城市轨道交通车辆基地排水设计

来源：职称阁分类：建筑论文时间：2021-01-20 10:53热度：

　　在城市轨道交通系统中，车辆基地主要负责车辆的运行管理、整备保养，以及检查维修等工作，在场站内配备有检修库、列检线等专业设施设备，对于场站的排水系统有着比较严格的要求。本文结合基本的设计原则，从站场路基面排水和站场路基外地面排水两个方面，对城市轨道交通车辆基地站场排水设计进行了研究和讨论，得到了具有参考价值的结论，在推动城市轨道交通建设及城市可持续发展方面有着十分积极的意义。

城市轨道交通车辆基地排水设计

　　关键词：轨道交通；车辆基地；站场；排水设计

　　城市规模的扩大及城市人口的增加，使城市地面交通拥堵问题越发凸显，严重影响了人们的出行效率和出行体验。在这样的环境下，轨道交通开始在越来越多的城市得到应用，能够对城市地面交通运输压力进行分流，在有效缓解交通拥堵的同时，也可以为城市居民的日常出行提供便利。轨道交通系统建设中，车辆基地是重要的组成部分，做好车辆基地站场的排水设计工作，能够确保雨污水的顺利排放，保证基地的正常运行。

　　1城市轨道交通车辆基地站场排水设计原则

　　在城市轨道交通车辆基地中，站场排水设计的范围包括站场路基面地面雨水排放、污水排放及站场路基外地面雨水排放，想要保证地下水、生产生活污水及雨水的有效排除，应该做好专业的排水设计工作，考虑不同区域的不同排水需求，做好接口对接设计，在强调总体布局和统筹安排的同时，关注区域之间的相互配合，以此来构建起完整的排水系统。在站场路基面，地面雨水的排水设计可以采用纵向与横向水沟相互结合的方式；在站场路基外，地面雨水则多是借助路基边坡侧沟进行排放，场地中的雨水在经过汇集之后，应该采用至少两个接口，将雨水排放到市政雨水系统或者河流、湖泊中。现阶段，城市轨道交通车辆基地的道路路面雨水一般都是通过管排的形式来解决，基于此，这里提到的排水设计针对的是雨水排放设计。

　　2城市轨道交通车辆基地站场排水设计策略

　　2.1站场路基面排水

　　2.1.1咽喉区纵向排水设计咽喉区的纵向排水设施应该布置在路基面横向排水坡最低位置，确保设施纵坡坡度不能小于2‰，对于地面平坦，或者存在反坡排水的地段，可以将坡度降低到1‰。对于不同纵坡中采用的组合式地面排水设施，上游纵坡应该小于或者等于下游纵坡。就目前而言，在车辆基地站场咽喉区采用的多是碴底式纵向排水沟，水沟需要设置在没有填满道碴的线路之间，要求其盖板面能够与路基面持平。对于纵向排水沟的宽度，应该结合地面汇水流量进行计算，常见的排水沟宽度为0.4~0.6m，不同排水沟宽度对应的最低起点沟深及最大终点沟深各不相同。如果设置排水沟的地段线间距不足5m，需要设置钢筋混凝土支撑来提高其强度和稳定性，如果沟出口位置直接面向路基外侧，应该设置相应的端墙。车辆基地围墙内侧如果是路堤，需要设置排水沟，如果是路堑，则应该在围墙外侧设置侧沟，围墙内侧路基排水可以通过围墙泄水孔排放到侧沟，也可以在围墙内设置相应的排水沟。依照城市轨道交通建设的特点，在考虑美观性、实用性和经济性的基础上，纵向排水沟可以采用C25混凝土进行浇筑，配合高强复合盖板，存在特殊要求的区域应该选择钢格栅盖板，排水槽需要以10m为间隔，设置沉降缝，宽度为3cm。雨水排水管一般选用HDPE缠绕结构壁管，环刚度8~12.5，排水管在北方寒冷冰冻区需考虑冻土深度。另外，在雨水排水管设置前，需要做好雨水水力计算，从上游管依次向下进行，流速应该随流量增加而相应增加，对干管和支管进行同时计算，雨水管道中管段的衔接应该采用管顶平接的方式。2.1.2外围临近道路纵向排水设计一般情况下，在城市轨道交通车辆基地中，咽喉区纵向排水沟采用的多是碴底式排水沟，而从满足整体美观性的角度，可以将咽喉区最外围一圈所有临近道路的纵向水沟设置为碴顶式盖板水沟，确保沟顶标高能够与临近道路等高。结合具体案例分析，上述排水设计形式能够与周边道路路面、场坪景观绿化及相关配套设施实现相互协调，有助于提升整体美观性。2.1.3横向排水设计车辆基地中，如果排水设施在穿越线路时没有可供利用的桥涵或者管涵，则需要设置横向排水槽。首先，应该依照纵向排水槽长度、纵向排水设施坡度，确定横向排水设施，将两个横向排水设施的间距控制在400m左右，最大间距不能超过500m；其次，不同线群之间、库前线间的纵向排水设备和三角线，或者其他低洼积水区域如果需要将积水排除到线路外侧，可以适当增加横向排水设施；再次，横向排水槽宽度为0.4m、0.5m和0.6m时，对应的最大允许槽深依次为1.2m、1.5m和2.0m，起点槽深不应该小于0.5m；最后，横向排水槽和盖板应该采用C25或者以上等级的混凝土，每隔3~5m的距离设置一道沉降缝，宽度为3cm。2.1.4排水设施连接对于碴顶式纵向排水沟，其与横向排水槽连接区域需要设置挡碴板；对于碴底式纵向排水沟，在与横向排水槽连接时，应该保证槽顶齐平，将挡碴板取消。无论哪一种连接，在连接点都应该设置深度为0.2m的沉砂池，同时确保纵向排水沟的沟底高程高于横向排水沟沟底高程。

