城市軌道交通隧道轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問題與應(yīng)對(duì)方案思考

李巍 陳宇 黃宇 劉揚(yáng)

摘 要 道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)是信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是否可靠地運(yùn)行直接影響到軌道交通運(yùn)營的安全。針對(duì)武漢軌道交通2號(hào)線轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水情況，對(duì)積水危害進(jìn)行了分析，提出了轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑滲漏水解決方案，供類似軌道交通項(xiàng)目參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)轍機(jī);基坑滲水;危害;防治

1城市軌道交通基坑積水危害

在軌道交通建設(shè)及運(yùn)營過程中，根據(jù)運(yùn)行工況，水是重要的生活、生產(chǎn)資源。①工作人員值班期間需要生活用水;②車站站臺(tái)設(shè)置有乘客使用的直飲水;③隧道要定期進(jìn)行沖洗清理;④火災(zāi)情況下需要消防水撲救;⑤風(fēng)井、出入口等經(jīng)常會(huì)有雨水落入;⑥車站保潔、沖洗會(huì)產(chǎn)生各種廢水;⑦空調(diào)等設(shè)備運(yùn)行需要冷凍水、冷凍水進(jìn)行循環(huán);⑧土建結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)規(guī)范允許也會(huì)存在一定數(shù)量的滲漏水。

這些來自不同情況的水，一方面滿足了車站的生產(chǎn)生活需要，但是都有可能匯入轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)坑內(nèi)，同時(shí)，出于安全考慮，轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑獨(dú)立于隧道內(nèi)排水溝（排水溝設(shè)計(jì)上允許有一定量的積水）之外。一旦有水進(jìn)入到缺少排水功能的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑，處于低點(diǎn)的信號(hào)轉(zhuǎn)轍機(jī)則時(shí)刻面臨被水浸泡的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。由于轉(zhuǎn)轍設(shè)備需要不斷的動(dòng)作各種機(jī)械、電氣設(shè)備，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面無法做到完全的自防水，因此則會(huì)處于不安全的運(yùn)行狀態(tài)中[1]。

軌道交通采用電力驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行，列車運(yùn)行期間軌行區(qū)帶電。基于安全防護(hù)原因，檢修人員無法在長達(dá)十幾個(gè)小時(shí)的列車運(yùn)營時(shí)段內(nèi)進(jìn)入隧道查看信號(hào)轉(zhuǎn)轍設(shè)備機(jī)坑的積水情況，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除積水。裝于機(jī)坑內(nèi)的轉(zhuǎn)轍機(jī)被水浸泡后，極易發(fā)生故障，影響列車正常安全運(yùn)營，造成市民出行不便，社會(huì)影響較大。

2工程概況

自2012年武漢地鐵2號(hào)線開通以來，地鐵建設(shè)邁入高速發(fā)展階段，為武漢市民提供便捷高效的出行方式，同時(shí)減少汽車尤其是私家車出行數(shù)量降低尾氣碳排放，武漢城市軌道交通邁入跨越式發(fā)展的階段。根據(jù)報(bào)批的武漢城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2014—2020），確定本次建設(shè)規(guī)劃在上一輪建設(shè)規(guī)劃總長215.3公里（工可批復(fù)實(shí)際長度212.2公里）的軌道網(wǎng)基礎(chǔ)上，新增2號(hào)線南延及北延、4號(hào)線向西延伸兩站兩區(qū)間銜接機(jī)場(chǎng)和大型鐵路樞紐。到2020年形成總規(guī)模439.1公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系，其中新增線路長度226.9公里。至2049年，武漢市規(guī)劃建設(shè)的完整地鐵線路將達(dá)到25條[2]。

3防治措施

由于轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝在隧道底部的機(jī)坑內(nèi)，隧道發(fā)生滲水時(shí)極易被淹沒。對(duì)于這一情況，現(xiàn)有的解決方案主要有五種，分別是“埋設(shè)導(dǎo)管法”“增設(shè)積水井法”“機(jī)坑封堵防護(hù)法”“信號(hào)轉(zhuǎn)轍機(jī)外殼防滲水法”和“自動(dòng)排水裝置”。

（1）埋設(shè)導(dǎo)管法：將隧道排水溝與轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑隔離開來，在排水溝與轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑中間埋入一根排水管，排水管用閥門封閉，阻止水從排水溝排入基坑內(nèi)。在一般運(yùn)營情況下，排水溝的水量是比較小的，不會(huì)有水倒灌入基坑內(nèi)。如果基坑內(nèi)有水灌入后，運(yùn)營維修人員在平常的檢修過程中可以將上述閥門打開，轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑內(nèi)的水就會(huì)通過我們預(yù)先埋設(shè)的導(dǎo)管排入到排水溝內(nèi)。該方案設(shè)計(jì)簡單，便于施工，成本不高，排水簡單易行。但該方案會(huì)增加轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑的深度，加大運(yùn)營維修人員的工作量，并且不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化排水。

