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城市轨道交通地下车站建筑排水的研究

2018-10-26赵旭宁

科技资讯 2018年10期
关键词:排水沟水坑号线

赵旭宁

摘 要:近年来,随着我国城市化的进程不断加快,城市轨道交通的建设也在全国各地紧锣密鼓地展开。作为城市轨道交通的主要构成要素——地下车站的设计与施工问题,也得到越来越多的关注与研究。相比其他建筑物,地下车站埋深一般较深,防水与排水形式便成为了地下车站的设计重点,而很多实际运营状况也证明了这方面的重要性。在这里,主要讲的是地下车站建筑排水设计方面的研究。在参考了南昌地铁1至3号线建设成果,以及借鉴济南、深圳等地地铁建设经验的基础上,对几种地下车站建筑排水设计形式进行分析对比与研究,总结出了建筑排水设计与施工方面的一些优化措施与方法。

关键词:地下车站 建筑排水 离壁沟 地漏

中图分类号:U231+.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)04(a)-0084-05

南昌市自2008年开始进行地铁建设,到现在已经有1号线一期、2号线首通段两条线路通车试运营。在建线包括2号线后通段、3号线工程,4号线一期工程已进行进入施工图阶段。目前除4号线存在高架车站以外,其他均为地下车站。

1 地下车站建筑排水概况

地下车站建筑排水来源,主要包括建筑室外土层中的渗漏水、地面清扫水以及从风亭出入口进入的雨水。关于建筑排水设计,从要素组成上讲,主要包括排水沟、地漏、集水坑等。从排水部位上讲,主要包括车站侧墙渗漏水排水、公共区及有水房间地面排水、设备基础四周排水、室外出入口排水、敞口风亭底部排水等。

2 建筑排水的组成要素

2.1 排水沟

地下车站的排水沟,主要作用是收集结构渗漏水和地面汇入水,设在以下几个位置:(1)沿结构外墙一侧布置,又称离壁沟,离壁沟主要作用是收集结构外墙渗漏水。(2)在有水设备(水泵、空调箱等)基础四周布置,收集设备渗漏水。(3)横穿出入口通道设置,又称横截沟,收集附近侧墙离壁沟汇入的渗漏水、外部进入的雨水以及地面清扫水。(4)在轨行区布置,收集结构渗漏水以及站厅、站台地漏汇水。

2.2 地漏

地漏的主要作用是收集地面及排水沟的汇入水,设置情况如下:(1)靠结构外墙离壁沟设置,收集地面清扫水、离壁沟汇水和设备基础四周排水沟汇水。(2)设在站台公共区地面,收集地面清扫水。(3)设在卫生间等有水房间地面,收集地面排水。(4)设在出入口横截沟与风亭底部,收集雨水和结构渗漏水。(5)设在战时人防出入口和战时风亭两道门之间区域的防爆地漏,收集渗漏水和战时洗消水。

2.3 集水坑

集水坑的主要作用是收集车站废水,并通过水泵排出室外,设置情况如下:(1)设在出入口下方,收集横截沟、地漏汇水与结构渗漏水并。(2)设在风亭下方,收集雨水与结构渗漏水。(3)设在轨行区信号转辙机旁,收集转辙机基坑积水。

2.4 废水池

废水池设在废水泵房下,容积较大,是集水坑的升级版,主要作用是收集整个车站的废水,并通过水泵排出室外。标准车站一般会在最低点的端头井设一处废水泵房,通过车站0.2%的纵坡向废水泵房汇集废水,带配线车站还会在站台端部增设一处废水池。

3 建筑排水的路径

这里讲的轨道交通地下车站建筑排水,均为通过重力由高到低进行的排水形式,而由低处的废水池和集水坑通向室外的排水形式,为压力排水,不属于本文的讨论范围。考虑到设备层与站厅层的建筑排水情况类似,故本文仅以地下二层车站为例进行研究,下面对各个部位的建筑排水路径进行介绍:

3.1 车站主体及出入口人防段内部分的结构外墙渗漏水排水

结构渗漏水为地下车站建筑排水的主要来源,排水路径如下:站厅层结构外墙渗漏水→离壁沟→地漏→穿过中板→汇集站台层结构外墙渗漏水→站台层轨道排水沟→道床预埋水管→废水池(集水坑)。

3.2 公共区及有水房间地面排水。

公共区及有水房间地面排水主要是清扫水,部分有水房间排水还包括少量的设备调试溅水,排水路径如下:(1)站厅公共区地面清扫水汇集到地漏,后面路径与站厅层结构外墙渗漏水相同。(2)站台公共区地面清扫水→地漏→板下空间预埋水管→轨道排水沟。(3)有水房间地面清扫水和设备调试溅水汇集到地漏,后面路径与站厅层结构外墙渗漏水相同。

