地鐵車輛基地上蓋預(yù)留開發(fā)蓋板防排水關(guān)鍵性技術(shù)分析

崔影泉

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

地鐵車輛作為當(dāng)前社會(huì)重要的交通工具之一，因?yàn)槠鋽?shù)量眾多，所以需要對(duì)其做好嚴(yán)格的停放管理，因此則形成了地鐵車輛基地。為了充分利用地鐵車輛基地，最大化提升土地資源利用率，同時(shí)要避免對(duì)正常地鐵通車產(chǎn)生影響，則將會(huì)在地基上方設(shè)置有預(yù)留帶蓋建筑。因此預(yù)留蓋板防水以及排水則成為關(guān)鍵性話題。

1 地鐵車輛基地預(yù)留蓋板的施工難點(diǎn)

當(dāng)前在地鐵車輛基地工程施工中，基地本體結(jié)構(gòu)工程與上蓋物業(yè)開發(fā)大多數(shù)為兩家不同的設(shè)計(jì)單位，因此則產(chǎn)生了差異性的施工工期。設(shè)計(jì)界限作為首層蓋板結(jié)構(gòu)劃分為上下兩部分的物業(yè)開發(fā)。設(shè)計(jì)地鐵車輛基地的預(yù)留蓋板開發(fā)項(xiàng)目在現(xiàn)階段并未形成完善的可參考規(guī)范內(nèi)容[1]。

在當(dāng)前的地鐵車輛基地中對(duì)預(yù)留蓋板的防排水施工進(jìn)行研究，首先由于地鐵車輛基地會(huì)形成大規(guī)模的蓋板結(jié)構(gòu)，因此這樣的工程在實(shí)際的防排水設(shè)計(jì)中面臨著復(fù)雜的設(shè)計(jì)需求。其次則是在地基中蓋板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土材質(zhì)問題，一般為蓋下建筑的屋面結(jié)構(gòu)，而在后期實(shí)施開發(fā)的過程中，一般則可以作為住宅小區(qū)的停車庫(kù)室內(nèi)地面。因此需要兼顧臨時(shí)以及后期使用的功能標(biāo)準(zhǔn)。

2 屋面結(jié)構(gòu)與蓋板防排水的匹配需求

2.1 物業(yè)開發(fā)蓋板的特征

車輛段上蓋綜合體物業(yè)開發(fā)過程中，在初期階段中則是基于車輛段臨時(shí)屋面結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的，而長(zhǎng)期則是基于物業(yè)汽車車庫(kù)所形成的功能結(jié)構(gòu)。而在蓋板結(jié)構(gòu)的下方位置則存在復(fù)雜的綜合管網(wǎng)等，為了不影響正常檢修功能，需要協(xié)同上蓋物業(yè)開發(fā)的功能預(yù)留與蓋下綜合管網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)。

2.2 蓋板排水特征

屋面結(jié)構(gòu)的排水特征以傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)屋面為鋼筋混凝土平面，則排水方式多為重力排水。屋面通常情況下適用結(jié)構(gòu)找坡以及建筑找坡等，采用結(jié)構(gòu)找坡可以滿足排水需求，但是在后期開發(fā)中需要在車路地坪位置適用大量墊層進(jìn)行墊平增加厚度，滿足停車需求，同時(shí)增加了建筑荷載，最終影響車庫(kù)層高需求增加。

3 相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)

現(xiàn)階段在我國(guó)眾多地鐵車輛基地預(yù)留蓋板的防排水工程中已經(jīng)逐漸應(yīng)用到經(jīng)過完善的虹吸式雨水斗以及重力雨水系統(tǒng)等進(jìn)行排水。

虹吸式雨水斗本身的排水能力較強(qiáng)，不但能夠有效排除多余雨水，而且其占地面積較小，在大屋面中具有較高的適用度。但是在后期開發(fā)中上蓋完成需要拆除相應(yīng)的管道，則會(huì)導(dǎo)致成本浪費(fèi)問題。例如，北京地鐵1 號(hào)線的四惠車輛段就是應(yīng)用到虹吸式雨水斗。

重力雨水系統(tǒng)具有價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，從而避免拆除浪費(fèi)問題。但是相較于虹吸式雨水斗而言，該排水系統(tǒng)的能力較差，而且立管結(jié)構(gòu)較多，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)微觀程度造成了一定影響，同時(shí)也會(huì)影響凈空高度。例如，天津地鐵1 號(hào)線的東延線雙橋河車輛段。

因此根據(jù)這樣的資料內(nèi)容進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，若虹吸排水系統(tǒng)的應(yīng)用面積較大，則將會(huì)在蓋板結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生大量的孔洞結(jié)構(gòu)，而且在板下結(jié)構(gòu)位置將會(huì)形成雨水交錯(cuò)的管線，從而增加漏水風(fēng)險(xiǎn)，難以進(jìn)行簡(jiǎn)便的運(yùn)營(yíng)檢修。若使用簡(jiǎn)單的重力排水系統(tǒng)，則難以形成良好的排水效率，將會(huì)導(dǎo)致蓋板結(jié)構(gòu)上存在大量積水，若積水過多則將會(huì)在縫隙中向車庫(kù)流入，可能會(huì)對(duì)其正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響[2]。

