地鐵車輛基地上蓋預留開發蓋板防排水關鍵性技術研究

王 興

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，710043，西安∥工程師）

地鐵車輛基地是停放和管理地鐵車輛的場所。為了利用地鐵車輛基地上部進行物業開發，又不影響基地本體的先期通車運營，在其上部開發條件還不成熟的時候，通常會在前期實施時將地鐵車輛基地設計為帶有預留上蓋條件的建筑。因此，做好預留階段的防排水處理并兼顧近遠期功能，具有重要的實際意義。

本文以成都地鐵大豐停車場實際工程為例，介紹預留蓋板的關鍵節點技術。

1 地鐵車輛基地預留蓋板工程難點

目前，國內地鐵車輛基地本體與上蓋物業開發的設計單位通常不是同一家，兩者的施工周期通常也不同。以首層蓋板作為設計界面，將整體物業開發劃分為上下兩部分。預留開發蓋板地鐵車輛基地的設計，目前沒有針對性的國家規范及圖集以供參考。而預留條件下的地鐵車輛基地蓋板設計就成了設計的重點和難點。地鐵車輛基地設計方需在前期設計階段做好對遠期物業開發的兼顧與包容，以確保物業開發實施后上下兩部分功能不受影響。

目前我國的建筑屋面排水設計參照規范是《屋面排水設計規范》。但預留開發條件的地鐵車輛基地蓋板因其特殊性而無法參照該規范執行。

地鐵車輛基地預留蓋板防排水工程的難點，首先是規模問題：一般情況下，地鐵車輛基地的蓋板規模都相當大，規模較大的會達到20萬～30萬m2，甚至更大，規模較小的也有將近10萬m2。巨大的蓋板規模是防排水設計的極大難點。其次是功能問題：地鐵車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；而在后期開發時，將作為住宅小區的小汽車停車庫使用，為室內地面。因此，其排水形式要兼顧永久與臨時兩種功能需求，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。

2 常規屋面與蓋板排水的匹配性分析

2.1 物業開發蓋板的特點

在初期，蓋板是下部工藝廠房的屋面；在遠期，蓋板是上部物業開發的小汽車車庫。因此設計時需要兼顧兩個時期蓋板的使用功能。

蓋板下部有密集的接觸網以及其他管線，為保障運營安全和后期檢修，不允許有水管穿過。蓋板上部在初期未開發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，不能長期積水，否則會造成下部漏水，威脅運營安全。

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 廣場等大型場地排水特點

首先，廣場排水的坡度較緩，一般設置排水溝將地面雨水接入道路排水系統。其次，廣場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到地下建筑防水層時水量已經很小，不會對建筑造成較大破壞。廣場及地下建筑一般均一次實施到位，不存在后期鑿除重做問題，也沒有需預留永久與臨時功能結合的特殊節點需求。因此，蓋板排水無法完全參考廣場的排水形式，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

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

采用建筑找坡形式（見圖1），需滿足雨水管不可穿越蓋板的要求，所以找坡長度將會很大；找坡材料最厚處近2 m，荷載過大，對結構不利；后期開發時還需鑿除找坡材料，廢棄量很大。

圖1 建筑找坡示意圖

結構找坡形式（見圖2）保證了屋面的排水要求，但是在后期開發時，需要大量墊層材料將車庫地坪填平以供停車。最厚填充處也將達到2～3 m，致使建筑整體荷載較大，并且將增加對小汽車車庫的層高要求，經濟性欠佳。

圖2 結構找坡示意圖

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。按此標準計算蓋板排水立管數量：如果蓋板面積為10萬m2，則整個屋面需要設置500根水落管。這就導致蓋板每個長邊有250個落水立管，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

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。若將此種排水形式應用于蓋板排水，其可行性分析如下：

因為蓋板下部不允許雨水管穿過，蓋板中部無法設置天溝，因此，只能在蓋板邊緣處設置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 蓋板遠期車庫地面要求

蓋板遠期作為開發后的小汽車停車庫時，地面處理有如下要求：

1）停車坡度要求：地面坡度盡量緩和。

2）荷載要求：地面應具有一定的承載能力，不能因長期停車而造成地面開裂、下陷?？梢约骖櫯R時屋面與停車荷載要求的方法有：一是完全按照低標準臨時屋面設計，開發后鑿除再重新做車庫地面。此做法的工程廢棄量比較大，造價高，不經濟。二是將臨時屋面直接設計成停車屋面形式，選用滿足停車荷載的建筑材料，開發后直接作為車庫使用，避免后期開發時的廢棄量。這也將存在一個問題，施工時材料堆放、車輛行駛、預留接口鑿除重做等，會對屋面變形縫處造成部分破壞，后期修補工作很難避免。

經過以上的比較分析，得出預留蓋板排水方式設計的幾個重要限定因素：蓋板上下需要做到基本隔絕，不可有雨水管線上下穿行；蓋板需滿足臨時屋面的排水功能；蓋板需滿足小汽車車庫地面要求；蓋板上部雨水需盡快排除。

3 實例參照

目前國內已建成的地鐵車輛基地蓋板排水一般采用經改造的虹吸式雨水系統及重力流雨水系統。

虹吸式雨水系統，排水能力強，能及時有效地組織雨水排出，可節省空間高度，適于大屋面雨水排放。但上蓋后期開發后，雨水管道無法利用需拆除，所以采用虹吸式雨水系統較為浪費。如北京地鐵1號線四惠車輛段、上海軌道交通14號線金橋車輛段均采用虹吸式雨水系統。

重力流雨水系統，優點是造價低，拆除浪費較少；缺點是排水能力不如虹吸雨水系統，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號線紅花堰車輛段、天津地鐵1號線東延線雙橋河車輛段則采用重力流雨水系統。

