下沉式停车场上盖平台临时雨水排放方案分析——以福州市4号线洪塘停车场上盖平台排水方案为例

文｜广州地铁设计研究院股份有限公司 杨贵德

1 前言

近年来，在城市交通便捷性和用地紧张的背景下，基于“轨道+物业”模式的地铁车辆段上盖物业开发项目成为全国各大城市相继开展的热点。下沉式停车场作为一种新型结构形式的地铁车辆段，能进一步提高城市土地利用效率和经济效益，增益停车场上盖物业开发，在轨道交通物业开发的建设中具有很大的应用价值[1]。然而，因地铁停车场和上盖物业开发大多存在建设工期不一致的问题，上盖物业经常在地铁停车场建成运营后才投入建设。在停车场上盖物业开发前，为避免降雨时上盖平台雨水侵入盖下停车场尤其是下沉式停车场，损坏地铁设备，地铁停车场建设时需要考虑上盖平台的临时排水措施。本研究基于福州市4 号线洪塘停车场上盖平台排水方案的分析，为下沉式停车场上盖平台临时排水设计提供参考。

2 工程概况

福州市轨道交通4 号线洪塘停车场位于福州仓山区三环快速路以东，金山大道以北，纵一号路西南侧的地块内。停车场地块长约1000 m，宽约27～268 m，占地面积约16.01 hm2。停车场采用半地下形式，其轨行区地坪标高约2.25 m，周边道路标高约为8.25～8.86m。停车场下沉约6.00～6.61 m。停车场上盖平台与室外路面的关系如图1 所示。停车场承担地铁车辆的停放、检修以及线路物资储存等功能，场内设置有运用库、洗车机棚及控制室、混合所、内燃机车库、出入场线、调蓄水池、污水处理站等功能用房和辅助办公楼[2]。基于土地资源集约利用的考虑，对洪塘停车场运用库、咽喉区及出入场线等区域进行上盖物业开发建设。其中上盖平台盖板面积约11.86 hm2，盖板标高约12 m，拟在停车场上盖平台处建设商品住宅、社区配套商业及幼儿园和社会车库等。根据整个工程建设工期计划，上盖平台与停车场盖下主体同步建设，待上盖平台建成后，上盖平台物业开发入场，即刻开展平台物业开发建设。因此，本次排水方案仅针对上盖平台物业开发建设前平台的临时排水设计。

图1 停车场上盖平台剖面图

3 上盖平台雨水排放方案

基于下沉式停车场场地的特殊性及地铁公共设施的安全性考虑，上盖平台雨水不允许侵入停车场内部或停车场场地深基坑内，以防影响地铁设施正常运行，盖上、盖下排水应相互独立，互不干扰。根据上盖平台变形缝设置情况，对停车场运用库（A区）、咽喉区（B 区）、出入场线（C 区）屋面3 个区域进行汇水分区划分，如图2 所示。

图2 停车场上盖平台汇水分区图

3.1 上盖平台雨水量计算

停车场上盖平台设计雨水量与汇水区域径流系数、当地暴雨强度及汇水面积有关[3]。雨水设计流量按照式(1)计算：

考虑到本研究仅考虑停车场上盖平台的临时排水，停车场上盖平台的降雨重现期按P=10年，校核按P=25年考虑，降雨历时按t=5 min 计。

上盖平台各分区雨水设计流量计算结果见表1。

表1 停车场上盖平台各汇水分区雨水量计算表

3.2 上盖平台雨水排放分析

虹吸排水系统具有排水迅速，排水能力强等优点，同时可减少排水立管数量，减少排水对外接驳点，便于管理。根据《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》（CECS 183-2015）要求[4]：当立管管径不大于DN75 时，雨水斗斗面至过渡段的高差宜大于3 m；当立管管径不小于DN90 时，雨水斗斗面至过渡段的高差宜大于5 m。洪塘停车场上盖平台盖板面积较大，按虹吸排水考虑时，排水立管管径基本都在DN150及以上。因停车场盖板标高约12 m，仅比周边道路高约3.14～3.75 m，小于虹吸排水系统要求的适宜高差，因此用虹吸排水系统效果不理想。同时虹吸排水需要采用专用雨水斗，管道采用HDPE 管和镀锌钢管，初步研究，上盖平台采用虹吸排水系统时，造价约600 万，而采用重力排水系统，造价不到100 万，虹吸排水系统成本远比重力排水系统高。此外，因本项目上盖物业开发与盖板平台建设间隔时间短，上盖平台物业开发时，屋面虹吸系统会被废除，浪费较大[5]。综合比较下，停车场上盖平台临时排水采用重力排水系统。

