高架鐵路線正下火車站站房防排水淺析

張瑞納

隨著鐵路開發建設，地、縣級城市為了集約用地，構建、串聯更合理、更便捷的立體交通流線，線正下站房逐漸成為中小型客站的典型站型之一。高架鐵路線正下火車站站房的鐵路車場采用高架式布局，客站采用線正下式布局，在規范安全性限制160km/h時速以內，站房結構形式可采用“橋建合一”或“橋建合一”與“橋建分離”的組合結構形式。橋建合一范圍內正線承軌層為橋梁工程，到發線承軌層及站臺梁板為房建結構工程。本文主要以中小型站房為參照，淺析這一類站房橋建合一范圍內的防排水方式。

在新一輪的鐵路建設熱潮中，多數鐵路客站的主要對象主要集中在地、縣級，這類客站多屬于中小型客站。為了集約用地，構建、串聯更合理、更便捷的立體交通流線，線正下站房逐漸成為中小型客站的典型站型之一。借地理優勢，高架鐵路線正下火車站站房的鐵路車場采用高架式布局，客站采用線正下式布局，即客站主體空間位于高架鐵路線路下方的站房形式。結合城市規劃及一些站城融合的相關設計，越來越多的鐵路客站對于橋下空間的利用及空間組織已有了比較成熟的處理方式，同時也得益于該類站型站場與客站主體空間獨有的方位優勢，形成了非常便捷的進出站流線，大大節省了進出站時間。

由于此類客站接口工程較多，且站前站后工程時常不同步實施，加之現場實施精度不同，導致后期站房工程實施時限制因素較多，接口工程銜接不佳，留有許多漏水隱患。且中小型站房高架橋上站臺一般設置站臺小雨棚，僅覆蓋站臺區域，線間未覆蓋，線間雨水直落承軌層，雨水通過承軌層排水系統組織排水，橋下站房室內空間漏雨隱患較大，圍護結構尤其是承軌層的防水、排水方式，以及接口工程處的相關防水、排水方式尤為重要。

一、常見漏水隱患

高架鐵路線正下火車站站房漏水的隱患有多種，常見的有以下幾點：

（1）橋梁承托軌道與其一一對應，鐵路橋梁整體順軌道呈帶狀結構，橋梁常規設計為標準跨徑，一跨跨度為24m或32.7m，線正下站房室內工程范圍一般為七跨或九跨，在橋梁每個標準跨接口處垂直軌道方向的變形縫處存在漏水點。

（2）多條軌道與軌道之間、軌道與站臺之間平行軌道方向的變形縫容易形成漏水點。

（3）鐵路橋墩尺寸較大且異形結構選用較多，橋墩處防水構造實施不易，產生漏水隱患。

（4）對于線正下站房來講，承軌層相當于其空間屬性上的屋面，當該屋面采用重力或者虹吸排水時，排水管網的路徑及管徑選用不當也會造成排水不利，從而引起漏水隱患。

二、高架鐵路站臺雨棚防排水設計淺析

1. 防水設計

高架鐵路線正下站房的站臺、站臺雨棚等位于承軌層之上，即位于站房主體正上方，其防排水能力對站房本體也有比較直接的影響。中小型高架鐵路線正下火車站站房上方站臺一般采用站臺小雨棚，大多數僅覆蓋站臺區域，未覆蓋軌道上方。站臺小雨棚防排水系統一般相對站本體較為獨立，不與站房本體排水系統發生關系，站臺小雨棚一般采用二級防水。

隨著中小型線正下站房設計手法逐漸成熟，順應造型變化，也有不少站臺大雨棚與小雨棚相結合設計的站房，一般在站房主體區域結合站房造型設置屋面，屋面跨越線路上方，形成線間立柱大雨棚，在大雨棚覆蓋區域，可阻擋雨水直接落入站房本體正上方的軌行區，為承軌層的防排水系統增加了一道保護傘，減少了站房本體的漏水隱患，站臺大雨棚排水系統結合站房屋面整體排水路徑統籌考慮，一般采用一級防水。

2. 排水設計

（1）站臺小雨棚排水設計

橋建合一范圍內，站臺小雨棚屋面通過有組織排水，經雨水立管引入站臺空腔，于空腔內引橫管從橋建合一分界處（站房室外）順橋墩落地引入室外地面排水系統，再引入站場排水系統。

