趙旭寧
摘 要:近年來,隨著我國城市化的進程不斷加快,城市軌道交通的建設(shè)也在全國各地緊鑼密鼓地展開。作為城市軌道交通的主要構(gòu)成要素——地下車站的設(shè)計與施工問題,也得到越來越多的關(guān)注與研究。相比其他建筑物,地下車站埋深一般較深,防水與排水形式便成為了地下車站的設(shè)計重點,而很多實際運營狀況也證明了這方面的重要性。在這里,主要講的是地下車站建筑排水設(shè)計方面的研究。在參考了南昌地鐵1至3號線建設(shè)成果,以及借鑒濟南、深圳等地地鐵建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對幾種地下車站建筑排水設(shè)計形式進行分析對比與研究,總結(jié)出了建筑排水設(shè)計與施工方面的一些優(yōu)化措施與方法。
關(guān)鍵詞:地下車站 建筑排水 離壁溝 地漏
中圖分類號:U231+.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2018)04(a)-0084-05
南昌市自2008年開始進行地鐵建設(shè),到現(xiàn)在已經(jīng)有1號線一期、2號線首通段兩條線路通車試運營。在建線包括2號線后通段、3號線工程,4號線一期工程已進行進入施工圖階段。目前除4號線存在高架車站以外,其他均為地下車站。
1 地下車站建筑排水概況
地下車站建筑排水來源,主要包括建筑室外土層中的滲漏水、地面清掃水以及從風(fēng)亭出入口進入的雨水。關(guān)于建筑排水設(shè)計,從要素組成上講,主要包括排水溝、地漏、集水坑等。從排水部位上講,主要包括車站側(cè)墻滲漏水排水、公共區(qū)及有水房間地面排水、設(shè)備基礎(chǔ)四周排水、室外出入口排水、敞口風(fēng)亭底部排水等。
2 建筑排水的組成要素
2.1 排水溝
地下車站的排水溝,主要作用是收集結(jié)構(gòu)滲漏水和地面匯入水,設(shè)在以下幾個位置:(1)沿結(jié)構(gòu)外墻一側(cè)布置,又稱離壁溝,離壁溝主要作用是收集結(jié)構(gòu)外墻滲漏水。(2)在有水設(shè)備(水泵、空調(diào)箱等)基礎(chǔ)四周布置,收集設(shè)備滲漏水。(3)橫穿出入口通道設(shè)置,又稱橫截溝,收集附近側(cè)墻離壁溝匯入的滲漏水、外部進入的雨水以及地面清掃水。(4)在軌行區(qū)布置,收集結(jié)構(gòu)滲漏水以及站廳、站臺地漏匯水。
2.2 地漏
地漏的主要作用是收集地面及排水溝的匯入水,設(shè)置情況如下:(1)靠結(jié)構(gòu)外墻離壁溝設(shè)置,收集地面清掃水、離壁溝匯水和設(shè)備基礎(chǔ)四周排水溝匯水。(2)設(shè)在站臺公共區(qū)地面,收集地面清掃水。(3)設(shè)在衛(wèi)生間等有水房間地面,收集地面排水。(4)設(shè)在出入口橫截溝與風(fēng)亭底部,收集雨水和結(jié)構(gòu)滲漏水。(5)設(shè)在戰(zhàn)時人防出入口和戰(zhàn)時風(fēng)亭兩道門之間區(qū)域的防爆地漏,收集滲漏水和戰(zhàn)時洗消水。
2.3 集水坑
集水坑的主要作用是收集車站廢水,并通過水泵排出室外,設(shè)置情況如下:(1)設(shè)在出入口下方,收集橫截溝、地漏匯水與結(jié)構(gòu)滲漏水并。(2)設(shè)在風(fēng)亭下方,收集雨水與結(jié)構(gòu)滲漏水。(3)設(shè)在軌行區(qū)信號轉(zhuǎn)轍機旁,收集轉(zhuǎn)轍機基坑積水。
2.4 廢水池
