地鐵車(chē)輛基地上蓋預(yù)留開(kāi)發(fā)蓋板防排水關(guān)鍵性技術(shù)研究

王 興

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，710043，西安∥工程師）

地鐵車(chē)輛基地是停放和管理地鐵車(chē)輛的場(chǎng)所。為了利用地鐵車(chē)輛基地上部進(jìn)行物業(yè)開(kāi)發(fā)，又不影響基地本體的先期通車(chē)運(yùn)營(yíng)，在其上部開(kāi)發(fā)條件還不成熟的時(shí)候，通常會(huì)在前期實(shí)施時(shí)將地鐵車(chē)輛基地設(shè)計(jì)為帶有預(yù)留上蓋條件的建筑。因此，做好預(yù)留階段的防排水處理并兼顧近遠(yuǎn)期功能，具有重要的實(shí)際意義。

本文以成都地鐵大豐停車(chē)場(chǎng)實(shí)際工程為例，介紹預(yù)留蓋板的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)技術(shù)。

1 地鐵車(chē)輛基地預(yù)留蓋板工程難點(diǎn)

目前，國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)輛基地本體與上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)單位通常不是同一家，兩者的施工周期通常也不同。以首層蓋板作為設(shè)計(jì)界面，將整體物業(yè)開(kāi)發(fā)劃分為上下兩部分。預(yù)留開(kāi)發(fā)蓋板地鐵車(chē)輛基地的設(shè)計(jì)，目前沒(méi)有針對(duì)性的國(guó)家規(guī)范及圖集以供參考。而預(yù)留條件下的地鐵車(chē)輛基地蓋板設(shè)計(jì)就成了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。地鐵車(chē)輛基地設(shè)計(jì)方需在前期設(shè)計(jì)階段做好對(duì)遠(yuǎn)期物業(yè)開(kāi)發(fā)的兼顧與包容，以確保物業(yè)開(kāi)發(fā)實(shí)施后上下兩部分功能不受影響。

目前我國(guó)的建筑屋面排水設(shè)計(jì)參照規(guī)范是《屋面排水設(shè)計(jì)規(guī)范》。但預(yù)留開(kāi)發(fā)條件的地鐵車(chē)輛基地蓋板因其特殊性而無(wú)法參照該規(guī)范執(zhí)行。

地鐵車(chē)輛基地預(yù)留蓋板防排水工程的難點(diǎn)，首先是規(guī)模問(wèn)題：一般情況下，地鐵車(chē)輛基地的蓋板規(guī)模都相當(dāng)大，規(guī)模較大的會(huì)達(dá)到20萬(wàn)～30萬(wàn)m2，甚至更大，規(guī)模較小的也有將近10萬(wàn)m2。巨大的蓋板規(guī)模是防排水設(shè)計(jì)的極大難點(diǎn)。其次是功能問(wèn)題：地鐵車(chē)輛基地的首層鋼筋混凝土蓋板，近期功能為蓋下建筑的屋面；而在后期開(kāi)發(fā)時(shí)，將作為住宅小區(qū)的小汽車(chē)停車(chē)庫(kù)使用，為室內(nèi)地面。因此，其排水形式要兼顧永久與臨時(shí)兩種功能需求，而且能夠使后期施工的工程廢棄量最少，以降低工程總體造價(jià)。

2 常規(guī)屋面與蓋板排水的匹配性分析

2.1 物業(yè)開(kāi)發(fā)蓋板的特點(diǎn)

在初期，蓋板是下部工藝廠房的屋面；在遠(yuǎn)期，蓋板是上部物業(yè)開(kāi)發(fā)的小汽車(chē)車(chē)庫(kù)。因此設(shè)計(jì)時(shí)需要兼顧兩個(gè)時(shí)期蓋板的使用功能。

蓋板下部有密集的接觸網(wǎng)以及其他管線，為保障運(yùn)營(yíng)安全和后期檢修，不允許有水管穿過(guò)。蓋板上部在初期未開(kāi)發(fā)階段是下部建筑的屋面，直接暴露在室外，如果有雨水必須盡快排除，不能長(zhǎng)期積水，否則會(huì)造成下部漏水，威脅運(yùn)營(yíng)安全。

