潘天晟

摘  要：文章结合若干条既有铁路牵引变电所发生的水害情况，通过对各个牵引变电所发生水害的成因进行分析，制定整治原则，确定整治方案。从设计角度，总结水害的成因，为今后其他项目提供经验。

关键词：既有铁路;牵引变电所;水害整治;方案研究;改造工程

中图分类号：U224         文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）28-0133-03

Abstract： Based on the analysis of the causes of water disasters in several existing railway traction substations， this paper formulates the regulation principles and determines the regulation scheme through the analysis of the causes of water disasters in several existing railway traction substations. From the point of view of design， this paper summarizes the causes of water disaster and provides experience for other projects in the future.

Keywords： existing railway; traction substation; water disaster control; scheme study; reconstruction project

2013年強台风“菲特”侵袭我国东南部沿海各省份，强风与强降雨致使多个城市遭受水涝，交通运输受到严重干扰，并对铁路运输造成了一定的影响。笔者曾经工作的部门收到运营部门的委托，要求对沪昆铁路、甬台温铁路、萧甬铁路、京沪铁路上的四座牵引变电所进行补强设计，以加强水害防范能力，保障铁路运输。

1 水害情况调研

沪昆线春申牵引变电所位于上海市松江区陈春路附近，紧邻金山铁路春申站，现场踏勘发现变电所内平时积水较多，所内集水井的积水长期处于高位，变电所围墙存在不同程度的开裂，所内生产房屋存在轻微沉降。变电所外，西南侧存在一处堆土场，堆土高度与变电所围墙等高。

甬台温铁路奉化牵引变电所位于奉化市内，变电所位于山脚下的洼地中，牵引变电所内地势呈现东北侧高于西南侧的情况，所内地下水位较高，设置了强排水设施。变电所外围墙四周设有排水沟，但排水沟内淤积情况较为严重。

萧甬铁路余姚西牵引变电所位于余姚西货场内，变电所场坪东南角设有一处集水井，所内场坪上可见多个雨水井，与铁路货场内的排水系统互相连通，变电所围墙出现了沉降及开裂的现象。经调研，强台风来袭时，该牵引所存在雨水井反冒和轻微积水的情况。

京沪铁路六摆渡牵引变电所位于镇江市港龙开发区北侧，戴家门立交桥西侧，变电所围墙存在较为严重的开裂，变电所外南侧、西侧均有地方建设的高挡土墙，挡土墙高度高于变电所既有围墙，挡土墙与比阿多年生围墙间设有一条排水沟，但排水沟出口被新建公路封堵，无法起到排水作用，当雨季来临时，持续降雨将在排水沟内产生淤积，淤积的雨水通过开裂的围墙流入变电所，对变电所的运营带来隐患。

2 水害原因分析

通过对现场的走访调查，各牵引变电所的水害诱因可归结于以下几类：

（1）选址不佳导致积水无法自然外排。如奉化牵引变电所，选址位于山脚下的洼地处，不利于积水的外排。

（2）地下水位较高，建设时未予以充分的处置措施，导致所内长期需要抽排大量地下水。如春申牵引变电所和奉化牵引变电所，集水井内长期有地下水汇入，仅依靠运营部门临时放置的移动潜污泵进行积水抽排，当雨季来临时，移动潜污泵的抽排能力无法满足积水外排的需求。

（3）建设时处于高地势，但随着城市开发，周边新建建筑地势高于既有变电所，导致变电所成为低洼地。如六摆渡牵引变电所和春申牵引变电所，随着周边市政的不断开发，新建的周边建筑地面标高均高于牵引变电所，使得变电所变成了雨水和积水的汇聚点。

（4）变电所围墙修缮不佳，引起墙开裂、沉降，导致外部积水内漏;通过对现场的走访调查，各牵引变电所的外部围墙均存在开裂、沉降的情况，无法有效阻挡外部积水向所内渗透。

（5）变电所内排水管网疏浚不佳，导致雨污水反冒。如余姚西牵引变电所，场坪内多个雨水井因管网堵塞，出现了反冒积水的现象。

（6）管线封堵不佳，引起积水从电缆沟内向房屋内渗漏。

3 水害整治原则

由于本次水害整治的主要目的在于补强各牵引变电所的水害防范能力，同时考虑各牵引变电所均为运营状态，为减少改造工程对运营线的影响，本次水害整治工程以简单、实用、高效为指导思想，采取以“堵”“排”为主，“疏通”为辅的设计原则，旨在防止形成倒灌，利于所内积水及时外排。

（1）“堵”：封堵变电所外向变电所内的渗水、漏水、倒灌;封堵所外向所内的排水孔、排水管。对牵引变电所围墙内的雨水和围墙外的雨水进行阻隔。封堵变电所室内外电缆沟间的渗漏水点，增强电缆封堵措施，提高阻水性。

