地鐵車輛基地上蓋預留開發蓋板防排水關鍵性技術分析

崔影泉

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

地鐵車輛作為當前社會重要的交通工具之一，因為其數量眾多，所以需要對其做好嚴格的停放管理，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，同時要避免對正常地鐵通車產生影響，則將會在地基上方設置有預留帶蓋建筑。因此預留蓋板防水以及排水則成為關鍵性話題。

1 地鐵車輛基地預留蓋板的施工難點

當前在地鐵車輛基地工程施工中，基地本體結構工程與上蓋物業開發大多數為兩家不同的設計單位，因此則產生了差異性的施工工期。設計界限作為首層蓋板結構劃分為上下兩部分的物業開發。設計地鐵車輛基地的預留蓋板開發項目在現階段并未形成完善的可參考規范內容[1]。

在當前的地鐵車輛基地中對預留蓋板的防排水施工進行研究，首先由于地鐵車輛基地會形成大規模的蓋板結構，因此這樣的工程在實際的防排水設計中面臨著復雜的設計需求。其次則是在地基中蓋板結構的鋼筋混凝土材質問題，一般為蓋下建筑的屋面結構，而在后期實施開發的過程中，一般則可以作為住宅小區的停車庫室內地面。因此需要兼顧臨時以及后期使用的功能標準。

2 屋面結構與蓋板防排水的匹配需求

2.1 物業開發蓋板的特征

車輛段上蓋綜合體物業開發過程中，在初期階段中則是基于車輛段臨時屋面結構所創建的，而長期則是基于物業汽車車庫所形成的功能結構。而在蓋板結構的下方位置則存在復雜的綜合管網等，為了不影響正常檢修功能，需要協同上蓋物業開發的功能預留與蓋下綜合管網相關設計。

2.2 蓋板排水特征

屋面結構的排水特征以傳統的建筑結構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構找坡以及建筑找坡等，采用結構找坡可以滿足排水需求，但是在后期開發中需要在車路地坪位置適用大量墊層進行墊平增加厚度，滿足停車需求，同時增加了建筑荷載，最終影響車庫層高需求增加。

3 相關工程經驗

現階段在我國眾多地鐵車輛基地預留蓋板的防排水工程中已經逐漸應用到經過完善的虹吸式雨水斗以及重力雨水系統等進行排水。

虹吸式雨水斗本身的排水能力較強，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。但是在后期開發中上蓋完成需要拆除相應的管道，則會導致成本浪費問題。例如，北京地鐵1 號線的四惠車輛段就是應用到虹吸式雨水斗。

重力雨水系統具有價格低廉的優勢，從而避免拆除浪費問題。但是相較于虹吸式雨水斗而言，該排水系統的能力較差，而且立管結構較多，對建筑物的結構微觀程度造成了一定影響，同時也會影響凈空高度。例如，天津地鐵1 號線的東延線雙橋河車輛段。

因此根據這樣的資料內容進行研究發現，若虹吸排水系統的應用面積較大，則將會在蓋板結構上產生大量的孔洞結構，而且在板下結構位置將會形成雨水交錯的管線，從而增加漏水風險，難以進行簡便的運營檢修。若使用簡單的重力排水系統，則難以形成良好的排水效率，將會導致蓋板結構上存在大量積水，若積水過多則將會在縫隙中向車庫流入，可能會對其正常運營產生影響[2]。

4 工程方案

4.1 工程概況

萬頃沙車輛段作為地面停車場，建立在蓋下結構的基礎上，在蓋上對土地資源進行優化配置，建成高層住宅以及公共配套建設設施。在該工程中實際總用地面積約為48.95hm2，包含出入段線路的凈用地面積大約為38.60hm2。該工程中為物業提供的蓋板實際開發面積大約為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主要是分為咽喉區、庫房去區等位置。其中在咽喉區上方以公共建筑配套設施為主，而庫房區則是借助于框架剪力墻的結構進行轉換，從而形成了高層住宅區。咽喉區以及聯合檢修庫區布置了洋房建筑結構，在白地布置了超高層塔樓結構。圖1 為該工程的功能分區。

圖1 工程功能分區

4.2 蓋板防排水方案對比

通過分析在該工程中的蓋下排水具體情況發現在該車輛段結構位置分設了5 個排水口，其中與萬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過測量則為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，主要負責地鐵線路的排水工程。在工程中萬新大道的一般管徑經過測量為1000~1800mm，這樣的管徑對于現有的地鐵車輛排水而言難以滿足實際需求，因此則需要對該段工程的排水進行重新安排。在七涌中新建箱涵結構中出水口位置的箱涵底部為4.15m 標高，頂部為6.15m 標高，同時將拍門井設置在排水口位置。根據現有的相關資料進行研究發現當前在七涌位置中的底部標高大約為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。在蓋板周圍設置了相應的合并承臺、結構架空板等，從而對排水側溝起到一定的輔助作用，能夠有效對蓋板上的雨水進行收集，并通過道路雨水管道向外排出[3]。