2.2 蓋板近期排水要求

蓋板近期為下部建筑的屋面，需考慮屋面排水措施。下文為類似工程的排水方式。

2.2.1 廣場(chǎng)等大型場(chǎng)地排水特點(diǎn)

首先，廣場(chǎng)排水的坡度較緩，一般設(shè)置排水溝將地面雨水接入道路排水系統(tǒng)。其次，廣場(chǎng)下部的覆土本身也具有一定的排水、蓄水功能，雨水在滲入覆土層后達(dá)到地下建筑防水層時(shí)水量已經(jīng)很小，不會(huì)對(duì)建筑造成較大破壞。廣場(chǎng)及地下建筑一般均一次實(shí)施到位，不存在后期鑿除重做問(wèn)題，也沒(méi)有需預(yù)留永久與臨時(shí)功能結(jié)合的特殊節(jié)點(diǎn)需求。因此，蓋板排水無(wú)法完全參考廣場(chǎng)的排水形式，需要尋找適于蓋板的新型排水方案。

2.2.2 平屋面排水特點(diǎn)

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土平屋面規(guī)模較小，采用有組織重力流排水形式。屋面一般采用結(jié)構(gòu)找坡、建筑找坡兩種形式。結(jié)構(gòu)找坡坡度不小于3%，建筑找坡坡度不小于2%。此種排水形式應(yīng)用于蓋板排水的可行性分析如下：

采用建筑找坡形式（見(jiàn)圖1），需滿足雨水管不可穿越蓋板的要求，所以找坡長(zhǎng)度將會(huì)很大；找坡材料最厚處近2 m，荷載過(guò)大，對(duì)結(jié)構(gòu)不利；后期開(kāi)發(fā)時(shí)還需鑿除找坡材料，廢棄量很大。

圖1 建筑找坡示意圖

結(jié)構(gòu)找坡形式（見(jiàn)圖2）保證了屋面的排水要求，但是在后期開(kāi)發(fā)時(shí)，需要大量墊層材料將車(chē)庫(kù)地坪填平以供停車(chē)。最厚填充處也將達(dá)到2～3 m，致使建筑整體荷載較大，并且將增加對(duì)小汽車(chē)車(chē)庫(kù)的層高要求，經(jīng)濟(jì)性欠佳。

圖2 結(jié)構(gòu)找坡示意圖

每一根屋面雨水管的最大匯水面積一般不宜大于200 m2，水落管間距12～18 m。按此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算蓋板排水立管數(shù)量：如果蓋板面積為10萬(wàn)m2，則整個(gè)屋面需要設(shè)置500根水落管。這就導(dǎo)致蓋板每個(gè)長(zhǎng)邊有250個(gè)落水立管，這將極大地影響蓋板外立面的造型。因此，采用平屋面排水方式不盡妥善。

2.2.3 大跨度金屬屋面排水特點(diǎn)

一般情況下，大型金屬屋面排水方式廣泛采用屋面虹吸系統(tǒng)。若將此種排水形式應(yīng)用于蓋板排水，其可行性分析如下：

因?yàn)樯w板下部不允許雨水管穿過(guò)，蓋板中部無(wú)法設(shè)置天溝，因此，只能在蓋板邊緣處設(shè)置2條天溝，天溝深度需大于300 mm以形成虹吸效果。但天溝密度不能按照普通虹吸屋面考慮，需要重新考量。