利用重力排水系统时，有两种排水方式可供选择，建筑屋面内排水和外排水。采用内排水时，需要在停车场上盖平台上设置排水天沟，雨水斗按排水区域均匀布置在整个上盖平台上，这种排水布置可以及时排出平台上雨水，避免在停车场屋面产生积水。因停车场为下凹式段场，内排水不仅导致有很多雨水立管进入停车场深基坑，影响建筑美观。同时屋面雨水排入了盖下停车场，后续只能通过盖下抽排至盖外道路雨水系统，该种方式与盖上、盖下排水相对独立的原则相悖，还增加了盖下停车场基坑排水的负担。此外，采用内排水还容易引发盖上、盖下空调排烟系统相互串烟，具有重大安全隐患。采用外排水时，在停车场上盖平台四周设置排水天沟，并设置5‰的屋面坡度，由平台中心坡向四周。该种排水方式会导致暴雨期间停车场上盖平台会有一定的积水，参照王召唤[6]关于屋面积水对屋面荷载及防水层影响分析：屋面坡度在3‰～3%，集水距离在0～200 m 范围内，设计重现期的暴雨对屋面的积水深度在屋面允许的负荷水深范围内，不会影响屋面的正常功能。本停车场屋面坡度和集水距离都在上述规定的范围内，故屋面积水不会成为选择外排水形式的限制因素。与内排水相比，外排水雨水严格杜绝了盖上雨水流入盖下停车场的可能，雨水通过排水管或渠直接从上盖平台排水天沟接至盖外，不侵入停车场深基坑。同时因该种排水方式无需在上盖平台上留下排水孔洞，后期上盖平台开发建设时，也避免了对孔洞封堵处理。此外，因上盖物业建设施工周期较长，一般都需要2～5年，外排水系统还可以保留作为在上盖平台开发建设期间的一种排水保障。

基于上述分析，洪塘停车场上盖平台临时排水采用外排水方式，天沟收集各汇水分区雨水后，再通过钢格栅筛除雨水中的废渣、树叶等，接着沟内雨水利用坡度为1%的排水沟通过管线梁接至盖外停车场防洪挡墙外，然后通过预埋在排水沟沟底的雨落水管，接至站场雨水明渠，后统一由站场明渠排至附近河道。上盖平台排水沟见图3。

图3 停车场上盖平台排水沟剖面图

上盖平台排水系统采用截面为560 mmx520（h）的排水沟，排水沟设计流量按照式(2)计算：

明渠超高按0.2 m 计，则每个排水沟设计流量为0.389 m3/s，同样在校核雨落水管（管径为400 mm）设计流量时按满流计，每个雨落水管设计流量为1.26 m3/s，大于排水沟设计流量。故雨落水管流量不为排水设计限制条件，停车场上盖平台应基于排水沟的排水量来设计各分区排水。为避免因排水沟和雨落水管堵塞造成排水不畅状况的出现，每个排水分区应设置一个备用排水沟，则上述15 个系统分别设置2～4个排水沟。

考虑到雨落水管排水时对下方站场排水明渠的冲击比较大，在雨落水管与站场明渠连接处设置消能井对雨水进行消能处理，后再接至站场明渠内。并在消能井内设置消能挡板，减弱对消能井的冲刷，进一步增大系统的安全性。

4 结论

停车场上盖平台应结合停车场与道路设置高度差、物业开发与盖板的建设周期综合考虑上盖平台的排水形式，对于下沉式停车场，应尽量采用重力外排水方式，避免盖上雨水侵入盖下，同时降低排水工程造价，免除后期物业开发时对上盖平台孔洞封堵工程。

上盖平台雨水外排采用排水沟+雨落水管的排水方式，排水沟和雨落水管建议设置备用系统，增大排水系统的安全性。

上盖平台雨水在雨落水管下落的过程中对排水明渠底部冲刷过大，需采用消能措施，减弱对盖外排水明渠的冲击。