4 工程方案

4.1 工程概況

萬(wàn)頃沙車輛段作為地面停車場(chǎng)，建立在蓋下結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在蓋上對(duì)土地資源進(jìn)行優(yōu)化配置，建成高層住宅以及公共配套建設(shè)設(shè)施。在該工程中實(shí)際總用地面積約為48.95hm2，包含出入段線路的凈用地面積大約為38.60hm2。該工程中為物業(yè)提供的蓋板實(shí)際開發(fā)面積大約為29.26hm2，容積率為2.0，蓋上容積率為0.925。該工程中的功能分區(qū)主要是分為咽喉區(qū)、庫(kù)房去區(qū)等位置。其中在咽喉區(qū)上方以公共建筑配套設(shè)施為主，而庫(kù)房區(qū)則是借助于框架剪力墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而形成了高層住宅區(qū)。咽喉區(qū)以及聯(lián)合檢修庫(kù)區(qū)布置了洋房建筑結(jié)構(gòu)，在白地布置了超高層塔樓結(jié)構(gòu)。圖1 為該工程的功能分區(qū)。

圖1 工程功能分區(qū)

4.2 蓋板防排水方案對(duì)比

通過分析在該工程中的蓋下排水具體情況發(fā)現(xiàn)在該車輛段結(jié)構(gòu)位置分設(shè)了5 個(gè)排水口，其中與萬(wàn)新大道的市政管道接口管道則為1、2、3、4 排水口，其中排水口1 連接市政管道的直徑大約為DN800mm，最大雨水接入量則為604L/s，排水口2 連接市政管道的直徑大約為DN1000mm，最大雨水接入量則為1166L/s，排水口3 連接市政管道的直徑經(jīng)過測(cè)量則為DN1000mm，最大的管道直徑則為排水口4，大約為DN1400mm。

而最后的排水口5 則是地鐵車輛段的排水口，主要負(fù)責(zé)地鐵線路的排水工程。在工程中萬(wàn)新大道的一般管徑經(jīng)過測(cè)量為1000~1800mm，這樣的管徑對(duì)于現(xiàn)有的地鐵車輛排水而言難以滿足實(shí)際需求，因此則需要對(duì)該段工程的排水進(jìn)行重新安排。在七涌中新建箱涵結(jié)構(gòu)中出水口位置的箱涵底部為4.15m 標(biāo)高，頂部為6.15m 標(biāo)高，同時(shí)將拍門井設(shè)置在排水口位置。根據(jù)現(xiàn)有的相關(guān)資料進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)前在七涌位置中的底部標(biāo)高大約為0.78m，水位常年控制在5m 左右，排澇管控水位則控制在6.2m 左右。在蓋板周圍設(shè)置了相應(yīng)的合并承臺(tái)、結(jié)構(gòu)架空板等，從而對(duì)排水側(cè)溝起到一定的輔助作用，能夠有效對(duì)蓋板上的雨水進(jìn)行收集，并通過道路雨水管道向外排出[3]。

方案一：基于當(dāng)前的工程狀況設(shè)計(jì)了差異性的蓋板防排水方案。其中方案一則是根據(jù)蓋板結(jié)構(gòu)的高度差異，從而促使蓋上雨水實(shí)現(xiàn)了南北方的流動(dòng)，則取消了在原有施工方案中所設(shè)計(jì)的庫(kù)房區(qū)三排虹吸雨水斗進(jìn)行排水。這樣的排水方案本身的要點(diǎn)在于能夠有效降低漏水可能性，避免使用雨水斗以及水溝等結(jié)構(gòu)，從而避免使用虹吸造成費(fèi)用成本的增加。但是這樣的方案同樣存在著一定的缺點(diǎn)，由于涉及較大范圍的蓋板結(jié)構(gòu)找坡，為了保障蓋板結(jié)構(gòu)無(wú)明顯的層次變化，則使用了建筑找坡以及采用結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步增加了費(fèi)用成本，而且將會(huì)影響到蓋下結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的排水系統(tǒng)。

因此基于這樣的問題在該方案實(shí)施過程中需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，主要是針對(duì)于當(dāng)前的蓋上立管銜接位置進(jìn)行調(diào)整。蓋板周圍能夠均勻分布立管銜接處廣泛收集周圍的側(cè)溝水，并向道路管涵進(jìn)行排放。側(cè)溝位P5以及P6 調(diào)整為1.8m 寬度，P8 則同樣向上調(diào)整至1.5m。檢修庫(kù)北側(cè)涵管結(jié)構(gòu)位置的直徑從原有的1500mm 向1605mm 進(jìn)行調(diào)整，并且使用箱涵代替庫(kù)前管涵[4]。