廢水池設(shè)在廢水泵房下,容積較大,是集水坑的升級版,主要作用是收集整個車站的廢水,并通過水泵排出室外。標準車站一般會在最低點的端頭井設(shè)一處廢水泵房,通過車站0.2%的縱坡向廢水泵房匯集廢水,帶配線車站還會在站臺端部增設(shè)一處廢水池。
3 建筑排水的路徑
這里講的軌道交通地下車站建筑排水,均為通過重力由高到低進行的排水形式,而由低處的廢水池和集水坑通向室外的排水形式,為壓力排水,不屬于本文的討論范圍??紤]到設(shè)備層與站廳層的建筑排水情況類似,故本文僅以地下二層車站為例進行研究,下面對各個部位的建筑排水路徑進行介紹:
3.1 車站主體及出入口人防段內(nèi)部分的結(jié)構(gòu)外墻滲漏水排水
結(jié)構(gòu)滲漏水為地下車站建筑排水的主要來源,排水路徑如下:站廳層結(jié)構(gòu)外墻滲漏水→離壁溝→地漏→穿過中板→匯集站臺層結(jié)構(gòu)外墻滲漏水→站臺層軌道排水溝→道床預(yù)埋水管→廢水池(集水坑)。
3.2 公共區(qū)及有水房間地面排水。
公共區(qū)及有水房間地面排水主要是清掃水,部分有水房間排水還包括少量的設(shè)備調(diào)試濺水,排水路徑如下:(1)站廳公共區(qū)地面清掃水匯集到地漏,后面路徑與站廳層結(jié)構(gòu)外墻滲漏水相同。(2)站臺公共區(qū)地面清掃水→地漏→板下空間預(yù)埋水管→軌道排水溝。(3)有水房間地面清掃水和設(shè)備調(diào)試濺水匯集到地漏,后面路徑與站廳層結(jié)構(gòu)外墻滲漏水相同。
3.3 設(shè)備基礎(chǔ)四周排水。
設(shè)備滲漏水和濺水→基礎(chǔ)四周排水溝→側(cè)墻離壁溝(地漏)→后面路徑同上。
3.4 車站出入口、風(fēng)亭建筑排水
設(shè)在車站附屬出入口人防段以外部分的建筑排水包括雨水、結(jié)構(gòu)外墻底板滲漏水,有蓋口雨水由乘客衣物帶來,無蓋口為地面降雨,排水路徑如下:(1)雨水→樓扶梯下橫截溝→預(yù)埋地漏→集水坑。(2)出入口外墻滲漏水→離壁溝→橫截溝→預(yù)埋地漏→集水坑。(3)底板滲漏水直接匯入集水坑。附屬風(fēng)亭底部排水含雨水、外墻滲漏水,直接從地面或沿排水溝匯入集水坑。
對于頂出出入口與風(fēng)亭,地面設(shè)置的地漏多為防爆地漏,雨水通過地面找坡匯入地漏,再通過地漏穿過中樓板進入站臺層排水。在條件允許的情況,可在中樓板上設(shè)置集水坑,雨水直接匯集到集水坑。
3.5 站臺板下結(jié)構(gòu)底板滲漏水排水
地下車站站臺板下結(jié)構(gòu)底板滲漏水排水路徑如下:底板滲漏水→底板上橫向找坡→底板上縱向排水溝→0.2%車站縱坡→廢水池(集水坑);對于平坡車站,匯水線縱坡則需要裝修找坡。
3.6 軌道排水溝排水
軌道排水溝排水包括軌行區(qū)結(jié)構(gòu)滲漏水以及站廳、站臺地漏匯水,排水路徑如下:匯集水→軌道排水溝→道床預(yù)埋水管→廢水池(集水坑)。
4 建筑排水重難點的深入研究
4.1 靠墻離壁溝與地漏設(shè)置形式的研究
靠結(jié)構(gòu)外墻設(shè)置的離壁溝與地漏,承擔著收集結(jié)構(gòu)滲漏水、地面清掃水及設(shè)備基礎(chǔ)四周排水溝匯水的重要任務(wù),為本次研究的重點。下面結(jié)合南昌及其他城市的案例,對車站靠墻離壁溝與地漏的設(shè)置形式進行分析研究。
4.1.1 形式一
此形式應(yīng)用于公共區(qū)、設(shè)備區(qū)帶離壁墻非電氣房間,離壁溝擋水坎高出裝修面設(shè)置,離壁溝通過在擋水坎上預(yù)埋的水管與相鄰的地漏連通,形成三通地漏。地漏貼裝修層設(shè)置,四周不做擋水坎,裝修踢腳設(shè)在擋水坎上。例子:南昌地鐵1號線、3號線(公共區(qū),上下層結(jié)構(gòu)外墻厚度不同時),見圖1。