2.3 蓋板遠(yuǎn)期車(chē)庫(kù)地面要求

蓋板遠(yuǎn)期作為開(kāi)發(fā)后的小汽車(chē)停車(chē)庫(kù)時(shí)，地面處理有如下要求：

1）停車(chē)坡度要求：地面坡度盡量緩和。

2）荷載要求：地面應(yīng)具有一定的承載能力，不能因長(zhǎng)期停車(chē)而造成地面開(kāi)裂、下陷?？梢约骖櫯R時(shí)屋面與停車(chē)荷載要求的方法有：一是完全按照低標(biāo)準(zhǔn)臨時(shí)屋面設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)后鑿除再重新做車(chē)庫(kù)地面。此做法的工程廢棄量比較大，造價(jià)高，不經(jīng)濟(jì)。二是將臨時(shí)屋面直接設(shè)計(jì)成停車(chē)屋面形式，選用滿足停車(chē)荷載的建筑材料，開(kāi)發(fā)后直接作為車(chē)庫(kù)使用，避免后期開(kāi)發(fā)時(shí)的廢棄量。這也將存在一個(gè)問(wèn)題，施工時(shí)材料堆放、車(chē)輛行駛、預(yù)留接口鑿除重做等，會(huì)對(duì)屋面變形縫處造成部分破壞，后期修補(bǔ)工作很難避免。

經(jīng)過(guò)以上的比較分析，得出預(yù)留蓋板排水方式設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要限定因素：蓋板上下需要做到基本隔絕，不可有雨水管線上下穿行；蓋板需滿足臨時(shí)屋面的排水功能；蓋板需滿足小汽車(chē)車(chē)庫(kù)地面要求；蓋板上部雨水需盡快排除。

3 實(shí)例參照

目前國(guó)內(nèi)已建成的地鐵車(chē)輛基地蓋板排水一般采用經(jīng)改造的虹吸式雨水系統(tǒng)及重力流雨水系統(tǒng)。

虹吸式雨水系統(tǒng)，排水能力強(qiáng)，能及時(shí)有效地組織雨水排出，可節(jié)省空間高度，適于大屋面雨水排放。但上蓋后期開(kāi)發(fā)后，雨水管道無(wú)法利用需拆除，所以采用虹吸式雨水系統(tǒng)較為浪費(fèi)。如北京地鐵1號(hào)線四惠車(chē)輛段、上海軌道交通14號(hào)線金橋車(chē)輛段均采用虹吸式雨水系統(tǒng)。

重力流雨水系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，拆除浪費(fèi)較少；缺點(diǎn)是排水能力不如虹吸雨水系統(tǒng)，雨水立管多，影響建筑的美觀，并且凈空高度受到影響。成都地鐵1號(hào)線紅花堰車(chē)輛段、天津地鐵1號(hào)線東延線雙橋河車(chē)輛段則采用重力流雨水系統(tǒng)。

根據(jù)目前已搜集到的資料分析，蓋板上若大面積采用虹吸排水，則蓋板上孔洞較多，板下有多處雨水管線交錯(cuò)，常成為漏水的薄弱點(diǎn)，給運(yùn)營(yíng)檢修帶來(lái)不便。蓋板若僅采用重力流排水，則排水效率不高，蓋板上部常有積水，積水過(guò)深時(shí)會(huì)沿變形縫漏入庫(kù)內(nèi)，影響運(yùn)營(yíng)使用。故本文在實(shí)際工程中采用了虹吸與重力流結(jié)合的排水方式，規(guī)避兩者缺陷。

4 實(shí)際工程方案介紹

4.1 工程概況

成都地鐵大豐停車(chē)場(chǎng)位于成都市新都區(qū)石佛村，緊鄰正線與華桂路高架車(chē)站接軌，在既有香城大道與規(guī)劃興城大道之間，占地約27 ha。

大豐停車(chē)場(chǎng)上蓋開(kāi)發(fā)的范圍為運(yùn)用庫(kù)本體。首層9.0 m蓋板以下為地鐵運(yùn)用庫(kù)，9.0 m至14.2 m為后期物業(yè)開(kāi)發(fā)汽車(chē)庫(kù)，14.2 m標(biāo)高以上為后期物業(yè)開(kāi)發(fā)小區(qū)，為16棟28層的高層住宅。

先期施工至首層9.0 m蓋板層。后期開(kāi)發(fā)后實(shí)施小汽車(chē)車(chē)庫(kù)及住宅部分。目前蓋板層已完工，上部開(kāi)發(fā)時(shí)序尚不明朗。本文主要討論首層蓋板的防排水處理措施，做好永久與臨時(shí)功能結(jié)合設(shè)計(jì)，保證在臨時(shí)屋面階段不漏水，永久開(kāi)發(fā)階段易施工。