橋建合一范圍外，站臺小雨棚屋面通過有組織排水，經雨水立管穿橋面，就近順橋墩引入地面排水系統，再引入站場排水系統。

（2）站臺大雨棚排水設計

橋建合一范圍內，站臺大雨棚排水系統結合站房本體屋面整體排水組織統籌考慮，一般采用虹吸排水系統，國內有許多專業廠家可配合進行設計。

三、高架鐵路線正下火車站站房橋建合一區域防排水設計淺析

1. 承軌層防水設計

橋建合一范圍內，主要為站房工程范圍，站場到發線下方空間均利用混凝土承軌層及站臺下層混凝土板作為站房主體屋面；站場正線橋梁承軌層作為部分站房主體空間屬性上的屋面，站后站房工程設計階段也需要同步對橋梁設計出相關要求，建議正線橋梁承軌層在站房室內區域采用連續梁體系，盡可能減少站房主體空間正上方的橋面變形縫，減少漏水點，同時可正線橋梁梁下加設混凝土屋面，可增加一道防水保護措施。

到發線承軌層及站臺下層混凝土板作為站房主體屋面應采用一級防水；正線橋下增設的混凝土屋面作為加強防水構造，可采用二級防水或三級防水。

承軌層混凝土結構板所處方位不同，其構造做法也不同，橋梁結構自身長久的耐久性及較好的防水性能非常值得借鑒，在橋建合一范圍內，房建結構承軌層構造做法可參考橋梁承軌層構造做法加以組合優化，參考做法如下：

（1）線路下方結構承軌層構造做法：

①軌道道渣（詳站場設計要求）；

②保護層60厚（C40細石纖維混凝土）；

③5厚高聚物改性瀝青防水卷材+2厚高聚物改性瀝青防水涂料股道中心處242厚C40細石纖維混凝土找4%坡；

④高強度擠塑板（抗壓強度≥550kPa）；

⑤鋼筋混凝土樓板（承軌層）；

（2）站臺板下承軌層標高結構板構造做法：

①40厚C20細石混凝土，內配φ6@150雙向鋼絲網片；

②10厚低強度等級砂漿隔離層；

③5.0厚SBS改性瀝青防水卷材+2.0高聚物改性瀝青防水涂膜20厚1∶2.5水泥砂漿找平層；

④擠塑聚苯保溫；

⑤20厚1∶2.5水泥砂漿找平層；

⑥素水泥漿一道；

⑦現澆自防鋼筋混凝土底板（抗滲等級P8）。

（3）線間溝構造做法：

①40厚防水砂漿保護層；

②5厚高聚物改性瀝青防水卷材+2厚高聚物改性瀝青防水涂料最薄處30厚C20細石混凝土找坡層；

③擠塑板保溫層；

④鋼筋混凝土樓板（承軌層）。

2. 承軌層排水設計

（1）橋建合一范圍內到發線承軌層采用鋼筋混凝土結構，線間水找坡集中引入線間溝，線間溝找坡匯至承軌層結構柱處，根據設計劃分的匯水面積測算對應區域的雨水流量，根據匯水分區合理設置雨水斗、雨水立管，再順結構柱引入站房室內地面排水系統，再引入站場排水系統或市政排水系統。

（2）正線橋橋面排水通過梁部2%人字坡匯聚至防撞墻內側排水管后，根據雨水流量設置雨水斗、雨水立管，順橋柱管落地后接入站房內部地面排水系統，水流匯集引入室外排水系統，再引入站場排水系統或市政排水系統。

正線橋梁下同時可設置有防水的不上人混凝土屋面，用以防止線間水透過線間漏點滲入站房室內空間。此屋面僅考慮少量滲漏水的排水，可順橋梁柱設置雨水斗、雨水立管，雨水管落地后接入站內排水系統，再引入站場排水系統或市政排水系統。

（3）站房內地面排水系統容量需同時考慮正線、到發線線間雨水引入的總流量，統籌進行排水路徑及排水管徑進行設計。

3. 管排管徑設計

正線橋面排水系統設計相對較為成熟，非常值得借鑒。排水管管徑大小取決于集中排水的匯水面積及雨量大小，線間承軌層采用單跨還是多跨集中排水也是管徑控制主要因素。下文以深圳至江門鐵路東莞濱海灣站站房為例，進行站房承軌層排水管管徑設計模擬分析。

