上海浦東機場捷運工程排水系統設計

史錦

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

1 概述

上海浦東國際機場旅客捷運系統屬于上海浦東國際機場三期擴建工程，包括東線和西線2條區間正線，設置 T1、T2、S1、S2和預留 T4航站樓站共5座車站，均為地下車站；1座地上車輛基地。其中T1、T2車站為部分前期土建施工完成的改造車站，其余為新建車站（基地）。

東線正線連接T2和S2站，正線長約2.16 km；西線正線連接T1和S1站，正線長約2.37 km；西線、東線通過聯絡線連接車輛基地，西線聯絡線長約1.58 km，東線聯絡線長約1.12 km。全線大部分采用地下線，其中預留T4航站樓站至車輛基地段為敞開段及地面線，捷運車站均為地下一層，設置在航站樓內部，地面以上是航站樓，不設置專門人員出入口。浦東機場捷運系統工程總平面示意圖見圖1。

圖1 浦東機場捷運系統工程總平面示意圖

2 排水系統設計

捷運排水系統主要包括廢水系統和雨水系統。廢水系統包括車站沖洗水、消防廢水和結構滲漏水等；雨水主要來自風亭、區間敞開段等。雨水收集后經水泵提升排至市政雨水管網；沖洗廢水、消防廢水、結構滲漏水等收集后經水泵提升排至市政污水管網。捷運車站區域不設置衛生間，不設置污水排水系統，衛生間位于航站樓區域。

車站最低點設置主廢水泵房，區間線路最低點設置區間廢水泵房，隧道區間峒口處設置雨水泵房。捷運車站、區間、峒口排水系統泵房布置如圖2所示。

圖2 捷運排水系統泵房位置示意圖

3 排水設計標準

（1）車站清掃及消防廢水量與用水量相同。

（2）地下車站及區間隧道的結構滲入水量按0.1 L/（m2·d）計。

（3）區間峒口、風井敞開段雨水量按上海市暴雨強度公式，暴雨重現期P=50 a計算。上海市暴雨強度q（L/（s·hm2））公式：

式中：t為集水時間，min，按如下公式計算：

式中：m1為地表粗度系數，取0.013；LS為坡面流的長度，m；is為引流段坡度。

敞開段雨水設計流量QR（L/（s·hm2））：

式中：Ψ為徑流系數，取0.9；F為匯水面積，hm2。

雨水泵房設計流量以1.2倍雨水量計，即：雨水泵房設計流量Q泵=1.2 QR。

4 排水泵房設計

4.1 車站主廢水泵房

車站主廢水泵房設在車站或線路實際最低點處，在站臺板下的結構底板上找坡，橫坡2%坡向站中線，形成匯水溝，再沿車站縱向排水溝2‰坡向廢水泵房，坡底預留200 mm×200 mm排水孔至廢水泵房集水池。在車站軌行區，沿道床兩側各設置縱向排水溝，坡度不小于2‰，最低點處設置500 mm×500 mm×500（深）mm沉砂坑（坑底設置沉泥籃），并埋設DN250球墨鑄鐵管至廢水泵房集水池。車站主廢水泵房排水管布置剖面圖見圖3。

圖3 車站主廢水泵房排水管布置剖面圖

廢水泵房內設置2臺廢水泵：單臺Q=135 m3/h，H=17 m，N=18.5 kW，平時互為備用和輪換工作，消防或必要時同時工作。排水泵流量按消防時排水量和結構滲水量之和確定，廢水池有效容積按照不小于廢水泵15～20 min出水量確定[1]，廢水由潛水泵提升至地面壓力檢查井減壓后排入市政污水管網。

4.2 區間廢水泵房

區間隧道采用明溝排水，便于疏通，排水溝坡度同線路坡度（不小于2‰），在區間線路坡度實際最低點設廢水泵房，區間廢水泵房與區間聯絡通道結合設置。區間廢水池設在聯絡通道下方，通過預埋在道床下的橫向排水管收集縱向明溝的廢水，并接入泵房集水池。區間廢水泵房排水管布置剖面圖見圖4。

“很好，這是老師準備好的邀請函，如果你們的爸爸媽媽有空，我們特別歡迎他們來參加我們的生日會。”我想，在班級生日會上，父母和孩子在一起，這會是一個更好的感恩教育的時機。

圖4 區間廢水泵房排水管布置剖面圖（單位：mm）

區間廢水泵房內設2臺排水泵：單臺Q=36m3/h，H=40 m，N=15 kW，平時互為備用，必要時2臺同時啟動。排水泵的總排水能力按照消防時的排水量和結構滲漏水量之和計算，集水池的有效容積按不小于最大1臺泵的15～20 min流量計算[1]。區間廢水泵房的排水管宜沿區間隧道鋪設到鄰近車站，通過車站端部風道就近接入市政污水管網。