表1 蓋板防排水設(shè)計(jì)方案推導(dǎo)優(yōu)化過(guò)程表

圖3 蓋板外掛天溝示意圖

4.2 蓋板防排水方案

權(quán)衡考慮蓋板排水的幾個(gè)限定因素及設(shè)計(jì)難點(diǎn)，參照已有工程的經(jīng)驗(yàn)，大豐停車(chē)場(chǎng)蓋板設(shè)計(jì)采用了永久與臨時(shí)功能結(jié)合且經(jīng)濟(jì)合理的方案（見(jiàn)表1）。

大豐停車(chē)場(chǎng)運(yùn)用庫(kù)蓋板共設(shè)置8條變形縫、1條平行于軌道和7條垂直于軌道。將蓋板劃分為16個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)為1塊蓋板帶1棟高層住宅。

采用建筑找坡形式，以中間平行于股道的變形縫為分水線，向2個(gè)長(zhǎng)邊以坡度0.3%找坡；在蓋板邊緣設(shè)置天溝匯聚雨水，天溝內(nèi)設(shè)置虹吸系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）。蓋板邊緣無(wú)法設(shè)置天溝的部位，在盡量靠近蓋板邊緣的位置設(shè)置下沉集水坑，內(nèi)置虹吸雨水斗。集水坑深度滿足屋面雨水計(jì)算及虹吸排水要求（見(jiàn)圖4）。外掛天溝采用金屬天溝形式，兼顧外立面美觀 的同時(shí)也便于后期開(kāi)發(fā)時(shí)的拆除。經(jīng)過(guò)雨水流量計(jì)算后，在天溝內(nèi)設(shè)置足夠數(shù)量的虹吸雨水斗，形成虹吸雨水系統(tǒng)，如圖5、圖6所示。

圖4 蓋板集水坑示意圖

圖5 外掛天溝剖面圖

圖6 大豐停車(chē)場(chǎng)外掛金屬天溝施工照片

屋面找坡材料選用泡沫混凝土。泡沫混凝土耐久性好，輕質(zhì)、保溫，隔熱、隔音，抗震性能好。良好的隔音效果能減弱地鐵車(chē)庫(kù)對(duì)上部開(kāi)發(fā)的噪聲干擾?？梢赃_(dá)到與結(jié)構(gòu)同等的耐久年限。

本次設(shè)計(jì)推薦采用密度600 kg/m3、強(qiáng)度5.0 MPa（LC5.0）的泡沫混凝土作為屋面保溫找坡材料，同時(shí)滿足施工及后期車(chē)庫(kù)要求。在泡沫混凝土上加剛性保護(hù)層，后期開(kāi)發(fā)時(shí)可直接在此保護(hù)層上做車(chē)庫(kù)地面。

4.3 變形縫防水方案

車(chē)輛基地蓋板規(guī)模巨大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)難以避免會(huì)將蓋板劃分為多個(gè)區(qū)域，各區(qū)域之間的變形縫處成為了下部車(chē)輛基地容易漏水的薄弱環(huán)節(jié)。防水處理尤為重要。

4.3.1 變形縫形式

針對(duì)變形縫的處理，有幾種傳統(tǒng)形式以供選擇，下面對(duì)各個(gè)處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

1）鋼筋混凝土女兒墻式變形縫。女兒墻采用鋼筋混凝土，外側(cè)包裹附加防水卷材與屋面防水卷材相接，頂部加設(shè)變形縫裝置。此種變形縫整體性好、防水效果好。但是后期物業(yè)開(kāi)發(fā)時(shí)，施工車(chē)輛需要在9.0 m板上行駛，需要拆除高出9.0 m板的變形縫女兒墻，對(duì)蓋板變形縫進(jìn)行封堵處理。鋼筋混凝土女兒墻在后期拆除時(shí)會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞，影響防水效果。

2）停車(chē)屋面式變形縫。不設(shè)女兒墻，變形縫裝置埋入屋面做法內(nèi)，完成后與屋面完成面平齊，便于開(kāi)發(fā)時(shí)施工車(chē)輛在9.0 m板上行駛，但是防水效果較女兒墻式較差。并且施工雜物會(huì)容易掉落進(jìn)受損變形縫中影響后期防水效果，引起下部漏水。

