上海浦东机场捷运工程排水系统设计

史锦

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 概述

上海浦东国际机场旅客捷运系统属于上海浦东国际机场三期扩建工程，包括东线和西线2条区间正线，设置 T1、T2、S1、S2和预留 T4航站楼站共5座车站，均为地下车站；1座地上车辆基地。其中T1、T2车站为部分前期土建施工完成的改造车站，其余为新建车站（基地）。

东线正线连接T2和S2站，正线长约2.16 km；西线正线连接T1和S1站，正线长约2.37 km；西线、东线通过联络线连接车辆基地，西线联络线长约1.58 km，东线联络线长约1.12 km。全线大部分采用地下线，其中预留T4航站楼站至车辆基地段为敞开段及地面线，捷运车站均为地下一层，设置在航站楼内部，地面以上是航站楼，不设置专门人员出入口。浦东机场捷运系统工程总平面示意图见图1。

图1 浦东机场捷运系统工程总平面示意图

2 排水系统设计

捷运排水系统主要包括废水系统和雨水系统。废水系统包括车站冲洗水、消防废水和结构渗漏水等；雨水主要来自风亭、区间敞开段等。雨水收集后经水泵提升排至市政雨水管网；冲洗废水、消防废水、结构渗漏水等收集后经水泵提升排至市政污水管网。捷运车站区域不设置卫生间，不设置污水排水系统，卫生间位于航站楼区域。

车站最低点设置主废水泵房，区间线路最低点设置区间废水泵房，隧道区间峒口处设置雨水泵房。捷运车站、区间、峒口排水系统泵房布置如图2所示。

图2 捷运排水系统泵房位置示意图

3 排水设计标准

（1）车站清扫及消防废水量与用水量相同。

（2）地下车站及区间隧道的结构渗入水量按0.1 L/（m2·d）计。

（3）区间峒口、风井敞开段雨水量按上海市暴雨强度公式，暴雨重现期P=50 a计算。上海市暴雨强度q（L/（s·hm2））公式：

式中：t为集水时间，min，按如下公式计算：

式中：m1为地表粗度系数，取0.013；LS为坡面流的长度，m；is为引流段坡度。

敞开段雨水设计流量QR（L/（s·hm2））：

式中：Ψ为径流系数，取0.9；F为汇水面积，hm2。

雨水泵房设计流量以1.2倍雨水量计，即：雨水泵房设计流量Q泵=1.2 QR。

4 排水泵房设计

4.1 车站主废水泵房

车站主废水泵房设在车站或线路实际最低点处，在站台板下的结构底板上找坡，横坡2%坡向站中线，形成汇水沟，再沿车站纵向排水沟2‰坡向废水泵房，坡底预留200 mm×200 mm排水孔至废水泵房集水池。在车站轨行区，沿道床两侧各设置纵向排水沟，坡度不小于2‰，最低点处设置500 mm×500 mm×500（深）mm沉砂坑（坑底设置沉泥篮），并埋设DN250球墨铸铁管至废水泵房集水池。车站主废水泵房排水管布置剖面图见图3。

图3 车站主废水泵房排水管布置剖面图

废水泵房内设置2台废水泵：单台Q=135 m3/h，H=17 m，N=18.5 kW，平时互为备用和轮换工作，消防或必要时同时工作。排水泵流量按消防时排水量和结构渗水量之和确定，废水池有效容积按照不小于废水泵15～20 min出水量确定[1]，废水由潜水泵提升至地面压力检查井减压后排入市政污水管网。

4.2 区间废水泵房

区间隧道采用明沟排水，便于疏通，排水沟坡度同线路坡度（不小于2‰），在区间线路坡度实际最低点设废水泵房，区间废水泵房与区间联络通道结合设置。区间废水池设在联络通道下方，通过预埋在道床下的横向排水管收集纵向明沟的废水，并接入泵房集水池。区间废水泵房排水管布置剖面图见图4。

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图4 区间废水泵房排水管布置剖面图（单位：mm）

区间废水泵房内设2台排水泵：单台Q=36m3/h，H=40 m，N=15 kW，平时互为备用，必要时2台同时启动。排水泵的总排水能力按照消防时的排水量和结构渗漏水量之和计算，集水池的有效容积按不小于最大1台泵的15～20 min流量计算[1]。区间废水泵房的排水管宜沿区间隧道铺设到邻近车站，通过车站端部风道就近接入市政污水管网。

4.3 峒口雨水泵房

T4站区间峒口处设置雨水泵房，收集U形槽区间敞开段雨水。水泵总排水能力按50 a暴雨重现期和计算的集流时间确定，并按100 a暴雨重现期校核。集水池的有效容积按不小于最大1台排水泵5～10 min的出水量计算[1]。U形槽接地点处设置横截沟，防止地面雨水流入雨水泵房，实现高水高排、低水低排。峒口处设置3道雨水横截沟拦截雨水，横截沟宽度和深度充分利用轨枕间隙和道床高度，集水池进口处加设篦子，防止杂物进入集水池。峒口雨水泵房排水管布置图见图5。