　　2.2站场路基外地面排水

　　2.2.1设计原则在针对站场路基外地面排水系统进行设计时，应该确保其能够实现与人工或者天然排水系统，以及周边市政雨水排放系统的相互配合，设置好防渗措施来保证路基边坡的稳定性。一般来讲，在一个车辆基地中，至少应该设置两个出口与外部雨水系统连通，合理的排水系统中，水流排出方向应根据汇水区域位置，尽量保证水流径路最短且顺直，减少弯曲。以某车辆基地为例，其所处区域有着十分发达的自然水系，对照段址特点，在结合水务、规划部门的意见和建议之后，对车辆基地排水进行设计。首先，在车辆段设置两座涵洞，其中一座涵洞位于既有河道位置，在节约成本的同时，也能够保护原本的水流路径，更能够满足站场雨水汇集与排放的功能需求；其次，对照车辆段内线路和场坪布置，将段址西南角的河道改造成明渠，工程量相对较小，可以对水系的原生状态进行维持，有效解决车辆段西南区域站场路基面的排水问题；再次，在对车辆段进行施工时，应该做好既有河道的保护工作，将东侧围墙外的雨水引入河道中，西南侧围墙外则应该设置特殊侧沟，将涵洞雨水引流到既有河道中；最后，在针对车辆基地站场进行排水设计的过程中，需要关注地域特色，尊重自然规律，实现工程建设、自然景观及城市市政的和谐共处。2.2.2排水设施轨道交通车辆基地站场路基外地面排水设施包括路堑天沟、边坡侧沟及急流槽等，所有设施的横断面应该依照1/25洪水频率流量计算，确保沟顶能够高出设计水位0.2m。在对排水设施进行设计时，需要关注几个方面：一是站场侧沟设计，一般会将其设置在路基边坡外。二是特殊侧沟设计，常规站场边坡侧沟仅仅是为了对围墙外边坡及围墙泄水孔排出的雨水进行汇集，若汇集的雨水超过常规侧沟容量，需要依照流量加大断面，开展特殊设计。部分车辆基地还需要借助特殊设计的盖板排水沟，将涵洞汇集的雨水导入既有市政雨水系统中。如图1所示，N1表示常规边坡侧沟，N2为特殊设计盖板侧沟，主要负责将涵洞雨水导入市政雨水管，考虑涵洞汇水面积相对较大，常规站场侧沟的尺寸并不能很好地满足其流量要求，因此设计人员必须做好N2的特殊设计。三是跌水与急流槽设计。水流在通过陡坡地段时，应该设置跌水和急流槽，主要材料为混凝土。急流槽断面形式以矩形为最佳，槽底需要设置为粗糙面。急流槽的坡度不能超过1∶1.5，若其长度过大，需要采用分段修筑的方式，每一段的长度不能超过10m。跌水台阶的高度应该控制在0.3~0.6m，台面坡度为2%~3%，同时应该做好进水口防护和出水口防冲刷处理。跌水和急流槽各个部位的尺寸应该依照当地的气候条件和水文地质条件确定，如果必要，还应该进行水利计算。跌水和急流槽的结构尺寸应该满足以下条件。（1）在进口位置始端和出口位置终端的裙墙，埋深必须处于冻结线以下，厚度不小于0.3m，主体部分与消力部分槽底厚度需要依照流量和水流的冲击力大小进行设计，一般在0.4~0.5m。（2）各部分断面的高度都应该超出急流槽计算水位0.2m，槽壁顶面厚度不能小于0.2m。（3）急流槽主体部分应该以2~5m为间隔，设置相应的防滑平台，平台嵌入基底的深度在0.8~1.0m。（4）急流槽下游的侧沟断面应该适当加大，可以按照1/50洪水频率流量进行确定。

