用自動扶梯或垂直電梯（可能因停電導致故障，造成摔倒或被困）。
  

02

在行駛的地鐵車廂內

? 應做：

• 抓住吊環、座椅扶手等固定物，雙腳分開保持穩定、或身體下蹲降低重心。

• 等待指令，列車會根據情況緊急制動或限速。

• 列車停穩后，按照工作人員的指示疏散，有序撤離。

? 不要做：

• 隨意使用緊急裝置打開車門或跳車。

• 在車廂內奔跑推擠。

03

被困在隧道內

? 應做：

• 保持冷靜，列車停穩后，等待工作人員打開側門或前端逃生門。

• 在工作人員指引下，沿隧道側壁（通常有步道）單列行走，彎腰護頭，避免觸碰高壓軌。

• 在工作人員指引下利用隧道內聯絡通道，向最近的車站或地面出口撤離。

? 不要做：

• 擅自跳下軌道（可能觸電或被后續列車碰撞）。

  希望這篇科普能讓您在乘坐地鐵時，多一分了解，少一分焦慮。更希望這些應急知識，你永遠都用不上。

參考資料：

1.城市地下結構抗震研究進展（作者：陳國興）；

2.地下結構震害類型及機理研究（作者：王秀英等）;

3.摩擦擺支座在軟弱夾層場地地下結構中的減震效果分析(作者：許紫剛）；

4.日本阪神地震中大開地鐵車站地震破壞機理分析（作者：杜修力）；

5.日本神戶這座地下車站，挺過了阪神大地震，卻逃不過重建的命運（公眾號：日本地鐵）。

圖片：

1.來源于網絡；

2.部分AI生成。

撰稿 排版 | 熊丹

一審 | 盛馨逸

二審 | 吳蝶蘭

終審 | 劉小龍