下沉式上盖开发车辆基地站场排水研究

黄宗志

（广州地铁设计研究院股份有限公司, 广东 广州 510010）

0 引言

地铁车辆基地主要承担地铁车辆的停放、日常保养、检修、设备维修等工作，占地面积较大。随着城市进步和经济发展，土地作为城市的不可再生资源日益稀缺，为应对城市日益减少的土地资源，越来越多地铁车辆基地采用下沉式上盖开发形式，以实现对土地的集约、高效利用。下沉式上盖开发车辆基地作为新的设置形式，与地面不开发/上盖开发车辆基地相比有新的特点，对站场排水提出了新的要求。该文通过分析下沉式上盖开发车辆基地的工程特点，研究车辆基地排水系统组成，探讨下沉区道路、咽喉区站场排水方案，为后续下沉式上盖开发车辆基地站场排水设计提供参考。

1 下沉式上盖开发车辆基地特点

城市轨道交通下沉式上盖开发车辆基地参照城市下沉式广场而定义，指轨面标高低于周边现状地面，库房周边消防车道（平过道除外）全部镂空，形成“下沉庭院式”消防车道并进行上盖物业开发的车辆基地。[1-2]当一层结构顶板高于周边地面、室外道路高程低于周边地面达到1/3层高且无法采用重力自流形式排水时为半下沉式；当一层结构顶板低于或齐平周边地面且无法采用重力自流形式排水时为全下沉式。下沉式上盖开发车辆基地工程特点有：

1.1 盖下车辆基地与物业开发整体设计

车辆基地与上盖物业开发是一个平衡利弊、互相协调的过程，整体设计满足了双方的不同需求。[3]车辆基地是保证城市轨道交通顺利运营的基础，实现车辆基地功能是整个工程的前提，上盖物业开发设计方案应以盖下车辆基地限界、轨道等方案为前提进行设计。盖下车辆基地设计应充分考虑上盖物业开发的需求，精细化设计，为上盖物业开发提供良好条件。

1.2 下沉区盆形结构

受车辆基地出入线条件、上盖物业开发等因素影响，下沉式上盖开发车辆基地的轨面高程低于周边地面，且轨面高程处于地下水位以下。根据《地铁设计规范》（GB 50157—2013）要求，车辆基地线路路肩高程不应小于百年一遇洪涝水位、安全高等之和。[4]为规避洪水、地下水的影响，保证车辆基地安全，下沉区域底部设置整体混凝土底板，周边设置防洪挡墙，整体形成“凹”形的盆型结构。

1.3 敞开式消防车道

消防是地下车辆基地设计的重难点。为确保火灾时的安全性，国内场段多是在设计时增加安全措施，有借鉴山地建筑理念的“类地上型”地下场段，有通过增加消防设施来确保消防安全的“消防安全做事加强型”地下场段。[5]下沉式上盖开发车辆基地为“消防安全做事加强型”地下场段，借鉴建筑下沉广场概念，通过将库房周边消防车道上方盖板镂空，设置为“下沉庭院式”消防车道，增加疏散楼梯等加强消防设施相关设计，使消防车道区域作为安全区域或亚安全区域，解决防火分区面积、人员疏散距离等消防设计问题。

1.4 盖下、盖上排水系统相互独立

由于下沉式上盖开发车辆基地轨面低于周边地面，下沉区排水接入市政雨水管网方式由重力自流调整为机械提升，排水能力有限，须避免地面区域雨水排入下沉区，保证车辆基地安全。且盖下车辆基地与盖上物业开发为独立项目，综合管线、总平面等各自独立报建，两者的排水系统相互分离、相互独立[6]。

1.5 盖下管线总体规划

下沉式上盖开发车辆基地的下沉区域采用混凝土底板、混凝土侧墙结构，底板上方未预留覆土，管线覆土直埋的方式变得不可行，且盖下柱网密集，接触网、信号转辙机等设备众多，管线布置十分复杂。因此，下沉区“埋地、架空、库内、库外”的管线布置需总体规划，综合协调管线之间，管线与结构柱网、接触网、信号转辙机等之间的关系，从总体方案上减少管线交叉等情况。

2 站场排水系统分析

2.1 总平面划分

根据建筑室内高程不同，下沉式上盖开发车辆基地可划分为地面区、下沉区。地面区包括地面综合楼及周边消防车道、地面其他单体以及主体结构与红线间区域等。下沉区包括盖下轨道区、库房区、相关建筑单体、消防车道等。如图1所示。

图1 下沉式上盖开发车辆基地总平面组成示意

2.2 站场排水系统分析

根据总平面划分，下沉式上盖开发车辆基地站场排水系统由地面排水子系统、下沉区排水子系统组成。地面排水子系统包括场前区道路排水、主体结构与红线间周边排水；下沉区排水子系统包括盖下道路排水、咽喉区排水，具体如图2所示。

图2 下沉式上盖开发车辆基地站场排水系统

场前区道路排水收集消防车道雨水、综合楼等建筑单体屋面雨水、绿化雨水，周边排水收集主体结构与红线间区域雨水，通过重力自流方式排入周边市政雨水管网中。

盖下道路排水收集敞开区域消防车道雨水，咽喉区排水收集轨道冲洗水、盖板镂空区域雨水等，汇入附近调蓄水池，通过机械提升方式排入周边市政雨水管网中。

2.3 地面排水子系统

场前区道路排水主要排放道路路面雨水，以及考虑综合楼等建筑单体的屋面雨水。道路排水采用“雨水管+雨水检查井+雨水篦子”形式，雨水篦子对道路路面雨水汇集后汇入雨水检查井，通过检查井间雨水管排放。