　　3细节部分设计

　　3.1排水设施连接

　　一是所有排水槽转换半径应该超过沟底宽度的10倍，而且最小半径不能低于5m，转角则不能超过45°。排水槽施工完成后，平面应该保持平顺圆滑。在对曲线段水沟进行设计施工时，每一次立膜长度不能超过5m，小半径曲线段的立膜长度不能超过1m。二是排水沟在排向桥涵入口或者市政排水系统入口时，沟底高程不能低于入口泄水面高程。三是不同截面间的排水沟在相互连通时，需要设置过渡段，过渡段沟底宽度的渐变率设置为1/20。四是在城市轨道交通车辆基地中，可能存在有特殊设计的侧沟，其功能是将涵洞中的雨水引入市政雨水系统或者自然水系，做好相应的衔接处理。此时，若侧沟中心和涵洞中心平面处于同一条直线上，则衔接处理会变得比较简单。

　　3.2交叉连接设计

　　一是不能将电缆线设置在排水槽内，如果无法满足这一要求，则可以将电缆线悬挂于排水槽槽壁，确保其远离水面。二是纵向排水沟与接触网柱基础相互交叉，在对其进行设计的过程中，可以通过将排水槽转移到其他线间的方式来避免干扰问题，如果因为空间不足或者其他因素导致改移难度大，可以在设置有接触网柱的线路间设置排水槽，然后对接触网柱基础进行特殊设计。三是当排水槽和其他管沟相互交叉时，应该采用垂直穿越的方式，强调槽和管的有效连接。

　　3.3出入线设计

　　在出入线从地下爬升到场坪标高时，为了保证两侧排水的顺畅性，可以借助U形槽整体道床过渡到场坪，出入线不再设置路基段。

　　3.4排水槽设计

　　对于碴顶式纵向排水槽，应该依照标准图的要求，做好泄水孔设置工作，相邻两个泄水孔的距离为1m，泄水孔必须满足孔径、间距及埋深等方面的要求。

　　3.5横坡坡率设计

　　如果水沟两侧横断面严格依照0.02的横坡坡率进行设置，则在水沟两侧的沟壁上，经常会出现不等高的现象。基于此，设计人员应该在接近水沟1~2m的范围，对横坡坡率做出灵活的调整和改变，确保水沟沟壁等高。

　　3.6临时过渡沟设计

　　施工单位在对车辆基地站场排水沟进行施工前，需要通过设置临时排水沟的方式进行过渡，等到条件稳定后，再去设置永久性的排水沟。因为过早设置的排水沟可能会在后续其他工程的施工中遭到破坏，导致人力物力资源的浪费。临时过渡沟的材料可以根据现场实际情况确定，如土沟、砖砌、砂浆抹面等，只要能够保证排水的顺畅性即可。

　　4结语

　　总而言之，在城市轨道交通系统建设中，车辆基地发挥着非常重要的作用，做好车辆基地站场的排水设计工作，关系着车辆基地功能的充分发挥，在保障基地各类设施设备使用和安全等方面同样有着不容忽视的作用。相关设计人员在针对城市轨道交通车辆基地站场排水系统进行设计时，应该对照相应的规范，做好全面细致分析，保证设计的精细化，确保车站基地能够很好地迎合城市整体的景观风貌，推动城市的健康发展。

　　参考文献

　　[1]郭泽阔，陈菊，冯万慧，等．基于线网全寿命成本控制目标的车辆基地资源共享研究[J]．都市快轨交通，2020，33（03）：33-39．

　　[2]刘毅．全自动运行城市轨道交通线路门禁系统设计要点[J]．城市轨道交通研究，2020，23（06）：139-142，146．

　　[3]王卫东，颜文，高华．基于未确知测度的车辆基地选址规划评价[J]．中南大学学报（自然科学版），2020，51（05）：1431-1440．

　　[4]李密．新型城市轨道交通车辆及车辆基地对比分析[J]．智能城市，2020，6（08）：172-174．

　　[5]刘力．重庆轨道交通停车场盖下消防安全疏散设计的原则和策略[J]．隧道与轨道交通，2020（01）：63-65，70．

　　[6]谭勇．城市轨道交通车辆基地设计接口管理探讨[J]．住宅与房地产，2020（09）：284．

　　[7]缪东．现代有轨电车车辆基地设计的几个问题探讨[J]．城市轨道交通研究，2020，23（03）：183-185．

　　[8]缪东．城市轨道交通车辆基地减少设计变更措施探讨[J]．现代城市轨道交通，2020（02）：84-86．

　　[9]孙涛．城市轨道交通车辆基地污废水处理及水环境影响问题探讨[J]．城市轨道交通研究，2020，23（01）：137-140．

　　[10]孙宇．新能源空铁车辆基地常见平面布置形式研究[J]．工程技术研究，2019，4（22）：245-246．

　　[11]胡鹏，肖宝弟．城市轨道交通车辆基地运营管理系统的研究[J]．铁道运输与经济，2019，41（10）：114-118．