地鐵排水優(yōu)化設(shè)計(jì)

柳登發(fā)

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣州 510000）

1 引言

隨著我國(guó)的快速發(fā)展，城市軌道交通也進(jìn)入了一個(gè)迅速發(fā)展的階段，軌道交通的建設(shè)規(guī)模都有了很大的提升，我國(guó)城市軌道運(yùn)營(yíng)里程數(shù)位居世界前列。已開(kāi)通的城市軌道交通包括地鐵、輕軌、跨坐式單軌、市域快軌、有軌電車、磁懸浮交通、自導(dǎo)向軌道系統(tǒng)和電子導(dǎo)向膠輪系統(tǒng)等，其中，地鐵占比最大。在把握機(jī)遇、快速發(fā)展的同時(shí)，進(jìn)一步研究總結(jié)地鐵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)于今后的發(fā)展建設(shè)很有必要，并且具有重要的指導(dǎo)意義。

本文針對(duì)長(zhǎng)沙多條地鐵線路的排水設(shè)計(jì)提出自己的一些建議及對(duì)策，供廣大同行參考、斟酌。

2 站臺(tái)板下層排水溝

地鐵站臺(tái)板下積水需要有組織地收集并排放，因此，需要在板下的電纜夾層及軌底風(fēng)道內(nèi)設(shè)置排水溝，最終通過(guò)預(yù)留在集水池壁上的孔洞一齊匯入廢水泵房下的集水池中，然后，通過(guò)潛水泵排至室外市政排水管網(wǎng)。

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)單向坡車站，站臺(tái)板下層設(shè)置排水溝（一般寬200 mm，深50 mm），順著結(jié)構(gòu)底板的坡度一直坡向車站主廢水池，在排水溝與廢水池的銜接處設(shè)置預(yù)埋孔洞為250 mm泄水孔將積水排入廢水池，如圖1所示。站臺(tái)板下層除有縱向排水坡度外，還要考慮橫向排水，需根據(jù)車站的建筑布置向中間找0.2%~1%的橫坡，以保證板下排水通暢，凈空高度不宜小于1 300 mm。同時(shí)，為保證站臺(tái)板板底排水順暢和方便管道檢修，站臺(tái)板下不應(yīng)設(shè)置橫向隔墻。若有橫向隔墻或地梁（如電扶梯底坑等），應(yīng)在隔墻上預(yù)留孔洞或預(yù)埋鋼管以保證排水暢通。

圖1 站臺(tái)板下層縱向排水溝結(jié)構(gòu)圖

對(duì)于平坡車站板下排水的問(wèn)題，為排放站臺(tái)板下積水，通常做法是車站兩端均設(shè)置廢水泵房，站臺(tái)板下排水溝做成“人”字坡，按照坡度不小于0.2%坡向兩端廢水泵房，此方法可有效解決平坡車站的板下排水問(wèn)題。

帶配線的車站，由于車站較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)根據(jù)車站長(zhǎng)度適當(dāng)加多廢水泵房或者集水井，集水坑尺寸建議2 m×1.5 m×1.5 m（長(zhǎng)×寬×高），并設(shè)置潛水泵，以保證站臺(tái)板下層排水的有效性。

3 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水

根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)單位的反映及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，已經(jīng)運(yùn)營(yíng)軌道交通地下車站長(zhǎng)期存在道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水現(xiàn)象，尤其在地下水位高的南方地區(qū)問(wèn)題更突出。

道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑位于軌行區(qū)內(nèi)，數(shù)量多、積水較淺，人員進(jìn)出不便，及時(shí)排放積水存在較大困難，長(zhǎng)期積水容易造成道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)銹蝕及損壞，存有安全隱患，會(huì)影響到行車安全。

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)沙地鐵既有線路及國(guó)內(nèi)部分城市地鐵的調(diào)研分析，總結(jié)歸納轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水主要來(lái)自以下方面：

1）道床沖洗用水、施工用水等，此部分水通過(guò)道床面流入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑形成積水。

2）結(jié)構(gòu)滲漏水等，此部分積水主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)底板與道床之間的混凝土結(jié)合面，滲入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑能形成積水。

3）結(jié)構(gòu)頂板以及結(jié)構(gòu)側(cè)墻滲水，進(jìn)入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑內(nèi)形成積水。

4）運(yùn)營(yíng)維護(hù)不及時(shí)，產(chǎn)生積水后未及時(shí)清理，一旦清理不及時(shí)，積水到一定程度就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)造成維護(hù)。

運(yùn)用微型氣壓排水裝置可較完美地解決道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問(wèn)題。微型氣壓排水裝置收集排水示意圖如圖2所示。

圖2 微型氣壓排水裝置收集排水示意圖

微型氣壓排水裝置，是利用負(fù)壓原理將積水坑內(nèi)部積水抽吸至干，再通過(guò)正氣壓差將吸回的廢水排出至排水溝；主要由集水罐、過(guò)濾式吸水探頭、電氣控制及相關(guān)管路組成，微型氣壓排水裝置安裝示意圖如圖3所示。

圖3 微型氣壓排水裝置安裝示意圖

其工作原理如下：

1）吸水：當(dāng)積水液位達(dá)設(shè)定啟動(dòng)液位時(shí)，設(shè)備利用負(fù)壓將積水吸入集水罐內(nèi)。

2）排水：當(dāng)罐內(nèi)集水達(dá)到設(shè)定排水液位值或吸水到達(dá)規(guī)定的時(shí)間時(shí)，罐內(nèi)正壓將水壓出至排水溝。

