地铁排水优化设计

柳登发

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广州 510000）

1 引言

随着我国的快速发展，城市轨道交通也进入了一个迅速发展的阶段，轨道交通的建设规模都有了很大的提升，我国城市轨道运营里程数位居世界前列。已开通的城市轨道交通包括地铁、轻轨、跨坐式单轨、市域快轨、有轨电车、磁悬浮交通、自导向轨道系统和电子导向胶轮系统等，其中，地铁占比最大。在把握机遇、快速发展的同时，进一步研究总结地铁设计经验教训，对于今后的发展建设很有必要，并且具有重要的指导意义。

本文针对长沙多条地铁线路的排水设计提出自己的一些建议及对策，供广大同行参考、斟酌。

2 站台板下层排水沟

地铁站台板下积水需要有组织地收集并排放，因此，需要在板下的电缆夹层及轨底风道内设置排水沟，最终通过预留在集水池壁上的孔洞一齐汇入废水泵房下的集水池中，然后，通过潜水泵排至室外市政排水管网。

对于标准单向坡车站，站台板下层设置排水沟（一般宽200 mm，深50 mm），顺着结构底板的坡度一直坡向车站主废水池，在排水沟与废水池的衔接处设置预埋孔洞为250 mm泄水孔将积水排入废水池，如图1所示。站台板下层除有纵向排水坡度外，还要考虑横向排水，需根据车站的建筑布置向中间找0.2%~1%的横坡，以保证板下排水通畅，净空高度不宜小于1 300 mm。同时，为保证站台板板底排水顺畅和方便管道检修，站台板下不应设置横向隔墙。若有横向隔墙或地梁（如电扶梯底坑等），应在隔墙上预留孔洞或预埋钢管以保证排水畅通。

图1 站台板下层纵向排水沟结构图

对于平坡车站板下排水的问题，为排放站台板下积水，通常做法是车站两端均设置废水泵房，站台板下排水沟做成“人”字坡，按照坡度不小于0.2%坡向两端废水泵房，此方法可有效解决平坡车站的板下排水问题。

带配线的车站，由于车站较长，设计根据车站长度适当加多废水泵房或者集水井，集水坑尺寸建议2 m×1.5 m×1.5 m（长×宽×高），并设置潜水泵，以保证站台板下层排水的有效性。

3 转辙机基坑排水

根据地铁运营单位的反映及现场调查，已经运营轨道交通地下车站长期存在道岔转辙机基坑积水现象，尤其在地下水位高的南方地区问题更突出。

道岔转辙机基坑位于轨行区内，数量多、积水较浅，人员进出不便，及时排放积水存在较大困难，长期积水容易造成道岔转辙机锈蚀及损坏，存有安全隐患，会影响到行车安全。

通过对长沙地铁既有线路及国内部分城市地铁的调研分析，总结归纳转辙机基坑积水主要来自以下方面：

1）道床冲洗用水、施工用水等，此部分水通过道床面流入转辙机基坑形成积水。

2）结构渗漏水等，此部分积水主要是通过结构底板与道床之间的混凝土结合面，渗入转辙机基坑能形成积水。

3）结构顶板以及结构侧墙渗水，进入转辙机基坑内形成积水。

4）运营维护不及时，产生积水后未及时清理，一旦清理不及时，积水到一定程度就会对转辙机造成维护。

运用微型气压排水装置可较完美地解决道岔转辙机基坑积水问题。微型气压排水装置收集排水示意图如图2所示。

图2 微型气压排水装置收集排水示意图

微型气压排水装置，是利用负压原理将积水坑内部积水抽吸至干，再通过正气压差将吸回的废水排出至排水沟；主要由集水罐、过滤式吸水探头、电气控制及相关管路组成，微型气压排水装置安装示意图如图3所示。

图3 微型气压排水装置安装示意图

其工作原理如下：

1）吸水：当积水液位达设定启动液位时，设备利用负压将积水吸入集水罐内。

2）排水：当罐内集水达到设定排水液位值或吸水到达规定的时间时，罐内正压将水压出至排水沟。

3）预警：当液位达到预设的超高液位，设备再带声光报警[可通过BAS（建设设备自动化系统）远程监控]。其特点如下：

1）安装简单：不需要增加集水坑，可将液位传感器放置于各排水区间明沟最低处，即可实现抽吸。

2）体积小巧：长400 mm，宽228.5 mm，高620 mm，设备质量仅15 kg，挂于墙面或固定在地面即可，安装、检修方便。

3）无噪声：正常工作时声音不足45 dB。

4）低能耗：日耗电量与LED灯等同，日常待机仅功率30 W，工作功率30~200 W（可带蓄电池版本）。

5）备用机制：双液位传感器，启停不会失灵。

6）可控性强：无须人员值守，自带远程控制程序可实时对各设备抽吸点进行远程监控。

7）效率高：低液位控制可以排干基坑内部积水，无残留。

4 废水泵房排水管预埋方案

4.1 车站废水泵房预埋管

为保证排水顺畅，车站废水泵房预埋管的位置距离线路实际最低点距离原则上不超过5 m。废水泵房水管预埋至穿透站台板下端墙，不需伸出，由轨道专业做横向明沟引入预埋水管。预埋管管底至轨面距离应等于轨道结构高度，即保证水管管底与结构底板平齐（一般及中等减振地段预埋管底距轨面580 mm，高度及特殊减振地段预埋管底距轨面820 mm）。一般、中等减振道床轨道结构高度580 mm的预埋管[1，2]，如图4所示。

图4 长沙某地铁工程废水泵房横断面图

4.2 区间废水泵房预埋管

为保证排水顺畅，废水泵房预埋管的位置应位于线路实际最低点，如设置有困难，预埋管距线路最低点距离不超过5 m。废水泵房水管预埋至穿透盾构壁，不需伸出，由轨道专业做横向明沟引入预埋水管。预埋管管底到轨面的距离为：一般及中等减振地段830 mm（距离盾构底50 mm），高等、特殊减振地段870 mm（距离盾构底50 mm）。即统一按距离盾构底50 mm预埋。此方案可保证即使在盾构打偏吃掉100 mm限界情况下，预埋管的高程也低于的中心水沟的高程。一般及中等减振地段圆形隧道预埋管可参照图5。

图5 长沙某地铁工程盾构区间废水泵房预埋管图

5 提高施工质量

除了车站外包防水质量应严格控制外，站内排水的施工质量也很重要，站内排水主要以离壁沟和排水沟为主。

离壁沟与结构板同期浇筑施工，离壁沟施工质量控制与结构板的施工质量密切相关，结构板施工时，一方面应注意控制挡水槛钢筋与地漏处预埋钢套管的平面位置及高程精度的控制；另一方面控制结构板坡度；在后期装饰装修过程中，对离壁沟用防水砂浆找坡，坡度不小于3‰，对地漏周边做好防渗处理。

因离壁沟与结构板同期浇筑，离壁沟隶属于结构板的一部分，施工时，应注意控制结构板的施工质量。水沟的找坡控制主要在于各个高程的准确控制，施工单位在测量过程中严格控制高程是质量监控的重点，应建立高程的多层复核和责任制。

6 结语

地铁内积水的及时排除对于地铁安全运营的极为重要，因此，需要施工单位严格按图施工、保证工程质量；加强监理单位的监理力度，监督工程施工确保工程质量；验收工程质量时各单位要严格把关。综上所述，从设计、施工、监理、验收等方面共同努力，使地铁内积水的问题可以得到解决。