城市軌道交通車輛基地站場排水設計

高 華

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司 湖北武漢 430063）

1 設計原則

城市軌道交通車輛基地站場排水是指站場范圍內地面水的排放，其設計范圍為站場路基外的地面雨水和站場路基面的地面雨水排放。地下水、生產廢水和生活污水需要排除，則由相關專業處理，站場范圍內不同專業的排水設計，應注意與相應專業做好接口對接，要總體布局、統籌安排、互相配合，形成完整的排水設計系統。站場路基面的地面雨水采用縱、橫向水溝相結合的方式排放；路基外的雨水一般通過路基邊坡側溝排放。整個場地的雨水經匯集后，原則上建議兩個及以上的接口將雨水排放至周邊自然水系或市政雨水系統。

目前，城市軌道交通車輛基地的道路路面雨水都是通過管排的形式解決。因此，本文所提站場排水主要指站場路基面雨水排放和站場路基外地面雨水排放［1-3］。

2 站場路基面排水

站場路基面雨水排放主要是指咽喉區線路間路基面的雨水排放。

2.1 咽喉區的縱向排水設計

咽喉區的縱向排水設備宜設置在路基面橫向排水坡的最低處。地面排水設備的縱坡不應小于2‰。地面平坦地帶或反坡排水地段，在困難條件下可減少至1‰。不同縱坡組合的地面排水設備，其下游縱坡不宜小于上游縱坡。

目前股道間的縱向排水設備往往采用碴底式縱向排水溝。水溝設置在不填滿道碴的線路間，蓋板面與路基面平。縱向排水溝寬度應根據地面匯水流量的計算而確定，采用0.4 m、0.5 m、0.6 m三種，應注意不同溝寬所對應的最低起點溝深和終點處最大溝深。若需要在不足5m線間距的地段設置水溝，建議設鋼筋混凝土支撐予以加強。在縱向排水溝的入口處應砌筑端墻。當溝出口排水直接排向路基外側時，則應在出口處設置端墻。

車輛基地的圍墻內側為路堤時應設置排水溝，為路塹時在圍墻外側設置側溝。圍墻內側路基排水，通過圍墻泄水孔排至側溝，也可在圍墻內側同時設置排水溝。

根據城市軌道交通建設的特點，綜合造價、美觀、實用等多因素考慮，縱向排水溝推薦采用C25混凝土澆筑，蓋板建議采用高強復合蓋板，部分地方有特殊需要的可以考慮鋼格柵蓋板或者現場澆筑C25（及以上等級）混凝土。縱向排水槽每隔10 m應設寬3 cm的沉降縫一處［4-5］。

2.2 咽喉區外圍鄰近道路的縱向排水設計

在軌道交通車輛基地施工中，咽喉區縱向水溝一般設置為碴底式縱向排水溝。但是為了滿足段內整體美觀效果，某城市曾經在車輛基地內，嘗試將咽喉區最外圍一圈所有鄰近道路的縱向水溝皆設置為碴頂式蓋板水溝（見圖1），溝頂標高與鄰近道路等高。從實施效果來看，能與鄰近的道路路面、周邊場坪的景觀綠化和其他的配套設施達到了美觀協調的效果［6］。