方案一：基于當前的工程狀況設計了差異性的蓋板防排水方案。其中方案一則是根據蓋板結構的高度差異，從而促使蓋上雨水實現了南北方的流動，則取消了在原有施工方案中所設計的庫房區三排虹吸雨水斗進行排水。這樣的排水方案本身的要點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構，從而避免使用虹吸造成費用成本的增加。但是這樣的方案同樣存在著一定的缺點，由于涉及較大范圍的蓋板結構找坡，為了保障蓋板結構無明顯的層次變化，則使用了建筑找坡以及采用結構，從而進一步增加了費用成本，而且將會影響到蓋下結構以及相應的排水系統。

因此基于這樣的問題在該方案實施過程中需要進行相應的調整，主要是針對于當前的蓋上立管銜接位置進行調整。蓋板周圍能夠均勻分布立管銜接處廣泛收集周圍的側溝水，并向道路管涵進行排放。側溝位P5以及P6 調整為1.8m 寬度，P8 則同樣向上調整至1.5m。檢修庫北側涵管結構位置的直徑從原有的1500mm 向1605mm 進行調整，并且使用箱涵代替庫前管涵[4]。

這樣的調整方案在完成實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構維持在1.55m 左右，難以適應排水溝的設置需求，新增管箱交錯相鄰強電管溝，需要將架空板向下調整0.5m。箱涵位置同樣需要向下調整150mm 左右，部分承臺結構已經在施工。在經過調整后出水口位置的箱涵底部標高則上升為4.0m，頂部為6.0m 標高，排澇管控水位則為6.2m，從而產生了將近200mm 的高度差，因此在一定程度上增加了倒灌風險。調整后的方案如圖2所示。

圖2 方案一蓋下排水施工結論

方案二：同樣是利用蓋板結構本身的高度差異，從而促使雨水在板面結構上實現了南北方的側向流淌，取消了原有的兩派虹吸雨水斗排水系統，并使用重力雨水斗對第三排虹吸雨水斗進行替換。這樣的排水設計方案中主要是體現出節省虹吸系統應用費用的優點。但是該方案的缺點同樣較為明顯，由于在實際中需要使用建筑找坡結合結構形式形成咽喉區，因此其費用有所增加，而且在一定程度上會影響到蓋下排水系統，同時在庫房結構中的道路上需要相應的設置雨水井，密集的懸吊網結構導致管道增加，因此需要進一步對綜合管網結構進行核對分析[5]。

對方案二進行調整，調整庫房雨水管徑為1800mm，調整雨水管道坡度結構為3%，促使庫前雨水管上調至2000mm，促使蓋板結構中間雨水能夠通過庫房道路結構進行排放，增加雨水井來滿足庫房道路雨水的排水需要。而且將中部結構全部改為重力雨水管則在一定程度上促使水量增加，較為密集的管網結構受到重力影響，找坡時對層高造成占用，因此需要進一步核對蓋下管網所受到的綜合影響。調整后的方案如圖3 所示。

圖3 方案二蓋下排水施工結論

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能夠始終按照南北方的結構走向進行排放，將原有施工中所設計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。這樣的蓋板排水設計方案，其優點在于能夠按照原有施工要求中的相關內容實現找坡布置，同時避免應用虹吸雨水斗排水系統，讓其費用得到節約。因此對蓋下排水系統產生相應的影響，庫房管道之間設置的雨水管在排水過程中需要應用到影響的雨水井，同時也會形成更加密集的管網結構，進而增加了立管結果，需要精準核對綜合管網的設計狀態。

對該方案做出調整，庫房中間道路結構的排水管道則作為主要排放方式，將蓋板中間區域的雨水排出，同時是相應地增加雨水井滿足庫房道路的雨水排水管道需求，雨水井數量一般情況下控制在80 個左右。中部全部使用重力雨水管進行替換之后，則相應地增加了雨水量，由于管道網路結構較為密集，則重力管道在找坡的過程中可能會對層高造成一定的占用，因此需要進一步詳細核實蓋下的綜合管網結構。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論

5 結語

現階段城市軌道的發展已經逐漸延伸出了地鐵結合物業的模式，發展地鐵車輛基地的蓋上物業結構成為未來重要的發展趨勢，但是不斷建成的地鐵車輛基地衍生出的預留蓋板防排水也成為關鍵性議題。需要通過案例分析結合相關經驗進行不斷研究，最終才能夠形成適應性的防排水工程方案。