4.1.2 形式二
此形式應(yīng)用于公共區(qū)、設(shè)備區(qū)帶離壁墻房間,離壁溝擋水坎在裝修層以下設(shè)置,并在地漏處局部加寬,擋水坎包圍地漏。地漏在結(jié)構(gòu)面上設(shè)置,上部設(shè)置格柵(電氣房間為蓋板),裝修踢腳需單獨在墻面上安裝龍骨固定。例子:南昌地鐵2號線前期標準(2號線制定過前期、后期兩次標準,前期標準未實施)、深圳地鐵7號線,見圖2。
4.1.3 形式三
此形式應(yīng)用于公共區(qū)、設(shè)備區(qū)帶離壁墻房間,離壁溝擋水坎高出裝修面設(shè)置,地漏處擋水坎設(shè)置與“形式二”相同。例子:南昌地鐵2號線后期標準、3號線(設(shè)備區(qū),上下層外墻厚度不同時)、濟南地鐵R3線,見圖3。
4.1.4 形式四
此形式應(yīng)用于公共區(qū),離壁溝滲漏水與站廳公共區(qū)地面清掃水分開排放:在離壁溝內(nèi)預(yù)埋DN50的水管通向站臺層,在離壁溝旁單獨設(shè)置地漏通向站臺層,并在穿過樓板后匯合。對于設(shè)備區(qū)房間,則只在離壁溝內(nèi)預(yù)埋水管通向站臺層,不再設(shè)置地漏。對于站廳站臺層結(jié)構(gòu)外墻厚度不同的車站,離壁溝內(nèi)需預(yù)埋彎管。例子:南昌地鐵3號線(公共區(qū),上下層外墻厚度相同時),見圖4。
4.1.5 形式五
此形式應(yīng)用于車控室、弱電機房等帶靜電地板房間,離壁溝擋水坎抬高至與靜電地板裝修面齊平的位置,靜電地板貼擋水坎設(shè)置,地漏設(shè)置方式同“形式二”。例子:南昌地鐵2號線后期標準、3號線,見圖5。
4.1.6 形式六
此形式應(yīng)用于環(huán)控機房、冷水機房、消防泵房等無離壁墻有水房間,離壁溝未設(shè)擋水坎,僅利用地面裝修厚度形成一定深度的排水溝,地漏處局部加寬圍合。例子:南昌地鐵1號線、深圳地鐵7號線,見圖6。
4.1.7 形式七
此形式應(yīng)用于無離壁墻有水房間,離壁溝設(shè)置了擋水坎,高度在地面裝修層以下,地漏處局部加寬圍合。例子:南昌地鐵2號線前期標準、3號線,見圖7。
4.1.8 形式八
此形式應(yīng)用于無離壁墻有水房間,離壁溝設(shè)置了擋水坎,并高出裝修面設(shè)置,地漏處局部加寬圍合。例子:南昌地鐵2號線后期標準、濟南地鐵R3線,見圖8。
4.1.9 對比與結(jié)論
根據(jù)以上幾種離壁溝與相鄰地漏設(shè)置形式的介紹,下面我們對其優(yōu)缺點進行對比分析。
防水設(shè)計對離壁溝與地漏來說最為重要,而“形式一、形式四”和“形式六”地漏或離壁溝未設(shè)擋水坎,只能做一些建筑防水涂料等防水措施,對裝修施工要求很高,防水效果不佳,地漏或離壁溝的水容易進入地面裝修層;另外,“形式一”的三通地漏型號少,且工藝復(fù)雜;“形式四”在離壁溝內(nèi)預(yù)埋水管,土建施工困難,容易發(fā)生堵塞。
關(guān)于離壁溝的蓄水能力方面,“形式二、形式六、形式七”僅利用地面裝修厚度形成一定深度的排水溝,溝底還有找坡厚度,故離壁溝較淺,雖然寬度有所增加,但整理蓄水能力偏差;另外“形式二”裝修踢腳線不能設(shè)在擋水坎上,需要單獨安裝龍骨固定,施工難度加大。這些形式同時具備一些優(yōu)點:排水溝較淺較寬,便于溝底裝修施工與垃圾清理;有水房間地面清掃水可以直接匯入離壁溝。
對于“形式三、形式五、形式八”離壁溝與地漏的設(shè)置,具備防水效果好、蓄水能力強的優(yōu)點。也存在一些缺點:擋水坎需抬高至踢腳線或靜電地板的高度,導(dǎo)致離壁溝較深,不便于溝底施工與清理;“形式八”有水房間地面清掃水不能排入離壁溝和地漏,需要在擋水坎上增加缺口或者在擋水坎外增加地漏。