3.3 设备基础四周排水。

设备渗漏水和溅水→基础四周排水沟→侧墙离壁沟(地漏)→后面路径同上。

3.4 车站出入口、风亭建筑排水

设在车站附属出入口人防段以外部分的建筑排水包括雨水、结构外墙底板渗漏水,有盖口雨水由乘客衣物带来,无盖口为地面降雨,排水路径如下:(1)雨水→楼扶梯下横截沟→预埋地漏→集水坑。(2)出入口外墙渗漏水→离壁沟→横截沟→预埋地漏→集水坑。(3)底板渗漏水直接汇入集水坑。附属风亭底部排水含雨水、外墙渗漏水,直接从地面或沿排水沟汇入集水坑。

对于顶出出入口与风亭,地面设置的地漏多为防爆地漏,雨水通过地面找坡汇入地漏,再通过地漏穿过中楼板进入站台层排水。在条件允许的情况,可在中楼板上设置集水坑,雨水直接汇集到集水坑。

3.5 站台板下结构底板渗漏水排水

地下车站站台板下结构底板渗漏水排水路徑如下:底板渗漏水→底板上横向找坡→底板上纵向排水沟→0.2%车站纵坡→废水池(集水坑);对于平坡车站,汇水线纵坡则需要装修找坡。

3.6 轨道排水沟排水

轨道排水沟排水包括轨行区结构渗漏水以及站厅、站台地漏汇水,排水路径如下:汇集水→轨道排水沟→道床预埋水管→废水池(集水坑)。

4 建筑排水重难点的深入研究

4.1 靠墙离壁沟与地漏设置形式的研究

靠结构外墙设置的离壁沟与地漏,承担着收集结构渗漏水、地面清扫水及设备基础四周排水沟汇水的重要任务,为本次研究的重点。下面结合南昌及其他城市的案例,对车站靠墙离壁沟与地漏的设置形式进行分析研究。

4.1.1 形式一

此形式应用于公共区、设备区带离壁墙非电气房间,离壁沟挡水坎高出装修面设置,离壁沟通过在挡水坎上预埋的水管与相邻的地漏连通,形成三通地漏。地漏贴装修层设置,四周不做挡水坎,装修踢脚设在挡水坎上。例子:南昌地铁1号线、3号线(公共区,上下层结构外墙厚度不同时),见图1。

4.1.2 形式二

此形式应用于公共区、设备区带离壁墙房间,离壁沟挡水坎在装修层以下设置,并在地漏处局部加宽,挡水坎包围地漏。地漏在结构面上设置,上部设置格栅(电气房间为盖板),装修踢脚需单独在墙面上安装龙骨固定。例子:南昌地铁2号线前期标准(2号线制定过前期、后期两次标准,前期标准未实施)、深圳地铁7号线,见图2。

4.1.3 形式三

此形式应用于公共区、设备区带离壁墙房间,离壁沟挡水坎高出装修面设置,地漏处挡水坎设置与“形式二”相同。例子:南昌地铁2号线后期标准、3号线(设备区,上下层外墙厚度不同时)、济南地铁R3线,见图3。

4.1.4 形式四

此形式应用于公共区,离壁沟渗漏水与站厅公共区地面清扫水分开排放:在离壁沟内预埋DN50的水管通向站台层,在离壁沟旁单独设置地漏通向站台层,并在穿过楼板后汇合。对于设备区房间,则只在离壁沟内预埋水管通向站台层,不再设置地漏。对于站厅站台层结构外墙厚度不同的车站,离壁沟内需预埋弯管。例子:南昌地铁3号线(公共区,上下层外墙厚度相同时),见图4。

4.1.5 形式五

此形式应用于车控室、弱电机房等带静电地板房间,离壁沟挡水坎抬高至与静电地板装修面齐平的位置,静电地板贴挡水坎设置,地漏设置方式同“形式二”。例子:南昌地铁2号线后期标准、3号线,见图5。

4.1.6 形式六

此形式应用于环控机房、冷水机房、消防泵房等无离壁墙有水房间,离壁沟未设挡水坎,仅利用地面装修厚度形成一定深度的排水沟,地漏处局部加宽围合。例子:南昌地铁1号线、深圳地铁7号线,见图6。

4.1.7 形式七

此形式应用于无离壁墙有水房间,离壁沟设置了挡水坎,高度在地面装修层以下,地漏处局部加宽围合。例子:南昌地铁2号线前期标准、3号线,见图7。

4.1.8 形式八

此形式应用于无离壁墙有水房间,离壁沟设置了挡水坎,并高出装修面设置,地漏处局部加宽围合。例子:南昌地铁2号线后期标准、济南地铁R3线,见图8。

4.1.9 对比与结论

根据以上几种离壁沟与相邻地漏设置形式的介绍,下面我们对其优缺点进行对比分析。

防水设计对离壁沟与地漏来说最为重要,而“形式一、形式四”和“形式六”地漏或离壁沟未设挡水坎,只能做一些建筑防水涂料等防水措施,对装修施工要求很高,防水效果不佳,地漏或离壁沟的水容易进入地面装修层;另外,“形式一”的三通地漏型号少,且工艺复杂;“形式四”在离壁沟内预埋水管,土建施工困难,容易发生堵塞。