（2）增設(shè)積水井法：區(qū)別于“埋設(shè)導(dǎo)管”設(shè)計(jì)方式，“增設(shè)積水井”是將隧道排水溝與轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑完全隔離開來，使得排水溝與基坑互不影響，并且在轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑旁邊增設(shè)集水井，當(dāng)基坑內(nèi)有水時(shí)，這些水會(huì)排入增設(shè)的積水井內(nèi)，積水井內(nèi)的水可以通過人工抽排或者事先安裝小型抽水泵，上海新五線就是采取上述方法，安裝了小型抽水泵，大大便利了日常的運(yùn)營維修，減少了運(yùn)營維修人員的工作量，相對(duì)于“埋設(shè)導(dǎo)管”法，該種方法設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工麻煩，成本也較高，但是排水效果好，完全將轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑與隧道排水溝隔離，使排水溝的水對(duì)基坑造成最小的影響。但是，此方案水泵的控制缺乏自動(dòng)化管理，并且仍然需要維修人員對(duì)水泵進(jìn)行巡檢。目前，對(duì)水泵的控制采用浮子帶動(dòng)杠桿判斷水位高低，當(dāng)積水使浮子上升，杠桿角度超過一定限度，則會(huì)觸發(fā)水泵繼電器，啟動(dòng)水泵進(jìn)行排水。當(dāng)水位到達(dá)一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，機(jī)械設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，導(dǎo)致水泵頻繁啟停，最終有可能損壞水泵。

（3）機(jī)坑封堵防護(hù)法：此方案是對(duì)每個(gè)基坑做封堵防護(hù)，基坑封堵防護(hù)方案能夠在一定程度上阻止外部少量滲漏水流入基坑，但無法解決基坑內(nèi)底部、側(cè)面自身滲漏的問題，也無法解決外部積水水位超過封堵護(hù)坡高度后灌入機(jī)坑的問題。

（4）信號(hào)轉(zhuǎn)轍機(jī)外殼防滲水法：該方法是從轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿、表示桿、手搖把孔、注油孔等外露活動(dòng)部件處分析轉(zhuǎn)轍機(jī)的各個(gè)容易進(jìn)水的部位，針對(duì)性的在各個(gè)進(jìn)水孔用新型防水材料進(jìn)行密封處理。如：更換手搖把孔密封膠墊、在部件結(jié)合處涂抹密封膠、更換機(jī)蓋密封盤根、改造方孔套注油孔、更換蛇管密封膠墊、更換桿件密封膠圈等改造措施。此方法能夠阻止外部少量積水滲入轉(zhuǎn)轍機(jī)，由于轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)的固有特點(diǎn)，其推動(dòng)鐵軌運(yùn)動(dòng)的連接桿和外殼之間必須留有運(yùn)動(dòng)間隙，從而導(dǎo)致無法在結(jié)構(gòu)上完全實(shí)現(xiàn)防水封閉，并且這種外殼防滲水設(shè)計(jì)實(shí)施工作量大，容易損壞，防水材料昂貴且不耐用。

（5）自動(dòng)排水裝置：該方案裝置包含指示燈電路、傳感器電路和驅(qū)動(dòng)電路三個(gè)部分。利用傳感器監(jiān)控道岔基坑積水情況，當(dāng)積水達(dá)到設(shè)置的排水高度，自動(dòng)啟動(dòng)排水裝置，將積水抽到隧道排水溝排出，最終達(dá)到積水控制在安全范圍內(nèi)，與以上技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化排水，減少了人力物力，可靠性高。

4結(jié)束語

人流量大、運(yùn)營設(shè)備多的軌道交通地下車站對(duì)結(jié)構(gòu)防水要求標(biāo)準(zhǔn)極高。結(jié)構(gòu)滲漏水對(duì)軌道交通結(jié)構(gòu)壽命的影響、對(duì)運(yùn)營安全的危害以及給養(yǎng)護(hù)及維修帶來的困擾均已成為建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工及營運(yùn)管理過程中的重中之重。必須采取行之有效的技術(shù)措施，完善防排水設(shè)計(jì)，采取適當(dāng)?shù)氖┕すに嚕訌?qiáng)施工過程質(zhì)量管控，選用行之有效的防水材料，才能確保車站結(jié)構(gòu)防水的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 常軍霞，劉宗洲，陳俊俊，等.地鐵工程地下車站轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水方案研究[J].給水排水，2017（9）：97-99.

[2] 朱炎新.淺析地鐵道岔區(qū)域防排水的軌道設(shè)計(jì)和施工[J].安徽建筑，2014（1）：106-107.