4.3 峒口雨水泵房

T4站區間峒口處設置雨水泵房，收集U形槽區間敞開段雨水。水泵總排水能力按50 a暴雨重現期和計算的集流時間確定，并按100 a暴雨重現期校核。集水池的有效容積按不小于最大1臺排水泵5～10 min的出水量計算[1]。U形槽接地點處設置橫截溝，防止地面雨水流入雨水泵房，實現高水高排、低水低排。峒口處設置3道雨水橫截溝攔截雨水，橫截溝寬度和深度充分利用軌枕間隙和道床高度，集水池進口處加設篦子，防止雜物進入集水池。峒口雨水泵房排水管布置圖見圖5。

圖5 峒口雨水泵房排水管布置圖

泵房設4臺雨水泵：3用1備，單臺Q=380 m3/h，H=15 m，N=30 kW，根據液位先后啟動，暴雨時同時使用，并可以定期自動切換使用，壓力排水管就近接至地面市政雨水管網。

4.4 局部低洼處排水

風井底部設置集水坑及排水泵，將收集的雨水就近接至地面市政雨水管網。道岔轉轍機坑及過軌電纜通道等局部低洼處設置集水坑及排水泵，將廢水提升至附近道床排水溝，最終匯入主廢水泵房。垂直電梯基坑底預埋DN100熱鍍鋅鋼管，廢水通過站臺板下縱向排水溝最終匯入主廢水泵房。站臺層以不超過50 m的間距設DN75的地漏，沖洗廢水排至道床排水溝，地漏應設置在屏蔽門絕緣帶外。

4.5 排水泵控制

廢（雨）水泵房排水泵根據液位控制啟停，由環境與設備監控系統（BAS）進行監控，采用就地手動控制、液位自動控制及BAS遠程控制的方式；控制室顯示排水泵的啟、停、故障、手自動狀態信號以及廢水池的水位信號。

5 排水設計優化

5.1 轉轍機基坑排水

捷運交叉渡線區域都設有轉轍機，并且基坑和溝槽深度一般比道床排水溝深，道床廢水會進入轉轍機基坑及溝槽中而積水，導致轉轍機因浸泡在水中不能正常工作，影響線路正常運營。目前國內城市多采用隔離轉轍機基坑區域，通過水泵強排的方式排除轉轍機基坑中的廢水[2]。

（1）靠近車站主廢水泵房附近的轉轍機基坑，道床排水溝做特殊優化處理，使軌道排水不進入轉轍機坑，軌道排水及轉轍機坑廢水均就近排入廢水泵房橫截溝及沉沙坑，避免排水溝廢水倒灌進入轉轍機基坑。轉轍機基坑排水示意圖1見圖6（a）。

圖6 轉轍機基坑排水示意圖

（2）遠離廢水泵房的轉轍機區域，結構底板設集水坑（500 mm×500 mm×500（深）mm），通過排水溝與基坑相連，在集水坑內設置小型自動潛水泵，當積水達到一定高度潛水泵會自動運行，將集水坑內收集的廢水就近排入道床縱向排水溝，最終接入主廢水泵房，保證轉轍機基坑和溝槽不積水。轉轍機基坑排水示意圖2見圖6（b）[3]。

5.2 浮置板道床排水

捷運系統的軌行區埋深較淺，為了減小捷運系統對航站樓振動噪聲的影響，位于航站樓下方的捷運車站采取鋼彈簧浮置板道床減振。浮置板道床在底部設置中心水溝，根據其他項目運行情況來看，中心水溝排水斷面普遍較小，水溝易淤積堵塞且清理困難，影響道床排水，同時會腐蝕鋼彈簧隔振器，影響減振效果及使用壽命。

設計時考慮接運車站斷面較寬的優勢，浮置板道床兩側同時設置縱向排水溝，加大中心水溝斷面寬度至350 mm，道床頂設檢查孔，在浮置板道床末端結構降板設置集水井及沉砂池，減少泥沙淤積，增強排水能力。設置橫向溝將中心排水溝和與道床縱向排水溝連通[4]，浮置板道床板底中心排水溝距軌面高差約800 mm，隨結構底板縱坡（4‰），道床側溝底距軌面高差約560 mm。設計道床側溝坡度（2‰）小于結構底板縱坡，在浮置板下游端的普通道床內進行排水縱向順坡連接，利用坡度差將溝底標高逐漸抬升到道床側溝相同[5]。浮置板道床與一般道床排水順坡圖見圖7。

圖7 浮置板道床與一般道床排水順坡圖（單位：mm）

6 結語

（1）排水系統的可靠性對地下軌道交通運營安全非常重要，應重視排水系統的設計。

（2）需處理好各個專業之間的接口設計。排水既與建筑、結構、線路、供電、軌道、環境與設備監控系統（BAS）、火災報警系統（FAS）等系統專業有關聯，又與航站樓、市政管線、運營方等聯系密切，接口設計處理不好將影響各專業使用功能，因此需要各系統專業密切配合，做好設計接口的交接及會簽工作，保證上下工序的銜接和整個工程的功能合理。

（3）在設計過程中需做好細節設計，比如完成排水泵房的設計后，還要優化排水組織，減少線路積水、排水溝淤積的可能性，減輕后期運營維保的負擔。

（4）嚴格按照國家相關設計標準進行設計，及時發現問題、解決問題，不斷總結和完善設計技術，提高設計及建設質量。