周边排水主要排放主体结构与红线间区域的雨水，保证主体结构周边区域无积水。周边排水采用“排水沟+雨水管”形式，沿主体结构周边设置排水沟进行雨水收集，排水沟与雨水出口间采用雨水管形式，以埋地敷设形式连接市政雨水管网。

2.4 下沉区排水子系统

盖下道路排水主要排放敞开区域道路雨水。由于下沉区为混凝土底板，雨水管无法覆土直埋，且雨水检查井对盖板结构影响较大，需采用有别于常规地面道路的排水方案。

咽喉区排水主要排放咽喉区轨道冲洗水、消防水、盖板镂空区雨水。由于下沉区为混凝土底板，设置众多的纵、横向排水沟影响混凝土底板实施及其防水性能，且容易与咽喉区信号管线等交叉，难以处理，故需采用有别于常规地面咽喉区的排水方案。

3 下沉区站场排水设计

3.1 道路排水设计

根据下沉区混凝土底板的结构特点，站场道路排水采用道路排水沟方案，水沟结构与混凝土底板同步设计、同步实施。

站场道路按等级划分为主干路、次干路。主干路宽度为7 m，次干路宽度为4 m，均设单向排水横坡，于道路横向排水坡底设置排水沟。排水沟沟宽、起沟沟深由雨水流量确定，盖板采用过车钢格栅盖板，提高水沟的雨水收集能力。道路排水沟设计方案如图3所示。

图3 道路排水设计方案示意

由于站场道路结构有厚度要求，混凝土底板高程须低于道路路面，但排水沟沟壁钢筋需提前预留，以保证水沟结构强度。

3.2 咽喉区排水设计

受下沉区混凝土底板、咽喉区管线等影响，咽喉区排水采用“横向排水沟+纵向排水找坡”方案。由于横向排水沟较深且横向穿越轨道，混凝土底板需结合横向排水沟方案整体设计、同步实施。

咽喉区沿轨道垂直方向设置横向排水沟，水沟间距根据纵向排水坡度、排水坡垫层高度、道岔分布情况综合确定。水沟盖板采用混凝土盖板，盖板高程与混凝土底板齐平，形成汇水最低点。咽喉区沿轨道纵向设置排水坡，坡度需满足排水要求，坡度可通过素混凝土实现。如图4所示。

图4 咽喉区排水方案示意

咽喉区雨水通过纵向排水坡汇入各横向排水沟中，横向排水沟将雨水汇集至附近调蓄水池，通过机械提升方式最终排入周边市政雨水管网。

4 实例分析

前锦车辆段为福州市轨道交通4号线定修段，受周边水系、出入段线爬坡条件影响，设计为半下沉式上盖开发车辆段。车辆段分为地面区、下沉区，其中地面区包括综合楼、杂品库、地面消防车道及绿化、主体结构与红线间区域，下沉区包括轨行区、停车列检库、检修库、调机库、物资总库、洗车机库、消防车道等。下沉区外围消防车道上方盖板基本镂空，以满足消防设计要求。车辆段进行上盖物业开发。

车辆段地面区站场排水为常规道路排水方案，设置道路雨水篦子、雨水管、雨水检查井。

车辆段下沉区雨水通过道路排水沟、咽喉区排水沟汇集至咽喉区下方雨水调蓄池，经由机械提升方式排入市政雨水管网中。

（1）下沉区道路排水设计。4 m和7 m道路采用单向2%的排水横坡，排水沟设于坡底；排水沟起沟深度为0.3 m，排水纵坡坡度为3‰；水沟盖板采用过车钢格栅盖板。由于道路排水沟无法在混凝土底板内消化，道路排水沟与混凝土底板整体设计，排水沟范围进行折板设计。排水沟起终点高差较大，底板结构根据水沟深度进行阶梯式处理，每段阶梯长度约60 m，沟内排水纵坡通过素混凝土回填实现。道路雨水通过道路排水沟收集后排入就近咽喉区横向排水沟[7]。

（2）咽喉区排水设计。由于调蓄水池设于咽喉区中部，为将横向排水沟串联接入调蓄水池，沿轨道纵向设置了纵向咽喉区主沟，沟宽为0.7 m，排水纵坡为3‰。根据轨道道床形式和减振措施，减振垫下方混凝土底座厚度约为100 mm，结合道岔分布、纵向排水坡度和坡长，横向排水沟间距约为100 m，排水坡度为5‰；根据混凝土底座厚度、横向排水沟间距、道岔分布等条件，纵向排水坡度为1.5‰~3‰。[7]排水方案平面如图5所示。

图5 前锦车辆段盖下排水方案示意

5 结语

下沉式上盖开发车辆基地的混凝土底板结构、密集结构柱网等特点不仅限制了管线敷设，而且限制了站场排水。由于混凝土底板厚度有限，且底板上方没有覆土，站场道路排水沟、咽喉区排水沟结构需与混凝土底板同步设计、同步实施。为快速、顺畅排放咽喉区雨水，同时增加横向排水沟的设置灵活性，建议设计初期提前预留排水回填层。该文从工程特点、排水系统组成、实际工程等方面对下沉式上盖开发车辆基地的下沉区站场排水方案提出站场排水方案，为后续下沉式上盖开发车辆基地的站场排水设计提供借鉴。