這樣的調(diào)整方案在完成實(shí)施之后同樣存在著一定的問題。由于排水溝寬度增加，而且基于原有的架空板結(jié)構(gòu)維持在1.55m 左右，難以適應(yīng)排水溝的設(shè)置需求，新增管箱交錯(cuò)相鄰強(qiáng)電管溝，需要將架空板向下調(diào)整0.5m。箱涵位置同樣需要向下調(diào)整150mm 左右，部分承臺(tái)結(jié)構(gòu)已經(jīng)在施工。在經(jīng)過調(diào)整后出水口位置的箱涵底部標(biāo)高則上升為4.0m，頂部為6.0m 標(biāo)高，排澇管控水位則為6.2m，從而產(chǎn)生了將近200mm 的高度差，因此在一定程度上增加了倒灌風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)整后的方案如圖2所示。

圖2 方案一蓋下排水施工結(jié)論

方案二：同樣是利用蓋板結(jié)構(gòu)本身的高度差異，從而促使雨水在板面結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了南北方的側(cè)向流淌，取消了原有的兩派虹吸雨水斗排水系統(tǒng)，并使用重力雨水斗對(duì)第三排虹吸雨水斗進(jìn)行替換。這樣的排水設(shè)計(jì)方案中主要是體現(xiàn)出節(jié)省虹吸系統(tǒng)應(yīng)用費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。但是該方案的缺點(diǎn)同樣較為明顯，由于在實(shí)際中需要使用建筑找坡結(jié)合結(jié)構(gòu)形式形成咽喉區(qū)，因此其費(fèi)用有所增加，而且在一定程度上會(huì)影響到蓋下排水系統(tǒng)，同時(shí)在庫(kù)房結(jié)構(gòu)中的道路上需要相應(yīng)的設(shè)置雨水井，密集的懸吊網(wǎng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致管道增加，因此需要進(jìn)一步對(duì)綜合管網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行核對(duì)分析[5]。

對(duì)方案二進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整庫(kù)房雨水管徑為1800mm，調(diào)整雨水管道坡度結(jié)構(gòu)為3%，促使庫(kù)前雨水管上調(diào)至2000mm，促使蓋板結(jié)構(gòu)中間雨水能夠通過庫(kù)房道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行排放，增加雨水井來(lái)滿足庫(kù)房道路雨水的排水需要。而且將中部結(jié)構(gòu)全部改為重力雨水管則在一定程度上促使水量增加，較為密集的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)受到重力影響，找坡時(shí)對(duì)層高造成占用，因此需要進(jìn)一步核對(duì)蓋下管網(wǎng)所受到的綜合影響。調(diào)整后的方案如圖3 所示。

圖3 方案二蓋下排水施工結(jié)論

方案三：基于蓋板本身的高度差異，從而促使雨水在蓋板板面上時(shí)能夠始終按照南北方的結(jié)構(gòu)走向進(jìn)行排放，將原有施工中所設(shè)計(jì)的虹吸雨水斗去掉其中兩排，使用重力雨水斗替換原有的虹吸雨水斗排水系統(tǒng)。這樣的蓋板排水設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)在于能夠按照原有施工要求中的相關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)找坡布置，同時(shí)避免應(yīng)用虹吸雨水斗排水系統(tǒng)，讓其費(fèi)用得到節(jié)約。因此對(duì)蓋下排水系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，庫(kù)房管道之間設(shè)置的雨水管在排水過程中需要應(yīng)用到影響的雨水井，同時(shí)也會(huì)形成更加密集的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加了立管結(jié)果，需要精準(zhǔn)核對(duì)綜合管網(wǎng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)。

對(duì)該方案做出調(diào)整，庫(kù)房中間道路結(jié)構(gòu)的排水管道則作為主要排放方式，將蓋板中間區(qū)域的雨水排出，同時(shí)是相應(yīng)地增加雨水井滿足庫(kù)房道路的雨水排水管道需求，雨水井?dāng)?shù)量一般情況下控制在80 個(gè)左右。中部全部使用重力雨水管進(jìn)行替換之后，則相應(yīng)地增加了雨水量，由于管道網(wǎng)路結(jié)構(gòu)較為密集，則重力管道在找坡的過程中可能會(huì)對(duì)層高造成一定的占用，因此需要進(jìn)一步詳細(xì)核實(shí)蓋下的綜合管網(wǎng)結(jié)構(gòu)。具體完善后的排水方案如圖4 所示。

圖4 方案三蓋下排水施工結(jié)論

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段城市軌道的發(fā)展已經(jīng)逐漸延伸出了地鐵結(jié)合物業(yè)的模式，發(fā)展地鐵車輛基地的蓋上物業(yè)結(jié)構(gòu)成為未來(lái)重要的發(fā)展趨勢(shì)，但是不斷建成的地鐵車輛基地衍生出的預(yù)留蓋板防排水也成為關(guān)鍵性議題。需要通過案例分析結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷研究，最終才能夠形成適應(yīng)性的防排水工程方案。