（1）橋建合一范圍內，到發線軌行區匯水面積：3163.4平方米（南北兩側到發線匯水面積各為1581.7平方米）；正線橋梁下混凝土防水屋面面積：6013.5平方米。

（2）雨水管徑選擇

根據深江鐵路全線小流域計算分析，對面積在10km2以下的小流域，百年一遇小流域流模公式為：

按照上述公式計算在百年一遇降雨情況下的設計流量及推薦管徑（流速按1m/s考慮）如下：

通過上述公式可知，在濱海灣站南側（5）到發線和北側（6）到發線的橋建合一范圍內，匯水面積可劃分為7段，各段線間排水溝貫通，在每段設置1處排水孔，接DN160管徑引至地面落砂井。共計14根DN160排水管。在濱海灣站正線橋梁范圍內，匯水面積可劃分為7段，各段線間排水溝貫通，在每段設置1處排水孔，接DN200～DN250管徑引至地面落砂井。共計4根DN250排水管，10根DN200排水管。

（3）地面排水管管徑選擇

橋建合一范圍內，南側（5）北側（6）到發線與正線部分共劃分為3個分區排水，各分區排水立管與橋面排水立管匯入地面同一排水管的組合情況如下：

排水管渠流量計算公式為：

公式中：Q—設計流量（m3/s）；

A—水流有效斷面面積（m2）；

ν—流速（m/s）；

恒定流條件下排水管渠的流速按如下公式計算：

公式中：ν—流速（m/s）；

R—水力半徑（m）；

I—水力坡降；

n—粗糙系數。

按照上述公式計算，1 W-1 E 軸地面雨水管管徑為274.7mm；3W-1W及3E-1E軸的地面管徑均為339.8mm；1/4W-3W軸、1/4E-3E軸、6W-1/4W、6E-1/4E軸地面管徑均為293.8mm；為保證地面排水管滿足屋面排水要求，1W-1E軸選用雨水管管徑為300mm；3W-1W及3E-1E軸的選用雨水管管徑均為350mm；1/4W-3W軸、1/4E-3E軸、6W-1/4W、6E-1/4E軸選用雨水管徑均為300mm；北側（6）到發線與南側到發線情況相同。

三、高架鐵路線正下火車站站房橋建合一區域正線橋梁部分防排水設計淺析

為保證鐵路橋梁的耐久性，橋梁結構的頂面均鋪設密閉有效的防設施，防排水系統由防水層、保護層、泄水管組成。

為保證橋面排水通暢，有砟軌道橋面排水一般采用采用兩側排水方式，擋砟墻及電纜槽的積水均通過擋砟墻內側泄水管排出，橋梁頂面擋砟墻內側設置2%的人字型排水坡，在擋砟墻內側橋面板沿縱向間距4m設置外徑為160mm的PVC泄水管。當梁體設于平坡上時，保護層施工時，可根據泄水孔位置沿縱向設置不小于3%左右的的流水坡。

1/4橋面匯水示意圖

當橋下建筑或環境等對橋梁排水有要求時，橋面客車采取集中排水方式，為避免雨水直接排放，一般采取沿著橋面下翼緣板或腹板設置縱向橋面集中排水管將橋面排水收集后匯至橋墩，再順橋墩引入地下管網，其中根據排水量或實際情況可單孔或多孔匯流后引致橋墩后引入地下管網，集中排水的橫斷面及縱斷面示意圖如下：

集中排水橫段面示意圖

四、維保養護注意事項

高架鐵路線正下火車站站房范圍內承軌層的保護層及防水層均位于道砟下方，維修養護不易，施工質量尤為重要。設計根據現行相關規范及經驗積累來校核，主體結構一般不會出現漏水現象，實際維修養護工作量較少，當發現承軌層局部位置滲水漏水時，可局部或整跨替換保護層及防水層。維養部門應定期對承軌層防排水相關附屬工程進行檢查，尤其在大雨大風極端天氣時，應增加檢查頻次，擴大檢查范圍，及時排除相關隱患，可有效避站內漏水隱患問題。