圖1 碴頂式水溝施工效果

2.3 橫向排水設備

在城市軌道交通車輛基地中，排水設備穿越線路地段時，如無可利用的橋涵或者管涵時，應采用橫向排水槽。橫向排水設備的設置應符合下列要求：

（1）橫向排水設備應根據縱向排水槽的長度、場坪和縱向排水設備的坡度及坡向確定。兩橫向排水設備之間的距離宜采用400 m，困難情況下不應超過500 m。

（2）可根據具體情況設橫向排水設備，在不同線群間、庫前線間的縱向排水設備及三角線或其他低洼積水區需向線路外側排除積水時，可增設個別鋪筑的橫向排水設備。

（3）橫向排水槽槽寬為 0.4 m、0.5 m、0.6 m時，其相應允許最大槽深應分別為1.2 m、1.5 m、2.0 m。其起點槽深不應小于0.5 m。

（4）橫向排水槽及蓋板應采用C25（及以上等級）混凝土。

（5）橫向排水槽每隔3～5 m應設寬3 cm的沉降縫一處。

2.4 縱、橫向排水設備的連接

碴頂式縱向排水溝與橫向排水槽交會處，應設擋碴板；碴底式縱向排水溝與橫向排水槽連接時，兩槽頂齊平，取消擋碴板。縱向排水溝與橫向排水槽的連接點，應設0.2 m深的沉砂池。縱向排水溝溝底高程應高于橫向排水槽溝底高程［7-8］。

3 站場路基外地面排水

在城市軌道交通車輛基地中，站場路基外地面排水主要是圍墻外路基邊坡底的雨水排放。

3.1 設計原則

（1）站場路基外地面排水系統的設計，應與當地人工的或天然的排水系統或者周邊區域的市政雨水排放系統配合，并采取必要的防滲措施，使路基邊坡保持穩定。一個車輛基地建議設置兩個及以上與外部雨水系統連通的出口。

圖2中某車輛基地段址所在區域自然水系發達，結合段址特點，在充分聽取水務、規劃部門意見后，對該車輛基地的排水設計思路如下：

圖2 站場路基外排水與既有水系統籌考慮案例

①車輛段內設置涵洞兩座，其中南側涵洞設置于既有河道位置，將涵洞位置設置于既有河道上，不僅節約了工程投資，也保證了原水流路徑，同時也滿足車輛基地站場雨水匯集排放的功能。

②結合車輛段內線路和場坪的布置，將段址西南角原河道改造為明渠。明渠改造工程量較小，且維持該水系原生狀態，同時解決車輛段西南區域的站場路基面雨水排放。

③車輛段施工時注意對東側既有河道的保護，同時將東側圍墻外雨水引流至該河道。

④在車輛段西南側圍墻外設置特殊側溝，將運營庫前涵洞雨水由南往北匯集引流至西側既有河道。

在對該車輛段進行排水設計時，要充分考慮地方特色、尊重自然規律，保證工程建設與城市市政、自然景觀的和諧共處。

（2）站場路基外排水應結合站場路基面的排水，設計合理的排水系統，其流水方向應依據匯水區域統籌考慮，使水流徑路短而順直。圖3為某共址合建車輛段，周邊無既有自然水系，站場雨水經排水涵洞和管涵匯集后，排入段址西側和南側的市政雨水系統。

圖3 共址合建車輛段雨水排放示意

3.2 站場路基外地面排水設備

城市軌道交通站場路基外地面排水設備主要包括路堤邊坡側溝，路塹天溝、跌水與急流槽等。排水設備橫斷面應按1/25洪水頻率的流量計算，溝頂應高出設計水位0.2 m。

3.2.1 站場側溝設計及施工

軌道交通車輛基地由于其市政工程的特殊性，一般在路基邊坡外均需設置一圈站場側溝。

3.2.2 特殊設計的站場側溝

常規的站場邊坡側溝只是為了滿足匯集圍墻外邊坡和圍墻泄水孔所排出的雨水，當所匯集的雨水大于常規側溝容量時，應按流量加大斷面進行特殊設計。部分車輛基地需要通過一條特殊設計的蓋板排水溝將涵洞所匯集的雨水排入既有市政雨水系統。

圖4中，N1為常規的站場邊坡側溝，側溝N2則承擔將涵洞雨水引入市政雨水管的任務，涵洞匯水面積較大，常規的站場側溝尺寸滿足不了流量要求，必須對N2進行特殊設計。特殊設計的側溝施工效果見圖5。

