城市轨道交通隧道转辙机基坑积水问题与应对方案思考

李巍 陈宇 黄宇 刘扬

摘 要 道岔转辙机是信号系统的关键设备，是否可靠地运行直接影响到轨道交通运营的安全。针对武汉轨道交通2号线转辙机基坑积水情况，对积水危害进行了分析，提出了转辙机基坑渗漏水解决方案，供类似轨道交通项目参考和借鉴。

关键词 转辙机;基坑渗水;危害;防治

1城市轨道交通基坑积水危害

在轨道交通建设及运营过程中，根据运行工况，水是重要的生活、生产资源。①工作人员值班期间需要生活用水;②车站站台设置有乘客使用的直饮水;③隧道要定期进行冲洗清理;④火灾情况下需要消防水扑救;⑤风井、出入口等经常会有雨水落入;⑥车站保洁、冲洗会产生各种废水;⑦空调等设备运行需要冷冻水、冷冻水进行循环;⑧土建结构按照设计规范允许也会存在一定数量的渗漏水。

这些来自不同情况的水，一方面满足了车站的生产生活需要，但是都有可能汇入转辙机机坑内，同时，出于安全考虑，转辙机基坑独立于隧道内排水沟（排水沟设计上允许有一定量的积水）之外。一旦有水进入到缺少排水功能的转辙机基坑，处于低点的信号转辙机则时刻面临被水浸泡的环境风险。由于转辙设备需要不断的动作各种机械、电气设备，从结构设计方面无法做到完全的自防水，因此则会处于不安全的运行状态中[1]。

轨道交通采用电力驱动列车运行，列车运行期间轨行区带电。基于安全防护原因，检修人员无法在长达十几个小时的列车运营时段内进入隧道查看信号转辙设备机坑的积水情况，不能及时发现并排除积水。装于机坑内的转辙机被水浸泡后，极易发生故障，影响列车正常安全运营，造成市民出行不便，社会影响较大。

2工程概况

自2012年武汉地铁2号线开通以来，地铁建设迈入高速发展阶段，为武汉市民提供便捷高效的出行方式，同时减少汽车尤其是私家车出行数量降低尾气碳排放，武汉城市轨道交通迈入跨越式发展的阶段。根据报批的武汉城市轨道交通近期建设规划（2014—2020），确定本次建设规划在上一轮建设规划总长215.3公里（工可批复实际长度212.2公里）的轨道网基础上，新增2号线南延及北延、4号线向西延伸两站两区间衔接机场和大型铁路枢纽。到2020年形成总规模439.1公里的轨道交通网络体系，其中新增线路长度226.9公里。至2049年，武汉市规划建设的完整地铁线路将达到25条[2]。

3防治措施

由于转辙机安装在隧道底部的机坑内，隧道发生渗水时极易被淹没。对于这一情况，现有的解决方案主要有五种，分别是“埋设导管法”“增设积水井法”“机坑封堵防护法”“信号转辙机外壳防渗水法”和“自动排水装置”。

（1）埋设导管法：将隧道排水沟与转辙机基坑隔离开来，在排水沟与转辙机基坑中间埋入一根排水管，排水管用阀门封闭，阻止水从排水沟排入基坑内。在一般运营情况下，排水沟的水量是比较小的，不会有水倒灌入基坑内。如果基坑内有水灌入后，运营维修人员在平常的检修过程中可以将上述阀门打开，转辙机基坑内的水就会通过我们预先埋设的导管排入到排水沟内。该方案设计简单，便于施工，成本不高，排水简单易行。但该方案会增加转辙机基坑的深度，加大运营维修人员的工作量，并且不能实现自动化排水。

（2）增设积水井法：区别于“埋设导管”设计方式，“增设积水井”是将隧道排水沟与转辙机基坑完全隔离开来，使得排水沟与基坑互不影响，并且在转辙机基坑旁边增设集水井，当基坑内有水时，这些水会排入增设的积水井内，积水井内的水可以通过人工抽排或者事先安装小型抽水泵，上海新五线就是采取上述方法，安装了小型抽水泵，大大便利了日常的运营维修，减少了运营维修人员的工作量，相对于“埋设导管”法，该种方法设计复杂，施工麻烦，成本也较高，但是排水效果好，完全将转辙机基坑与隧道排水沟隔离，使排水沟的水对基坑造成最小的影响。但是，此方案水泵的控制缺乏自动化管理，并且仍然需要维修人员对水泵进行巡检。目前，对水泵的控制采用浮子带动杠杆判断水位高低，当积水使浮子上升，杠杆角度超过一定限度，则会触发水泵继电器，启动水泵进行排水。当水位到达一个临界点时，机械设备可能会出现抖动，导致水泵频繁启停，最终有可能损坏水泵。

（3）机坑封堵防护法：此方案是对每个基坑做封堵防护，基坑封堵防护方案能够在一定程度上阻止外部少量渗漏水流入基坑，但无法解决基坑内底部、侧面自身渗漏的问题，也无法解决外部积水水位超过封堵护坡高度后灌入机坑的问题。

（4）信号转辙机外壳防渗水法：该方法是从转辙机动作杆、表示杆、手摇把孔、注油孔等外露活动部件处分析转辙机的各个容易进水的部位，针对性的在各个进水孔用新型防水材料进行密封处理。如：更换手摇把孔密封胶垫、在部件结合处涂抹密封胶、更换机盖密封盘根、改造方孔套注油孔、更换蛇管密封胶垫、更换杆件密封胶圈等改造措施。此方法能够阻止外部少量积水渗入转辙机，由于转辙机结构的固有特点，其推动铁轨运动的连接杆和外壳之间必须留有运动间隙，从而导致无法在结构上完全实现防水封闭，并且这种外壳防渗水设计实施工作量大，容易损坏，防水材料昂贵且不耐用。

（5）自动排水装置：该方案装置包含指示灯电路、传感器电路和驱动电路三个部分。利用传感器监控道岔基坑积水情况，当积水达到设置的排水高度，自动启动排水装置，将积水抽到隧道排水沟排出，最终达到积水控制在安全范圍内，与以上技术相比，实现了自动化排水，减少了人力物力，可靠性高。

4结束语

人流量大、运营设备多的轨道交通地下车站对结构防水要求标准极高。结构渗漏水对轨道交通结构寿命的影响、对运营安全的危害以及给养护及维修带来的困扰均已成为建设、设计、施工及营运管理过程中的重中之重。必须采取行之有效的技术措施，完善防排水设计，采取适当的施工工艺，加强施工过程质量管控，选用行之有效的防水材料，才能确保车站结构防水的效果。

参考文献

[1] 常军霞，刘宗洲，陈俊俊，等.地铁工程地下车站转辙机基坑排水方案研究[J].给水排水，2017（9）：97-99.

[2] 朱炎新.浅析地铁道岔区域防排水的轨道设计和施工[J].安徽建筑，2014（1）：106-107.