解決軌道交通轉轍機基坑積水問題的設計思路

譚人升，楊 智，佘路軍

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

目前，國內大部分軌道交通工程使用的轉轍機防護等級為IP54，防水等級較低，只能防護每個方向的噴水，加上轉轍機需安裝在道床的預留基坑內，這使不能長期泡水的轉轍機首當其沖要面臨低洼處積水的問題。本文通過剖析轉轍機基坑積水的源頭，總結轉轍機基坑防水及排水的技術方案，給出設計思路與注意事項，為行業內同類問題的處理提供參考。

在轉換道岔的過程中，轉轍機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。如果這時轉轍機處于有水的環境中，水很容易從動作桿和表示桿開孔滲入轉轍機箱體，對轉轍機造成損壞，同時帶來安全隱患。

1 問題源頭

1.1 滲水

滲水分為3種：結構底板滲水、道床水溝滲水、隧道壁滲水。

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

道床水溝滲水一般是由于道床、水溝、轉轍機基坑為分批分層分段澆筑，不同批層段之間的混凝土體結合不密實即會產生細縫，水溝水便會通過細縫穿過道床流入轉轍機基坑[2]80。

隧道壁滲水主要是因為沒做好結構防水，軌行區沒有離壁墻，轉轍機基坑大部分是加寬至隧道壁，所以轉轍機基坑附近隧道壁結構的防水一旦沒做好，必然會有滲水流入轉轍機基坑，從而造成積水。

1.2 排水溝倒灌

導致排水溝水倒灌至轉轍機基坑的原因一般有兩種：一是轉轍機附近的水溝被垃圾或雜質截流。二是短時間的排水量激增，水溝排水速度不足，比如暴雨、城市內澇、消防水等情況。

1.3 清洗道床水

基本是在運營初期對道床進行沖洗后，水流入轉轍機基坑導致積水。

1.4 車站污水

當站內生活廢水排水口設置在轉轍機基坑附近，且不能順利排入水溝便會流入轉轍機基坑，造成基坑積水。

1.5 雨水

雨水主要是高架段和地面段轉轍機基坑面臨的問題。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轍機基坑積水。

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，故造成轉轍機基坑積水的主要問題源頭就是滲水。

2 設計思路

要對轉轍機基坑積水問題的嚴重性有正確的認識，在設計階段由總體牽頭，軌道專業負責，給排水、信號、低壓配電等涉及到接口的專業積極配合，研究可行的設計方案和繪制詳細的施工圖，并在施工階段督促施工。

2.1 注意事項

2.1.1 水溝底面標高不得高于轉轍機基坑底面標高

一般地下線道岔整體道床的軌道結構高度距離軌頂面560 mm，轉轍機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，給排水和軌道專業應結合現場條件將道岔附近的水溝溝底盡量做深，不宜采用區間道床水溝400 mm的高度，建議距離軌頂面500 mm，保證水溝底面低于轉轍機基坑底面。如圖1所示。

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

2.1.2 轉轍機基坑側的水溝應截斷繞行

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

2.1.3 對轉轍機基坑及周圍的道床做特殊設計

為避免結構底板滲水，軌道專業在做轉轍機基坑設計時，應根據現場情況要求在基坑底面及四周增涂防水材料或密封膠，同時選擇對轉轍機基坑及周圍的道床注入親水環氧材料對整體道床和結構底板之間的縫隙進行填堵[3]。

為避免水溝混凝土細縫滲水，轉轍機基坑及周圍的道床應選擇以下水溝無縫化設計方案之一。

方案一：將水溝、道床、轉轍機基坑三者一次性同步澆筑。

方案二：分段澆筑的水溝做成獨立U型結構如圖2所示，水溝側墻不再直接依賴道床側面，而是采用吊模方式一次性澆筑成型[2]81。

圖2 U型結構水溝Fig.2 U-shaped ditch

2.1.4 在岔區預留一個轉轍機基坑集水坑

集水坑深度根據轉轍機基坑排水方案確定，如選用小型潛污泵的排水，需要結構專業通過局部結構降板或減少回填的方式提前在結構底板上預留一個500 mm×500 mm×500 mm的 集 水 坑[4]。如采用導管止回閥排水或利用真空裝置排水，只需在軌道道床設置集水坑[5]。

2.2 排水方案

每個工程都應該結合項目自身條件設計合理有效的轉轍機基坑排水方案。下面3種為常見的方案。

導管止回閥法是對傳統導管木塞法的改良，設置與兩個轉轍機基坑連通的集水坑，設計好坡度讓基坑內的水流入集水坑，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，既能實現集水坑與軌道排水溝隔絕，也能讓集水坑內的積水自動排入排水溝。

圖3 導管止回閥方案Fig.3 Scheme of ducts check valve

經調查，目前絕大部分工程選用安裝小型潛污泵的方式對轉轍機基坑進行排水，但此方案的前提是在結構底板上預留集水坑，且需要在轉轍機基坑附近為潛污泵預留工作電源。同時為避免基坑積水水位變化導致水泵頻繁啟、停而燒壞水泵[8]，設計時應從潛污泵的選型和潛污泵的啟停邏輯保護方面進行方案優化。

另外，還有一種是利用真空抽水的排水方案，通過統一提供真空源，設計好真空管道和集水箱位置，利用控制電路對車站內所有轉轍機基坑甚至包括其他低洼處積水進行真空排水。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，相當于為低洼處積水單獨設置一套排水系統，此方案的設計難點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 結論

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