3）預(yù)警：當(dāng)液位達(dá)到預(yù)設(shè)的超高液位，設(shè)備再帶聲光報(bào)警[可通過(guò)BAS（建設(shè)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)）遠(yuǎn)程監(jiān)控]。其特點(diǎn)如下：

1）安裝簡(jiǎn)單：不需要增加集水坑，可將液位傳感器放置于各排水區(qū)間明溝最低處，即可實(shí)現(xiàn)抽吸。

2）體積小巧：長(zhǎng)400 mm，寬228.5 mm，高620 mm，設(shè)備質(zhì)量?jī)H15 kg，掛于墻面或固定在地面即可，安裝、檢修方便。

3）無(wú)噪聲：正常工作時(shí)聲音不足45 dB。

4）低能耗：日耗電量與LED燈等同，日常待機(jī)僅功率30 W，工作功率30~200 W（可帶蓄電池版本）。

5）備用機(jī)制：雙液位傳感器，啟停不會(huì)失靈。

6）可控性強(qiáng)：無(wú)須人員值守，自帶遠(yuǎn)程控制程序可實(shí)時(shí)對(duì)各設(shè)備抽吸點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

7）效率高：低液位控制可以排干基坑內(nèi)部積水，無(wú)殘留。

4 廢水泵房排水管預(yù)埋方案

4.1 車站廢水泵房預(yù)埋管

為保證排水順暢，車站廢水泵房預(yù)埋管的位置距離線路實(shí)際最低點(diǎn)距離原則上不超過(guò)5 m。廢水泵房水管預(yù)埋至穿透站臺(tái)板下端墻，不需伸出，由軌道專業(yè)做橫向明溝引入預(yù)埋水管。預(yù)埋管管底至軌面距離應(yīng)等于軌道結(jié)構(gòu)高度，即保證水管管底與結(jié)構(gòu)底板平齊（一般及中等減振地段預(yù)埋管底距軌面580 mm，高度及特殊減振地段預(yù)埋管底距軌面820 mm）。一般、中等減振道床軌道結(jié)構(gòu)高度580 mm的預(yù)埋管[1，2]，如圖4所示。

圖4 長(zhǎng)沙某地鐵工程廢水泵房橫斷面圖

4.2 區(qū)間廢水泵房預(yù)埋管

為保證排水順暢，廢水泵房預(yù)埋管的位置應(yīng)位于線路實(shí)際最低點(diǎn)，如設(shè)置有困難，預(yù)埋管距線路最低點(diǎn)距離不超過(guò)5 m。廢水泵房水管預(yù)埋至穿透盾構(gòu)壁，不需伸出，由軌道專業(yè)做橫向明溝引入預(yù)埋水管。預(yù)埋管管底到軌面的距離為：一般及中等減振地段830 mm（距離盾構(gòu)底50 mm），高等、特殊減振地段870 mm（距離盾構(gòu)底50 mm）。即統(tǒng)一按距離盾構(gòu)底50 mm預(yù)埋。此方案可保證即使在盾構(gòu)打偏吃掉100 mm限界情況下，預(yù)埋管的高程也低于的中心水溝的高程。一般及中等減振地段圓形隧道預(yù)埋管可參照?qǐng)D5。

圖5 長(zhǎng)沙某地鐵工程盾構(gòu)區(qū)間廢水泵房預(yù)埋管圖

5 提高施工質(zhì)量

除了車站外包防水質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制外，站內(nèi)排水的施工質(zhì)量也很重要，站內(nèi)排水主要以離壁溝和排水溝為主。

離壁溝與結(jié)構(gòu)板同期澆筑施工，離壁溝施工質(zhì)量控制與結(jié)構(gòu)板的施工質(zhì)量密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)板施工時(shí)，一方面應(yīng)注意控制擋水檻鋼筋與地漏處預(yù)埋鋼套管的平面位置及高程精度的控制；另一方面控制結(jié)構(gòu)板坡度；在后期裝飾裝修過(guò)程中，對(duì)離壁溝用防水砂漿找坡，坡度不小于3‰，對(duì)地漏周邊做好防滲處理。

因離壁溝與結(jié)構(gòu)板同期澆筑，離壁溝隸屬于結(jié)構(gòu)板的一部分，施工時(shí)，應(yīng)注意控制結(jié)構(gòu)板的施工質(zhì)量。水溝的找坡控制主要在于各個(gè)高程的準(zhǔn)確控制，施工單位在測(cè)量過(guò)程中嚴(yán)格控制高程是質(zhì)量監(jiān)控的重點(diǎn)，應(yīng)建立高程的多層復(fù)核和責(zé)任制。

6 結(jié)語(yǔ)

地鐵內(nèi)積水的及時(shí)排除對(duì)于地鐵安全運(yùn)營(yíng)的極為重要，因此，需要施工單位嚴(yán)格按圖施工、保證工程質(zhì)量；加強(qiáng)監(jiān)理單位的監(jiān)理力度，監(jiān)督工程施工確保工程質(zhì)量；驗(yàn)收工程質(zhì)量時(shí)各單位要嚴(yán)格把關(guān)。綜上所述，從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收等方面共同努力，使地鐵內(nèi)積水的問(wèn)題可以得到解決。