下沉式停車場上蓋平臺臨時雨水排放方案分析
——以福州市4號線洪塘停車場上蓋平臺排水方案為例

文｜廣州地鐵設計研究院股份有限公司 楊貴德

1 前言

近年來，在城市交通便捷性和用地緊張的背景下，基于“軌道+物業”模式的地鐵車輛段上蓋物業開發項目成為全國各大城市相繼開展的熱點。下沉式停車場作為一種新型結構形式的地鐵車輛段，能進一步提高城市土地利用效率和經濟效益，增益停車場上蓋物業開發，在軌道交通物業開發的建設中具有很大的應用價值[1]。然而，因地鐵停車場和上蓋物業開發大多存在建設工期不一致的問題，上蓋物業經常在地鐵停車場建成運營后才投入建設。在停車場上蓋物業開發前，為避免降雨時上蓋平臺雨水侵入蓋下停車場尤其是下沉式停車場，損壞地鐵設備，地鐵停車場建設時需要考慮上蓋平臺的臨時排水措施。本研究基于福州市4 號線洪塘停車場上蓋平臺排水方案的分析，為下沉式停車場上蓋平臺臨時排水設計提供參考。

2 工程概況

福州市軌道交通4 號線洪塘停車場位于福州倉山區三環快速路以東，金山大道以北，縱一號路西南側的地塊內。停車場地塊長約1000 m，寬約27～268 m，占地面積約16.01 hm2。停車場采用半地下形式，其軌行區地坪標高約2.25 m，周邊道路標高約為8.25～8.86m。停車場下沉約6.00～6.61 m。停車場上蓋平臺與室外路面的關系如圖1 所示。停車場承擔地鐵車輛的停放、檢修以及線路物資儲存等功能，場內設置有運用庫、洗車機棚及控制室、混合所、內燃機車庫、出入場線、調蓄水池、污水處理站等功能用房和輔助辦公樓[2]。基于土地資源集約利用的考慮，對洪塘停車場運用庫、咽喉區及出入場線等區域進行上蓋物業開發建設。其中上蓋平臺蓋板面積約11.86 hm2，蓋板標高約12 m，擬在停車場上蓋平臺處建設商品住宅、社區配套商業及幼兒園和社會車庫等。根據整個工程建設工期計劃，上蓋平臺與停車場蓋下主體同步建設，待上蓋平臺建成后，上蓋平臺物業開發入場，即刻開展平臺物業開發建設。因此，本次排水方案僅針對上蓋平臺物業開發建設前平臺的臨時排水設計。

圖1 停車場上蓋平臺剖面圖

3 上蓋平臺雨水排放方案

基于下沉式停車場場地的特殊性及地鐵公共設施的安全性考慮，上蓋平臺雨水不允許侵入停車場內部或停車場場地深基坑內，以防影響地鐵設施正常運行，蓋上、蓋下排水應相互獨立，互不干擾。根據上蓋平臺變形縫設置情況，對停車場運用庫（A區）、咽喉區（B 區）、出入場線（C 區）屋面3 個區域進行匯水分區劃分，如圖2 所示。

圖2 停車場上蓋平臺匯水分區圖

3.1 上蓋平臺雨水量計算

停車場上蓋平臺設計雨水量與匯水區域徑流系數、當地暴雨強度及匯水面積有關[3]。雨水設計流量按照式(1)計算：

考慮到本研究僅考慮停車場上蓋平臺的臨時排水，停車場上蓋平臺的降雨重現期按P=10年，校核按P=25年考慮，降雨歷時按t=5 min 計。

上蓋平臺各分區雨水設計流量計算結果見表1。

表1 停車場上蓋平臺各匯水分區雨水量計算表

3.2 上蓋平臺雨水排放分析

虹吸排水系統具有排水迅速，排水能力強等優點，同時可減少排水立管數量，減少排水對外接駁點，便于管理。根據《虹吸式屋面雨水排水系統技術規程》（CECS 183-2015）要求[4]：當立管管徑不大于DN75 時，雨水斗斗面至過渡段的高差宜大于3 m；當立管管徑不小于DN90 時，雨水斗斗面至過渡段的高差宜大于5 m。洪塘停車場上蓋平臺蓋板面積較大，按虹吸排水考慮時，排水立管管徑基本都在DN150及以上。因停車場蓋板標高約12 m，僅比周邊道路高約3.14～3.75 m，小于虹吸排水系統要求的適宜高差，因此用虹吸排水系統效果不理想。同時虹吸排水需要采用專用雨水斗，管道采用HDPE 管和鍍鋅鋼管，初步研究，上蓋平臺采用虹吸排水系統時，造價約600 萬，而采用重力排水系統，造價不到100 萬，虹吸排水系統成本遠比重力排水系統高。此外，因本項目上蓋物業開發與蓋板平臺建設間隔時間短，上蓋平臺物業開發時，屋面虹吸系統會被廢除，浪費較大[5]。綜合比較下，停車場上蓋平臺臨時排水采用重力排水系統。