关于离壁沟的蓄水能力方面,“形式二、形式六、形式七”仅利用地面装修厚度形成一定深度的排水沟,沟底还有找坡厚度,故离壁沟较浅,虽然宽度有所增加,但整理蓄水能力偏差;另外“形式二”装修踢脚线不能设在挡水坎上,需要单独安装龙骨固定,施工难度加大。这些形式同时具备一些优点:排水沟较浅较宽,便于沟底装修施工与垃圾清理;有水房间地面清扫水可以直接汇入离壁沟。

对于“形式三、形式五、形式八”离壁沟与地漏的设置,具备防水效果好、蓄水能力强的优点。也存在一些缺点:挡水坎需抬高至踢脚线或静电地板的高度,导致离壁沟较深,不便于沟底施工与清理;“形式八”有水房间地面清扫水不能排入离壁沟和地漏,需要在挡水坎上增加缺口或者在挡水坎外增加地漏。

经过综合对比,“形式三、形式五、形式八”离壁沟与地漏的设置,同时具备防水效果好、蓄水能力强等较为重要的优点,缺点少,可设在车站各个部位,综合评价最优,目前已在南昌地铁4号线设计中采用。另外“形式二”、“形式七”也具备方便沟底装修施工与垃圾清理、地面清扫水直排的优点,可选择性采用。

4.2 出入口通道人防段排水设计的研究

出入口通道人防段因为设置了人防门,离壁沟的设置较为困难,故在先前设计中未在该范围设置离壁沟。遇到结构外墙渗漏水较多,滴至地面的情况,则需运营人员及时清理。

为解决离壁沟与人防门冲突的问题,经过与人防专业配合与深入研究,最终确定了离壁沟的设置方案:将人防段内离壁沟与挡水坎靠墙布置,并与人防段外离壁沟连通,且将挡水坎与地面装修面高度拉齐,保证对人防门的开启关闭没有影响。对于设两道人防门的战时出入口,受人防门槛限制,内侧人防门旁的离壁沟无法与外部离壁沟连通,故将原一扇门侧的防爆地漏设在局部加宽的离壁沟内,并利用装修层内的埋管,将防爆地漏侧与另一扇门侧的离壁沟连通,这样就可以将两扇门侧离壁沟的渗漏水通过防爆地漏排向集水坑了,見图9。

4.3 顶出风亭底部排水设计的研究

顶出风亭底部排水包含集水坑和地漏排水两种形式。

4.3.1 集水坑排水形式

由于顶出风亭底部下方是站台层,故设置集水坑受到这些因素限制:(1)集水坑下方不能设有电气房间及触网,否则会存在滴水导致电气短路的危险;(2)集水坑下方空间净高需满足使用功能及管线敷设的要求,避开上排热风道。

4.3.2 地漏排水形式

由于在顶出风亭底部设置集水坑受到因素诸多限制,故多数情况下采用设置地漏的方式进行排水。由于地漏穿越人防区域,故按防爆地漏进行设计。防爆地漏穿过楼板进入站台层排入轨道排水沟或接入废水泵房。考虑到敞口风井下地漏容易被垃圾堵塞,在地面坡度最低点附近,设置地漏数量宜为两个,并保持一定距离,可以互为备用,且不宜暴露在敞口风井正下方,见图10。为更好解决地漏被垃圾堵塞问题,还可以对原有方案进行优化:在风亭下设置一段排水沟,上方安装格栅,沟底预埋地漏。不过,此形式需要加大风亭底部装修厚度或将排水沟底部结构板局部落低,以保证排水沟的深度,见图11。

5 结语

轨道交通地下车站房间的建筑排水,是车站土建设计中一项比较重要的内容,对地铁的施工与后期运营影响很大。南昌地铁1号线由于建设经验不足,部分车站漏水现象严重,教训尤为深刻。为此南昌地铁在后期线路设计时,就开始着重研究车站建筑排水问题。在经历了几条线的经验与教训后,逐步在4号线设计中,总结出一套较为合理的方案来,本文对其进行了介绍与分析,希望对以后的设计有所帮助。

参考文献

[1] 刘润深,姚敏峰.城市轨道交通地下车站接驳空间与周边建筑结合模式分析研究[J].建筑与文化,2016(5):126-128.

[2] 杨怡庆.浅谈城市轨道交通地下车站出入口、风亭建筑设计[J].城市道桥与防洪,2012(5):252-258.

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