（2）“排”：变电所内设置带有强排装置的泵井，将场坪内雨水排至泵井中，再通过潜水泵将积水排至变电所外;对事故油池围栏进行加高处理;变电所内四周沿围墙设置盖板排水明沟，将场坪内的自然排水引至盖板排水明沟中，盖板排水明沟与变电所内设置的带有强排装置的泵井连通;变电所外采用散排。

（3）“疏通”：疏通所内既有排水管道，疏通所外堵塞的排水管网;平整变电所附近的场地，清理堆土。

对本次工程新增的排水设施采取自动化控制，并对既有供电变压器进行扩容改造，满足新增设备的供电需求。

4 水害整治工程方案

本次水害整治工程方案主要分为给排水工程、房屋建筑工程和供电工程三部分，各部分工程方案如下：

4.1 给排水工程

根据各地的暴雨强度计算公式，牵引变电所场坪面积，计算单位时间内的雨水量。其中，春申牵引变电所采用上海市暴雨强度计算公式;奉化牵引变电所采用奉化市暴雨强度计算公式;余姚西牵引变电所采用余姚市暴雨强度计算公式;六摆渡牵引变电所采用镇江市暴雨计算公式。

本次设计中，暴雨重现期p按50年考虑，即p=50;综合径流系数取Ψ=0.7;地面集水时间t1=10min。各牵引变电所面积在0.4661hm2至0.6724hm2之間。因此各牵引变电所的计算雨水量如表1所示。

牵引变电所围墙内雨水采用设泵强排，新建排水泵井排除牵引变电所内的雨水，排水系统由排水沟、集水井、排水泵井和出水井组成。牵引变电所围墙范围内雨水由排水沟汇集后通过集水井进入泵井，由潜污泵抽升后通过出水井排至自然水系中。电缆沟通过新建电缆沟支沟的方式，接入新建的强排系统中。排水泵井内设置DFS型粉碎型格栅除污机;泵井采用矩形钢筋混凝土泵井，L×B×H=5.0m×4.5m×6.0m;排水泵井内设三台潜水排污泵，自耦安装，两台作为工作泵，一台作为备用泵;出水井的结构形式为L×B×H=5.0m×3.0m×2.0m;出水管采用DN500球墨铸铁管，管顶覆土不小于0.7m。

所外排水考虑利用自然水系排水，对于既有牵引变电所周边已有完善排水系统的，在核算排水能力后，接入相应的排水系统。各牵引所的所外排水方案如表2所示。

4.2 房屋建筑工程

对开裂、沉降的围墙予以拆除，新建围墙底部采用钢筋混凝土挡水墙。围墙内设置排水沟，围墙外设置散水坡。在牵引变电所出入口大门的围墙内侧设置封闭式挡水闸门。新建排水沟与散水均采用混凝土型式。

考虑到各牵引变电所水害情况不同，为优化设计方案，各牵引变电所底部的钢筋混凝土挡水墙的高度方案如表3所示。

4.3 供电工程

本次新增排水泵机为三相、二级负荷，考虑各既有牵引变电所的交流配电盘上已无富裕的备用回路，且既有所用电变压器容量已无法满足本次新增设备的供电需求，为减少对既有设施设备的干扰，本次工程新建1台10/0.4kV的杆架式变电台，设置于牵引变电所内空旷处，为新增泵机供电的专用变压器，其电源T接自牵引变电所既有10kV所用电变压器高压侧。新建杆架式变电台下设泵机专用配电箱，以实现水泵的自动化控制。

5 结束语

通过本次水害整治工程的实施，四座牵引变电所的水害防治能力得到了显著提升，并经历了后续多次雨季和台风灾害的考验，得到了运营单位的好评。但从水害形成的原因看，整治工程只是一种补强，并不能从根源上完全杜绝水害的发生，根据本次整治工程的经验来看，首先，从工程设计阶段，在变电所选址时，应尽量避开不利地形，并与市政规划部门进行充分的沟通协调，了解所址周边的规划情况，此外还应根据所址的地质情况，在设计阶段杜绝水害隐患的发生;其次，运营维管部门应当加强日常巡查与设施的修缮工作，避免因日常维护不佳，留下水害隐患。想要完全杜绝自然灾害的发生是困难的，但是通过多方努力，在工程的各个阶段通过细致的工作，可以将灾害造成的损失降至最低。

参考文献：

[1]黄红华.霍尔果斯铁路口岸站生活集中区水害原因分析及降水整治措施[J].铁道建筑，2014，10（10）：120-123.

[2]金发良.通霍铁路既有线水害原因分析及对策研究[J].铁道建筑，2011，03（03）：76-79.

[3]国家铁路局.TB 10010-2016.铁路给水排水设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2016.

[4]国家铁路局.TB 10009-2016.铁路电力牵引供电设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2016.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督验疫总局.GB 50265-2010.泵站设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.

[6]北京市市政工程设计研究总院.给水排水设计手册[M].中国建筑工业出版社，2002.

[7]中国航空规划设计研究总院有限公司.工业与民用供配电设计手册（第四版）[M].中国电力出版社，2016.