根據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，常成為漏水的薄弱點，給運營檢修帶來不便。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，積水過深時會沿變形縫漏入庫內，影響運營使用。故本文在實際工程中采用了虹吸與重力流結合的排水方式，規避兩者缺陷。

4 實際工程方案介紹

4.1 工程概況

成都地鐵大豐停車場位于成都市新都區石佛村，緊鄰正線與華桂路高架車站接軌，在既有香城大道與規劃興城大道之間，占地約27 ha。

大豐停車場上蓋開發的范圍為運用庫本體。首層9.0 m蓋板以下為地鐵運用庫，9.0 m至14.2 m為后期物業開發汽車庫，14.2 m標高以上為后期物業開發小區，為16棟28層的高層住宅。

先期施工至首層9.0 m蓋板層。后期開發后實施小汽車車庫及住宅部分。目前蓋板層已完工，上部開發時序尚不明朗。本文主要討論首層蓋板的防排水處理措施，做好永久與臨時功能結合設計，保證在臨時屋面階段不漏水，永久開發階段易施工。

表1 蓋板防排水設計方案推導優化過程表

圖3 蓋板外掛天溝示意圖

4.2 蓋板防排水方案

權衡考慮蓋板排水的幾個限定因素及設計難點，參照已有工程的經驗，大豐停車場蓋板設計采用了永久與臨時功能結合且經濟合理的方案（見表1）。

大豐停車場運用庫蓋板共設置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個分區，每個分區為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個長邊以坡度0.3%找坡；在蓋板邊緣設置天溝匯聚雨水，天溝內設置虹吸系統（見圖3）。蓋板邊緣無法設置天溝的部位，在盡量靠近蓋板邊緣的位置設置下沉集水坑，內置虹吸雨水斗。集水坑深度滿足屋面雨水計算及虹吸排水要求（見圖4）。外掛天溝采用金屬天溝形式，兼顧外立面美觀 的同時也便于后期開發時的拆除。經過雨水流量計算后，在天溝內設置足夠數量的虹吸雨水斗，形成虹吸雨水系統，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 大豐停車場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、保溫，隔熱、隔音，抗震性能好。良好的隔音效果能減弱地鐵車庫對上部開發的噪聲干擾。可以達到與結構同等的耐久年限。

本次設計推薦采用密度600 kg/m3、強度5.0 MPa（LC5.0）的泡沫混凝土作為屋面保溫找坡材料，同時滿足施工及后期車庫要求。在泡沫混凝土上加剛性保護層，后期開發時可直接在此保護層上做車庫地面。

4.3 變形縫防水方案

車輛基地蓋板規模巨大，結構設計時難以避免會將蓋板劃分為多個區域，各區域之間的變形縫處成為了下部車輛基地容易漏水的薄弱環節。防水處理尤為重要。

4.3.1 變形縫形式

針對變形縫的處理，有幾種傳統形式以供選擇，下面對各個處理方式的優缺點進行分析。

1）鋼筋混凝土女兒墻式變形縫。女兒墻采用鋼筋混凝土，外側包裹附加防水卷材與屋面防水卷材相接，頂部加設變形縫裝置。此種變形縫整體性好、防水效果好。但是后期物業開發時，施工車輛需要在9.0 m板上行駛，需要拆除高出9.0 m板的變形縫女兒墻，對蓋板變形縫進行封堵處理。鋼筋混凝土女兒墻在后期拆除時會對主體結構造成一定程度的破壞，影響防水效果。

2）停車屋面式變形縫。不設女兒墻，變形縫裝置埋入屋面做法內，完成后與屋面完成面平齊，便于開發時施工車輛在9.0 m板上行駛，但是防水效果較女兒墻式較差。并且施工雜物會容易掉落進受損變形縫中影響后期防水效果，引起下部漏水。

4.3.2 實際工程變形縫方案

在大豐停車場蓋板工程中，在女兒墻式變形縫的基礎上做一些優化改造。

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法再加寬，故在維持柱間距200 mm的情況下，將變形縫兩側的板向中間挑出，僅留100 mm寬變形縫；縫兩側磚砌女兒墻，高出屋面完成面200 mm?？p內填充保溫材料兼做模塊，下部做阻火帶，耐火等級同樓板。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。將變形縫兩側的板向中間挑出，僅留寬100 mm變形縫。板上女兒墻及縫內填充做法不變。拉開的柱間距使變形縫女兒墻避開了上部預留柱的范圍，在后期破除上部預留柱時可避免對變形縫的破壞。女兒墻高出屋面200 mm，即保證了變形縫的防水處理，又最大限度地節省了工程投資，利于后期開發破除改造。利用加寬的500 mm柱子間距在蓋板之下加設金屬排水溝，防止變形縫破壞后雨水漏入庫內，又可防止開發施工時雜物落入變形縫中。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，不影響庫內接觸網及其他管線，見圖 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 開發后改造

后續物業開發時需對臨時防排水系統進行改造。

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

（2）虹吸系統改造。地鐵場段在投入使用以后，蓋板下部將密布接觸網及各專業管線。開發后若要拆除無用的虹吸管，操作起來會危及人員及地鐵運營安全；并且上蓋汽車車庫內產生的是污水，虹吸管線僅適用于雨水，虹吸管道無法供給汽車車庫污水排放使用。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系可拆除。

5 結語

“地鐵+物業”綜合開發模式已經成為城市軌道交通可持續發展的重要模式，優先發展地鐵車輛段上蓋物業成為未來的發展趨勢。隨著越來越多的預留開發蓋板地鐵車輛基地的建成，本工程在預留上蓋物業開發蓋板的防水、排水方案及節點處理等方面的建設經驗，將給后續工程提供積極的參考價值。