經(jīng)過綜合對比,“形式三、形式五、形式八”離壁溝與地漏的設(shè)置,同時具備防水效果好、蓄水能力強等較為重要的優(yōu)點,缺點少,可設(shè)在車站各個部位,綜合評價最優(yōu),目前已在南昌地鐵4號線設(shè)計中采用。另外“形式二”、“形式七”也具備方便溝底裝修施工與垃圾清理、地面清掃水直排的優(yōu)點,可選擇性采用。
4.2 出入口通道人防段排水設(shè)計的研究
出入口通道人防段因為設(shè)置了人防門,離壁溝的設(shè)置較為困難,故在先前設(shè)計中未在該范圍設(shè)置離壁溝。遇到結(jié)構(gòu)外墻滲漏水較多,滴至地面的情況,則需運營人員及時清理。
為解決離壁溝與人防門沖突的問題,經(jīng)過與人防專業(yè)配合與深入研究,最終確定了離壁溝的設(shè)置方案:將人防段內(nèi)離壁溝與擋水坎靠墻布置,并與人防段外離壁溝連通,且將擋水坎與地面裝修面高度拉齊,保證對人防門的開啟關(guān)閉沒有影響。對于設(shè)兩道人防門的戰(zhàn)時出入口,受人防門檻限制,內(nèi)側(cè)人防門旁的離壁溝無法與外部離壁溝連通,故將原一扇門側(cè)的防爆地漏設(shè)在局部加寬的離壁溝內(nèi),并利用裝修層內(nèi)的埋管,將防爆地漏側(cè)與另一扇門側(cè)的離壁溝連通,這樣就可以將兩扇門側(cè)離壁溝的滲漏水通過防爆地漏排向集水坑了,見圖9。
4.3 頂出風(fēng)亭底部排水設(shè)計的研究
頂出風(fēng)亭底部排水包含集水坑和地漏排水兩種形式。
4.3.1 集水坑排水形式
由于頂出風(fēng)亭底部下方是站臺層,故設(shè)置集水坑受到這些因素限制:(1)集水坑下方不能設(shè)有電氣房間及觸網(wǎng),否則會存在滴水導(dǎo)致電氣短路的危險;(2)集水坑下方空間凈高需滿足使用功能及管線敷設(shè)的要求,避開上排熱風(fēng)道。
4.3.2 地漏排水形式
由于在頂出風(fēng)亭底部設(shè)置集水坑受到因素諸多限制,故多數(shù)情況下采用設(shè)置地漏的方式進行排水。由于地漏穿越人防區(qū)域,故按防爆地漏進行設(shè)計。防爆地漏穿過樓板進入站臺層排入軌道排水溝或接入廢水泵房??紤]到敞口風(fēng)井下地漏容易被垃圾堵塞,在地面坡度最低點附近,設(shè)置地漏數(shù)量宜為兩個,并保持一定距離,可以互為備用,且不宜暴露在敞口風(fēng)井正下方,見圖10。為更好解決地漏被垃圾堵塞問題,還可以對原有方案進行優(yōu)化:在風(fēng)亭下設(shè)置一段排水溝,上方安裝格柵,溝底預(yù)埋地漏。不過,此形式需要加大風(fēng)亭底部裝修厚度或?qū)⑴潘疁系撞拷Y(jié)構(gòu)板局部落低,以保證排水溝的深度,見圖11。
5 結(jié)語
軌道交通地下車站房間的建筑排水,是車站土建設(shè)計中一項比較重要的內(nèi)容,對地鐵的施工與后期運營影響很大。南昌地鐵1號線由于建設(shè)經(jīng)驗不足,部分車站漏水現(xiàn)象嚴重,教訓(xùn)尤為深刻。為此南昌地鐵在后期線路設(shè)計時,就開始著重研究車站建筑排水問題。在經(jīng)歷了幾條線的經(jīng)驗與教訓(xùn)后,逐步在4號線設(shè)計中,總結(jié)出一套較為合理的方案來,本文對其進行了介紹與分析,希望對以后的設(shè)計有所幫助。
參考文獻
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