地鐵轉轍機基坑積水危害及應對措施

劉名元

地鐵轉轍機基坑積水危害及應對措施

劉名元

摘 要：在地鐵運營維護過程中，轉轍機基坑積水是一個非常普遍的問題。分析了積水的成因，積水的危害和對應的解決措施。

關鍵詞：轉轍機;積水;措施

在地鐵信號設備維護中，轉轍機基坑積水是一個非常普遍的問題。基坑積水如不及時處理，將會給行車帶來極大的安全隱患。目前，針對這一問題尚沒有良好的解決方案，只能通過電務維修人員加強巡視，及時清理。在此，著重分析轉轍機基坑積水的危害以及應對措施。

1 轉轍機安裝方式

根據轉轍機類型的不同，一般轉轍機安裝方式可分為軌枕式安裝和軌旁安裝。其中，軌旁安裝是地鐵建設過程中常見的方式。轉轍機基坑深度一般在410 mm(距離軌面)，基礎角鋼通過螺栓與鋼軌固定，轉轍機則固定于基礎角鋼上。

2 轉轍機基坑積水的危害

轉轍機基坑的積水多來自軌道沖刷廢水、車站日常清洗廢水和結構滲水等。在地鐵運營初期，積水也有可能來自雨水以及工程廢水。如果轉轍機長時間浸泡在水中，在轉轍機動作時，積水很有可能通過動作桿以及表示桿開孔滲入轉轍機箱體，天長日久，箱體內積水就會對轉轍機的可靠性帶來不良影響。由于轉轍機是涉及行車安全的基礎設備，其可靠性的降低將是地鐵運營的一個重大隱患。

根據鐵道部運輸局運基信號【2011】126號文《關于印發＜電氣化區段道岔交流轉換設備外殼接地方案＞的通知》要求：新建和改造的鐵路電氣化區段，交流轉換設備應確保在開通前完成外殼設置接地線工作。鑒于此，為確保行車安全，新建的地鐵線路，交流轉轍機外殼也需接地。

正常情況下，轉轍機與基礎角鋼之間、基礎角鋼與鋼軌之間均有絕緣墊片，地鐵的牽引回流多通過鋼軌回流。如果轉轍機基坑積水過多，則很有可能侵蝕絕緣墊片，甚至于直接將絕緣墊片淹沒，導致轉轍機與鋼軌直接聯通。由于接地線電阻遠小于鋼軌電阻，因此本應經由鋼軌回流的電流，轉而經過接地線回流。在極短時間內，過大電流 (大于3000A)產生的熱量將很輕易地燒熔轉轍機或者基礎角鋼，直接影響行車安全，

3 轉轍機基坑積水原因

1．道床排水不暢。地鐵線路中，轉轍機所在區域一般處于車站端部，平均只有2‰的坡度，水流速度慢，積水很難排出。另外，由于長時間的浸泡，結構滲水多含有高濃度的碳酸鈣等物質，天長日久，導致排水溝逐漸淤塞，進一步降低了排水系統的排水能力。

2．軌道排水系統設計不合理，積水倒灌。在部分地鐵工程設計中，軌道的排水溝與轉轍機基坑互相聯通，轉轍機基坑被當做排水溝的一部分，一旦積水較多，轉轍機自然無法避免被水浸的危險。另外一種情況，軌道排水溝與轉轍機基坑互不聯通，但是排水溝凈深小于轉轍機基坑，(排水溝凈深一般為400 mm，轉轍機基坑凈深一般為410 mm)。當積水漫過道床面時候，基坑內自然會有積水，并且該積水無法有效排出，導致轉轍機浸泡。

3．運營維護不及時。目前在地鐵運營過程中，多采用人工及時清理積水的方法，一旦清理不及時，積水自然也就無法避免。

4 應對措施

為減少轉轍機的基坑積水，可以從內、外因2個角度來考慮，需要在設計以及運營維護過程中，分別采取對應的解決措施。

1．針對道床排水不暢的成因，由于受站臺端部的線路坡度限制，無法調整。只能加強對排水系統的清理，盡量提高排水系統的工作效率，減少道床積水時間以及積水量。

2．在設計初期，信號專業與軌道專業加強溝通，優先保證轉轍機基坑與排水溝之間互不聯通。并盡可能在基坑周邊修筑防水矮墻 (防水矮墻位于道床面與鋼軌下表面之間)，減少當積水漫過道床面時，基坑積水的風險。

3．為滿足設備限界要求，提高轉轍機的安裝高度，就必須將轉轍機向線路外側移至少200 mm，由此隧道壁距離線路中心線的距離也應相對加長。進一步抬高轉轍機的安裝位置，并相應調整轉轍機動作桿以及表示桿的結構及長度。

由于轉轍機是涉及行車安全的重要基礎設備，對該設備的調整需滿足鐵道部相關規定的要求，并在上道前進行試驗;同時轉轍機外移，土建增加投資較多。因此，建議在地鐵建設過程中，多從外部因素考慮，來減少轉轍機水浸的風險。但是，單純通過加強對現有排水系統清理、增加防水矮墻等措施，并沒有從根本上解決問題。轉轍機基坑積水的根本原因在于基坑深度深于排水管道，導致積水無法順利排出。而受制于相關土建設計規范，排水管道深度很難在進一步增加。因此，探討既保證積水可以順利排出，又不違反相關設計規范的解決方案，就成為解決積水問題的關鍵。

5 轉轍機基坑排水系統設計

綜上分析，為轉轍機基坑設計高效的排水系統是解決轉轍機基坑積水的關鍵。為此，提出在轉轍機基坑下單獨敷設排水管道，該排水管道直通至車站集水坑。一旦基坑內存在積水，則可以立即排到集水坑內，因集水坑內設有排水泵，可以保證積水的實時排出。圖1是單臺轉轍機排水管道設計示意圖，不僅新增的排水管道直接與車站集水坑相連，并且轉轍機基坑與軌旁排水溝也互不聯通，可以有效地解決積水問題。

在實際線路中，在站臺端部一般都設有多條折返線以及存車線，如果每個基坑均新設排水管道，工程實施的難度較大。因此，在一定范圍內的轉轍機基坑可以通過排水管道互聯，最終至車站集水坑只敷設一根排水管道即可，具體設計詳見圖2。

圖2是一定范圍內，多臺轉轍機新增排水管道設計方案。所有轉轍機基坑均由排水管道聯通，最終統一接至車站集水坑。與圖1類似，圖2中基坑與排水溝也互不聯通，積水也均由新增排水管道排出，因此，可以避免轉轍機基坑的積水問題。

6 展望

本文提出的新增排水管道的設計方案，既避免了現有排水系統的缺陷，又不涉及轉轍機以及安裝裝置，不失為一個較為妥當的解決基坑積水方案。雖然該方案目前沒有實際工程案例，但相信在不久的將來，一定會成為解決轉轍機基坑積水問題的一個比較好的思路。

Abstract:In the operation and maintenance process of a metro，hydrops in switch machine foundation pit is a very common problem．This paper analyzes the causes of the hazards and proposes corresponding measures．

Key words:Switch machine;Hydrops;Measure

劉名元：中鐵二院工程集團有限責任公司 工程師 610031 成都

2012-03-27

(責任編輯：溫志紅)