地鐵排水優化設計

柳登發

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣州 510000）

1 引言

隨著我國的快速發展，城市軌道交通也進入了一個迅速發展的階段，軌道交通的建設規模都有了很大的提升，我國城市軌道運營里程數位居世界前列。已開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、自導向軌道系統和電子導向膠輪系統等，其中，地鐵占比最大。在把握機遇、快速發展的同時，進一步研究總結地鐵設計經驗教訓，對于今后的發展建設很有必要，并且具有重要的指導意義。

本文針對長沙多條地鐵線路的排水設計提出自己的一些建議及對策，供廣大同行參考、斟酌。

2 站臺板下層排水溝

地鐵站臺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道內設置排水溝，最終通過預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，通過潛水泵排至室外市政排水管網。

對于標準單向坡車站，站臺板下層設置排水溝（一般寬200 mm，深50 mm），順著結構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置預埋孔洞為250 mm泄水孔將積水排入廢水池，如圖1所示。站臺板下層除有縱向排水坡度外，還要考慮橫向排水，需根據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，為保證站臺板板底排水順暢和方便管道檢修，站臺板下不應設置橫向隔墻。若有橫向隔墻或地梁（如電扶梯底坑等），應在隔墻上預留孔洞或預埋鋼管以保證排水暢通。

圖1 站臺板下層縱向排水溝結構圖

對于平坡車站板下排水的問題，為排放站臺板下積水，通常做法是車站兩端均設置廢水泵房，站臺板下排水溝做成“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題。

帶配線的車站，由于車站較長，設計根據車站長度適當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×寬×高），并設置潛水泵，以保證站臺板下層排水的有效性。

3 轉轍機基坑排水

根據地鐵運營單位的反映及現場調查，已經運營軌道交通地下車站長期存在道岔轉轍機基坑積水現象，尤其在地下水位高的南方地區問題更突出。

道岔轉轍機基坑位于軌行區內，數量多、積水較淺，人員進出不便，及時排放積水存在較大困難，長期積水容易造成道岔轉轍機銹蝕及損壞，存有安全隱患，會影響到行車安全。

通過對長沙地鐵既有線路及國內部分城市地鐵的調研分析，總結歸納轉轍機基坑積水主要來自以下方面：

1）道床沖洗用水、施工用水等，此部分水通過道床面流入轉轍機基坑形成積水。

2）結構滲漏水等，此部分積水主要是通過結構底板與道床之間的混凝土結合面，滲入轉轍機基坑能形成積水。

3）結構頂板以及結構側墻滲水，進入轉轍機基坑內形成積水。

4）運營維護不及時，產生積水后未及時清理，一旦清理不及時，積水到一定程度就會對轉轍機造成維護。

運用微型氣壓排水裝置可較完美地解決道岔轉轍機基坑積水問題。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，是利用負壓原理將積水坑內部積水抽吸至干，再通過正氣壓差將吸回的廢水排出至排水溝；主要由集水罐、過濾式吸水探頭、電氣控制及相關管路組成，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：當積水液位達設定啟動液位時，設備利用負壓將積水吸入集水罐內。

2）排水：當罐內集水達到設定排水液位值或吸水到達規定的時間時，罐內正壓將水壓出至排水溝。

3）預警：當液位達到預設的超高液位，設備再帶聲光報警[可通過BAS（建設設備自動化系統）遠程監控]。其特點如下：

1）安裝簡單：不需要增加集水坑，可將液位傳感器放置于各排水區間明溝最低處，即可實現抽吸。

2）體積小巧：長400 mm，寬228.5 mm，高620 mm，設備質量僅15 kg，掛于墻面或固定在地面即可，安裝、檢修方便。

3）無噪聲：正常工作時聲音不足45 dB。

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

5）備用機制：雙液位傳感器，啟停不會失靈。

6）可控性強：無須人員值守，自帶遠程控制程序可實時對各設備抽吸點進行遠程監控。

7）效率高：低液位控制可以排干基坑內部積水，無殘留。

4 廢水泵房排水管預埋方案

4.1 車站廢水泵房預埋管

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

圖4 長沙某地鐵工程廢水泵房橫斷面圖

4.2 區間廢水泵房預埋管

為保證排水順暢，廢水泵房預埋管的位置應位于線路實際最低點，如設置有困難，預埋管距線路最低點距離不超過5 m。廢水泵房水管預埋至穿透盾構壁，不需伸出，由軌道專業做橫向明溝引入預埋水管。預埋管管底到軌面的距離為：一般及中等減振地段830 mm（距離盾構底50 mm），高等、特殊減振地段870 mm（距離盾構底50 mm）。即統一按距離盾構底50 mm預埋。此方案可保證即使在盾構打偏吃掉100 mm限界情況下，預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埋管可參照圖5。

圖5 長沙某地鐵工程盾構區間廢水泵房預埋管圖

5 提高施工質量

除了車站外包防水質量應嚴格控制外，站內排水的施工質量也很重要，站內排水主要以離壁溝和排水溝為主。

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

因離壁溝與結構板同期澆筑，離壁溝隸屬于結構板的一部分，施工時，應注意控制結構板的施工質量。水溝的找坡控制主要在于各個高程的準確控制，施工單位在測量過程中嚴格控制高程是質量監控的重點，應建立高程的多層復核和責任制。

6 結語

地鐵內積水的及時排除對于地鐵安全運營的極為重要，因此，需要施工單位嚴格按圖施工、保證工程質量；加強監理單位的監理力度，監督工程施工確保工程質量；驗收工程質量時各單位要嚴格把關。綜上所述，從設計、施工、監理、驗收等方面共同努力，使地鐵內積水的問題可以得到解決。