解決軌道交通轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問題的設(shè)計思路

譚人升，楊 智，佘路軍

（1．貴陽市公共交通投資運(yùn)營集團(tuán)有限公司，貴陽 550081；2．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 100070；3．中鐵二院華東勘察設(shè)計有限責(zé)任公司，杭州 310004）

目前，國內(nèi)大部分軌道交通工程使用的轉(zhuǎn)轍機(jī)防護(hù)等級為IP54，防水等級較低，只能防護(hù)每個方向的噴水，加上轉(zhuǎn)轍機(jī)需安裝在道床的預(yù)留基坑內(nèi)，這使不能長期泡水的轉(zhuǎn)轍機(jī)首當(dāng)其沖要面臨低洼處積水的問題。本文通過剖析轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水的源頭，總結(jié)轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑防水及排水的技術(shù)方案，給出設(shè)計思路與注意事項(xiàng)，為行業(yè)內(nèi)同類問題的處理提供參考。

在轉(zhuǎn)換道岔的過程中，轉(zhuǎn)轍機(jī)的動作桿推或拉動尖軌動作，表示桿與道岔表示桿相連并隨道岔一同動作。如果這時轉(zhuǎn)轍機(jī)處于有水的環(huán)境中，水很容易從動作桿和表示桿開孔滲入轉(zhuǎn)轍機(jī)箱體，對轉(zhuǎn)轍機(jī)造成損壞，同時帶來安全隱患。

1 問題源頭

1.1 滲水

滲水分為3種：結(jié)構(gòu)底板滲水、道床水溝滲水、隧道壁滲水。

結(jié)構(gòu)底板滲水是由于車站主體結(jié)構(gòu)底板與道床板是分別澆筑的兩個結(jié)構(gòu)個體，即道床板是在車站主體結(jié)構(gòu)底板完成施工后加蓋在上方的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所以道床板與結(jié)構(gòu)底板之間會存在施工縫隙，極易形成過水通道。一旦結(jié)構(gòu)底板出現(xiàn)滲漏，水便會沿著施工縫隙蔓延串流，透過墊層滲入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑中并造成積水[1]。

道床水溝滲水一般是由于道床、水溝、轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑為分批分層分段澆筑，不同批層段之間的混凝土體結(jié)合不密實(shí)即會產(chǎn)生細(xì)縫，水溝水便會通過細(xì)縫穿過道床流入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑[2]80。

隧道壁滲水主要是因?yàn)闆]做好結(jié)構(gòu)防水，軌行區(qū)沒有離壁墻，轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑大部分是加寬至隧道壁，所以轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑附近隧道壁結(jié)構(gòu)的防水一旦沒做好，必然會有滲水流入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑，從而造成積水。

1.2 排水溝倒灌

導(dǎo)致排水溝水倒灌至轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑的原因一般有兩種：一是轉(zhuǎn)轍機(jī)附近的水溝被垃圾或雜質(zhì)截流。二是短時間的排水量激增，水溝排水速度不足，比如暴雨、城市內(nèi)澇、消防水等情況。

1.3 清洗道床水

基本是在運(yùn)營初期對道床進(jìn)行沖洗后，水流入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑導(dǎo)致積水。

1.4 車站污水

當(dāng)站內(nèi)生活廢水排水口設(shè)置在轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑附近，且不能順利排入水溝便會流入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑，造成基坑積水。

1.5 雨水

雨水主要是高架段和地面段轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑面臨的問題。但高架和地面地勢一般較高，排水條件好，在有排水管溝的前提下基本不會造成轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水。

通過以上對問題源頭的歸納分析可知：除滲水外，其他情況都是易處理的偶然或短期問題，故造成轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水的主要問題源頭就是滲水。

2 設(shè)計思路

要對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問題的嚴(yán)重性有正確的認(rèn)識，在設(shè)計階段由總體牽頭，軌道專業(yè)負(fù)責(zé)，給排水、信號、低壓配電等涉及到接口的專業(yè)積極配合，研究可行的設(shè)計方案和繪制詳細(xì)的施工圖，并在施工階段督促施工。

2.1 注意事項(xiàng)

2.1.1 水溝底面標(biāo)高不得高于轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑底面標(biāo)高

一般地下線道岔整體道床的軌道結(jié)構(gòu)高度距離軌頂面560 mm，轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑要求距離軌頂面不小于410 mm。道岔一般位置靠近車站且距廢水泵房不算遠(yuǎn)，給排水和軌道專業(yè)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場條件將道岔附近的水溝溝底盡量做深，不宜采用區(qū)間道床水溝400 mm的高度，建議距離軌頂面500 mm，保證水溝底面低于轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑底面。如圖1所示。