图5 峒口雨水泵房排水管布置图

泵房设4台雨水泵：3用1备，单台Q=380 m3/h，H=15 m，N=30 kW，根据液位先后启动，暴雨时同时使用，并可以定期自动切换使用，压力排水管就近接至地面市政雨水管网。

4.4 局部低洼处排水

风井底部设置集水坑及排水泵，将收集的雨水就近接至地面市政雨水管网。道岔转辙机坑及过轨电缆通道等局部低洼处设置集水坑及排水泵，将废水提升至附近道床排水沟，最终汇入主废水泵房。垂直电梯基坑底预埋DN100热镀锌钢管，废水通过站台板下纵向排水沟最终汇入主废水泵房。站台层以不超过50 m的间距设DN75的地漏，冲洗废水排至道床排水沟，地漏应设置在屏蔽门绝缘带外。

4.5 排水泵控制

废（雨）水泵房排水泵根据液位控制启停，由环境与设备监控系统（BAS）进行监控，采用就地手动控制、液位自动控制及BAS远程控制的方式；控制室显示排水泵的启、停、故障、手自动状态信号以及废水池的水位信号。

5 排水设计优化

5.1 转辙机基坑排水

捷运交叉渡线区域都设有转辙机，并且基坑和沟槽深度一般比道床排水沟深，道床废水会进入转辙机基坑及沟槽中而积水，导致转辙机因浸泡在水中不能正常工作，影响线路正常运营。目前国内城市多采用隔离转辙机基坑区域，通过水泵强排的方式排除转辙机基坑中的废水[2]。

（1）靠近车站主废水泵房附近的转辙机基坑，道床排水沟做特殊优化处理，使轨道排水不进入转辙机坑，轨道排水及转辙机坑废水均就近排入废水泵房横截沟及沉沙坑，避免排水沟废水倒灌进入转辙机基坑。转辙机基坑排水示意图1见图6（a）。

图6 转辙机基坑排水示意图

（2）远离废水泵房的转辙机区域，结构底板设集水坑（500 mm×500 mm×500（深）mm），通过排水沟与基坑相连，在集水坑内设置小型自动潜水泵，当积水达到一定高度潜水泵会自动运行，将集水坑内收集的废水就近排入道床纵向排水沟，最终接入主废水泵房，保证转辙机基坑和沟槽不积水。转辙机基坑排水示意图2见图6（b）[3]。

5.2 浮置板道床排水

捷运系统的轨行区埋深较浅，为了减小捷运系统对航站楼振动噪声的影响，位于航站楼下方的捷运车站采取钢弹簧浮置板道床减振。浮置板道床在底部设置中心水沟，根据其他项目运行情况来看，中心水沟排水断面普遍较小，水沟易淤积堵塞且清理困难，影响道床排水，同时会腐蚀钢弹簧隔振器，影响减振效果及使用寿命。

设计时考虑接运车站断面较宽的优势，浮置板道床两侧同时设置纵向排水沟，加大中心水沟断面宽度至350 mm，道床顶设检查孔，在浮置板道床末端结构降板设置集水井及沉砂池，减少泥沙淤积，增强排水能力。设置横向沟将中心排水沟和与道床纵向排水沟连通[4]，浮置板道床板底中心排水沟距轨面高差约800 mm，随结构底板纵坡（4‰），道床侧沟底距轨面高差约560 mm。设计道床侧沟坡度（2‰）小于结构底板纵坡，在浮置板下游端的普通道床内进行排水纵向顺坡连接，利用坡度差将沟底标高逐渐抬升到道床侧沟相同[5]。浮置板道床与一般道床排水顺坡图见图7。

图7 浮置板道床与一般道床排水顺坡图（单位：mm）

6 结语

（1）排水系统的可靠性对地下轨道交通运营安全非常重要，应重视排水系统的设计。

（2）需处理好各个专业之间的接口设计。排水既与建筑、结构、线路、供电、轨道、环境与设备监控系统（BAS）、火灾报警系统（FAS）等系统专业有关联，又与航站楼、市政管线、运营方等联系密切，接口设计处理不好将影响各专业使用功能，因此需要各系统专业密切配合，做好设计接口的交接及会签工作，保证上下工序的衔接和整个工程的功能合理。

（3）在设计过程中需做好细节设计，比如完成排水泵房的设计后，还要优化排水组织，减少线路积水、排水沟淤积的可能性，减轻后期运营维保的负担。

（4）严格按照国家相关设计标准进行设计，及时发现问题、解决问题，不断总结和完善设计技术，提高设计及建设质量。