利用重力排水系統時，有兩種排水方式可供選擇，建筑屋面內排水和外排水。采用內排水時，需要在停車場上蓋平臺上設置排水天溝，雨水斗按排水區域均勻布置在整個上蓋平臺上，這種排水布置可以及時排出平臺上雨水，避免在停車場屋面產生積水。因停車場為下凹式段場，內排水不僅導致有很多雨水立管進入停車場深基坑，影響建筑美觀。同時屋面雨水排入了蓋下停車場，后續只能通過蓋下抽排至蓋外道路雨水系統，該種方式與蓋上、蓋下排水相對獨立的原則相悖，還增加了蓋下停車場基坑排水的負擔。此外，采用內排水還容易引發蓋上、蓋下空調排煙系統相互串煙，具有重大安全隱患。采用外排水時，在停車場上蓋平臺四周設置排水天溝，并設置5‰的屋面坡度，由平臺中心坡向四周。該種排水方式會導致暴雨期間停車場上蓋平臺會有一定的積水，參照王召喚[6]關于屋面積水對屋面荷載及防水層影響分析：屋面坡度在3‰～3%，集水距離在0～200 m 范圍內，設計重現期的暴雨對屋面的積水深度在屋面允許的負荷水深范圍內，不會影響屋面的正常功能。本停車場屋面坡度和集水距離都在上述規定的范圍內，故屋面積水不會成為選擇外排水形式的限制因素。與內排水相比，外排水雨水嚴格杜絕了蓋上雨水流入蓋下停車場的可能，雨水通過排水管或渠直接從上蓋平臺排水天溝接至蓋外，不侵入停車場深基坑。同時因該種排水方式無需在上蓋平臺上留下排水孔洞，后期上蓋平臺開發建設時，也避免了對孔洞封堵處理。此外，因上蓋物業建設施工周期較長，一般都需要2～5年，外排水系統還可以保留作為在上蓋平臺開發建設期間的一種排水保障。

基于上述分析，洪塘停車場上蓋平臺臨時排水采用外排水方式，天溝收集各匯水分區雨水后，再通過鋼格柵篩除雨水中的廢渣、樹葉等，接著溝內雨水利用坡度為1%的排水溝通過管線梁接至蓋外停車場防洪擋墻外，然后通過預埋在排水溝溝底的雨落水管，接至站場雨水明渠，后統一由站場明渠排至附近河道。上蓋平臺排水溝見圖3。

圖3 停車場上蓋平臺排水溝剖面圖

上蓋平臺排水系統采用截面為560 mmx520（h）的排水溝，排水溝設計流量按照式(2)計算：

明渠超高按0.2 m 計，則每個排水溝設計流量為0.389 m3/s，同樣在校核雨落水管（管徑為400 mm）設計流量時按滿流計，每個雨落水管設計流量為1.26 m3/s，大于排水溝設計流量。故雨落水管流量不為排水設計限制條件，停車場上蓋平臺應基于排水溝的排水量來設計各分區排水。為避免因排水溝和雨落水管堵塞造成排水不暢狀況的出現，每個排水分區應設置一個備用排水溝，則上述15 個系統分別設置2～4個排水溝。

考慮到雨落水管排水時對下方站場排水明渠的沖擊比較大，在雨落水管與站場明渠連接處設置消能井對雨水進行消能處理，后再接至站場明渠內。并在消能井內設置消能擋板，減弱對消能井的沖刷，進一步增大系統的安全性。

4 結論

停車場上蓋平臺應結合停車場與道路設置高度差、物業開發與蓋板的建設周期綜合考慮上蓋平臺的排水形式，對于下沉式停車場，應盡量采用重力外排水方式，避免蓋上雨水侵入蓋下，同時降低排水工程造價，免除后期物業開發時對上蓋平臺孔洞封堵工程。

上蓋平臺雨水外排采用排水溝+雨落水管的排水方式，排水溝和雨落水管建議設置備用系統，增大排水系統的安全性。

上蓋平臺雨水在雨落水管下落的過程中對排水明渠底部沖刷過大，需采用消能措施，減弱對蓋外排水明渠的沖擊。