4.3.2 實(shí)際工程變形縫方案

在大豐停車(chē)場(chǎng)蓋板工程中，在女兒墻式變形縫的基礎(chǔ)上做一些優(yōu)化改造。

1）平行于股道的變形縫。該方向變形縫雙柱軸線距離受股道限界要求無(wú)法再加寬，故在維持柱間距200 mm的情況下，將變形縫兩側(cè)的板向中間挑出，僅留100 mm寬變形縫；縫兩側(cè)磚砌女兒墻，高出屋面完成面200 mm?？p內(nèi)填充保溫材料兼做模塊，下部做阻火帶，耐火等級(jí)同樓板。上部女兒墻用防水卷材包裹，并做附加防水層，頂部做鋁合金蓋板。

2）垂直于股道的變形。該方向軸線距離較自由，將柱間距由原本的200 mm寬加寬至500 mm。將變形縫兩側(cè)的板向中間挑出，僅留寬100 mm變形縫。板上女兒墻及縫內(nèi)填充做法不變。拉開(kāi)的柱間距使變形縫女兒墻避開(kāi)了上部預(yù)留柱的范圍，在后期破除上部預(yù)留柱時(shí)可避免對(duì)變形縫的破壞。女兒墻高出屋面200 mm，即保證了變形縫的防水處理，又最大限度地節(jié)省了工程投資，利于后期開(kāi)發(fā)破除改造。利用加寬的500 mm柱子間距在蓋板之下加設(shè)金屬排水溝，防止變形縫破壞后雨水漏入庫(kù)內(nèi)，又可防止開(kāi)發(fā)施工時(shí)雜物落入變形縫中。拉寬的柱間距為排水溝的安裝維修留出了人員操作空間。排水溝隱藏于梁高范圍內(nèi)，不影響庫(kù)內(nèi)接觸網(wǎng)及其他管線，見(jiàn)圖 7、圖 8。

圖7 大豐平行于股道變形縫大樣

圖8 大豐垂直于股道變形縫大樣

4.4 開(kāi)發(fā)后改造

后續(xù)物業(yè)開(kāi)發(fā)時(shí)需對(duì)臨時(shí)防排水系統(tǒng)進(jìn)行改造。

（1）變形縫改造。鑿去部分變形縫處砌體墻，砌體墻外側(cè)砌筑防水混凝土反坎，上部鋪設(shè)防水卷材及附加卷材層，頂部參照停車(chē)屋面做法加設(shè)不銹鋼蓋板，板頂與建筑完成面平齊。板下金屬引水槽可以繼續(xù)保留作為防護(hù)措施。

（2）虹吸系統(tǒng)改造。地鐵場(chǎng)段在投入使用以后，蓋板下部將密布接觸網(wǎng)及各專業(yè)管線。開(kāi)發(fā)后若要拆除無(wú)用的虹吸管，操作起來(lái)會(huì)危及人員及地鐵運(yùn)營(yíng)安全；并且上蓋汽車(chē)車(chē)庫(kù)內(nèi)產(chǎn)生的是污水，虹吸管線僅適用于雨水，虹吸管道無(wú)法供給汽車(chē)車(chē)庫(kù)污水排放使用。鑒于此，建議保留板下部虹吸雨水管，采用防水混凝土封堵蓋板上部孔洞，做好卷材等防水措施。外掛金屬天溝及天溝下部虹吸關(guān)系可拆除。

5 結(jié)語(yǔ)

“地鐵+物業(yè)”綜合開(kāi)發(fā)模式已經(jīng)成為城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展的重要模式，優(yōu)先發(fā)展地鐵車(chē)輛段上蓋物業(yè)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著越來(lái)越多的預(yù)留開(kāi)發(fā)蓋板地鐵車(chē)輛基地的建成，本工程在預(yù)留上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)蓋板的防水、排水方案及節(jié)點(diǎn)處理等方面的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，將給后續(xù)工程提供積極的參考價(jià)值。