圖1 基坑剖面Fig.1 Section of foundation pit

2.1.2 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑側(cè)的水溝應(yīng)截斷繞行

可以在相對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑的水溝上游提前設(shè)置橫向截水溝及擋水坎，使轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑側(cè)上游水溝連接至拉桿槽側(cè)水溝，并增加這段合流的水溝寬度至400 mm，并在轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑下游合適的位置設(shè)置橫溝，使水溝繞回。

2.1.3 對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑及周圍的道床做特殊設(shè)計

為避免結(jié)構(gòu)底板滲水，軌道專業(yè)在做轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況要求在基坑底面及四周增涂防水材料或密封膠，同時選擇對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑及周圍的道床注入親水環(huán)氧材料對整體道床和結(jié)構(gòu)底板之間的縫隙進(jìn)行填堵[3]。

為避免水溝混凝土細(xì)縫滲水，轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑及周圍的道床應(yīng)選擇以下水溝無縫化設(shè)計方案之一。

方案一：將水溝、道床、轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑三者一次性同步澆筑。

方案二：分段澆筑的水溝做成獨(dú)立U型結(jié)構(gòu)如圖2所示，水溝側(cè)墻不再直接依賴道床側(cè)面，而是采用吊模方式一次性澆筑成型[2]81。

圖2 U型結(jié)構(gòu)水溝Fig.2 U-shaped ditch

2.1.4 在岔區(qū)預(yù)留一個轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑集水坑

集水坑深度根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水方案確定，如選用小型潛污泵的排水，需要結(jié)構(gòu)專業(yè)通過局部結(jié)構(gòu)降板或減少回填的方式提前在結(jié)構(gòu)底板上預(yù)留一個500 mm×500 mm×500 mm的 集 水 坑[4]。如采用導(dǎo)管止回閥排水或利用真空裝置排水，只需在軌道道床設(shè)置集水坑[5]。

2.2 排水方案

每個工程都應(yīng)該結(jié)合項(xiàng)目自身?xiàng)l件設(shè)計合理有效的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水方案。下面3種為常見的方案。

導(dǎo)管止回閥法是對傳統(tǒng)導(dǎo)管木塞法的改良，設(shè)置與兩個轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑連通的集水坑，設(shè)計好坡度讓基坑內(nèi)的水流入集水坑，集水坑與水溝用一根鍍鋅鋼管連通[6]，在鋼管的排水口設(shè)置止回閥[7]，如圖3所示。此方案利用止回閥單向流動的特性，既能實(shí)現(xiàn)集水坑與軌道排水溝隔絕，也能讓集水坑內(nèi)的積水自動排入排水溝。

圖3 導(dǎo)管止回閥方案Fig.3 Scheme of ducts check valve

經(jīng)調(diào)查，目前絕大部分工程選用安裝小型潛污泵的方式對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑進(jìn)行排水，但此方案的前提是在結(jié)構(gòu)底板上預(yù)留集水坑，且需要在轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑附近為潛污泵預(yù)留工作電源。同時為避免基坑積水水位變化導(dǎo)致水泵頻繁啟、停而燒壞水泵[8]，設(shè)計時應(yīng)從潛污泵的選型和潛污泵的啟停邏輯保護(hù)方面進(jìn)行方案優(yōu)化。

另外，還有一種是利用真空抽水的排水方案，通過統(tǒng)一提供真空源，設(shè)計好真空管道和集水箱位置，利用控制電路對車站內(nèi)所有轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑甚至包括其他低洼處積水進(jìn)行真空排水。如果把潛污泵方案看成離散的排水，真空抽水方案可以做成集中的排水系統(tǒng)，相當(dāng)于為低洼處積水單獨(dú)設(shè)置一套排水系統(tǒng)，此方案的設(shè)計難點(diǎn)是管道布置和選擇集水箱位置。上述3種方案對比如表1所示。

表1 方案對比Tab.1 Comparison of schemes

3 結(jié)論

按照“防治結(jié)合，以防為主”的思路面對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水的問題。首先從問題源頭進(jìn)行控制，避免施工細(xì)縫，防止將轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑與水溝直接連通，對轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑做好防水工作。在設(shè)計階段各專業(yè)間開展詳細(xì)接口配合工作。最后通過論證選擇因地制宜的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水方案。