圖4 特殊設計的側溝設計示意

圖5 特殊設計的側溝施工效果

3.2.3 跌水和急流槽

水流通過陡坡地段時可設置跌水和急流槽，其材料建議采用混凝土（見圖6）。槽斷面形式宜為矩形，槽底應做成粗糙面。急流槽坡度不宜陡于1∶1.5。急流槽過長時應分段修筑，每段長度不宜超過10 m。跌水的臺階高度可采用0.3～0.6 m，臺面坡度應為2%～3%，跌水和急流槽的進水處應予防護，出水處應防止沖刷。各部位尺寸應根據水文、地形、地質及當地氣候條件確定，必要時應做水利計算［9］。跌水與急流槽的結構尺寸應符合下列要求：

（1）進口部分始端和出口部分終端的裙墻，其埋深應在凍結線以下，厚度不應小于0.3 m（混凝土）。主體部分和消力部分的槽底厚度應按流量和水流沖擊力的大小設計，可采用0.4～0.5 m。

（2）各部分斷面的高度應高出槽中計算水位0.2 m。槽壁頂面厚度不應小于0.2 m（混凝土）。

（3）急流槽的主體部分應每隔2～5 m設置一個防滑平臺，嵌入基底內0.8～1.0 m。

（4）急流槽下游的側溝應加大斷面，按1/50洪水頻率流量確定。

圖6 跌水和急流槽

4 站場排水其他部分細節設計

（1）排水設備的連接

①排水槽的轉彎半徑不小于溝底寬度的10倍，且不小于5 m，轉角不宜大于45°；排水槽實施后其平面應平順圓滑。曲線段水溝施工時，施工單位每次立模長度建議不應超過5 m，小半徑曲線段立模長度不超過1 m。

②排水溝排向橋涵入口或市政排水系統入口時，溝底高程不應低于上述入口泄水面高程。

③不同截面之間的排水溝相連時，應設置溝底寬度漸變率為1/20的過渡段。

④在城市軌道交通車輛基地中，經常會有通過特殊設計的側溝將涵洞雨水引入市政雨水系統或者既有自然水系，應注意銜接處理。若側溝中心與涵洞中心平面在同一條直線上時，銜接處理更簡單（見圖7）。

圖7 側溝與涵洞銜接處理示例

（2）站場排水設備與其他設備交叉連接設計

①電纜線不宜置于排水槽內，困難情況下，可將電纜線掛于排水槽的槽壁上，并應離開水面。

②縱向排水槽與接觸網柱基礎交叉，設計時應避免發生干擾，可將排水槽移至其他線間。改移困難時，可將排水槽設在設有接觸網柱的線路間，接觸網柱基礎應進行特殊設計。

③排水槽與其他管溝交叉時，應垂直穿越，做好槽與管的連接。

（3）出入線由地下爬升至場坪標高時，為了線路兩側排水順暢，建議直接以“U”形槽整體道床過渡至場坪，出入線不再設置路基段。

（4）碴頂式縱向排水槽應嚴格按照標準圖要求設置泄水孔，泄水孔每隔1m設置一個，泄水孔的設置需滿足孔徑、間距和埋深要求。

（5）若水溝兩側橫斷面嚴格按照0.02的橫坡率設置，水溝兩側溝壁經常出現不等高情況，建議在靠近水溝1～2 m范圍內，靈活改變橫坡坡率，使水溝溝壁等高。

（6）臨時過渡溝

建議施工單位在站場水溝正式施工前，以臨時溝的形式過渡，待條件穩定后再行實施，以避免過早完成站場水溝在后續工程施工時遭受破壞。臨時過渡溝的材料可以根據現場情況因地制宜，土溝、磚砌、砂漿抹面均可，能保證排水順暢即可［10］。

5 結論

針對城市軌道交通車輛基地站場雨水排放的基本特點及城市軌道交通車輛基地站場設計的市政工程屬性，以相關規范為依據，對排水設計提出了一系列切實可行的建議，對軌道交通建設的精細化設計、與城市景觀的和諧共存方面有很好的借鑒應用價值。