史錦

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

1 概述

上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)屬于上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程，包括東線和西線2條區(qū)間正線，設(shè)置 T1、T2、S1、S2和預(yù)留 T4航站樓站共5座車站，均為地下車站；1座地上車輛基地。其中T1、T2車站為部分前期土建施工完成的改造車站，其余為新建車站（基地）。

東線正線連接T2和S2站，正線長(zhǎng)約2.16 km；西線正線連接T1和S1站，正線長(zhǎng)約2.37 km；西線、東線通過聯(lián)絡(luò)線連接車輛基地，西線聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)約1.58 km，東線聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)約1.12 km。全線大部分采用地下線，其中預(yù)留T4航站樓站至車輛基地段為敞開段及地面線，捷運(yùn)車站均為地下一層，設(shè)置在航站樓內(nèi)部，地面以上是航站樓，不設(shè)置專門人員出入口。浦東機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)工程總平面示意圖見圖1。

圖1 浦東機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)系統(tǒng)工程總平面示意圖

2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

捷運(yùn)排水系統(tǒng)主要包括廢水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)。廢水系統(tǒng)包括車站沖洗水、消防廢水和結(jié)構(gòu)滲漏水等；雨水主要來自風(fēng)亭、區(qū)間敞開段等。雨水收集后經(jīng)水泵提升排至市政雨水管網(wǎng)；沖洗廢水、消防廢水、結(jié)構(gòu)滲漏水等收集后經(jīng)水泵提升排至市政污水管網(wǎng)。捷運(yùn)車站區(qū)域不設(shè)置衛(wèi)生間，不設(shè)置污水排水系統(tǒng)，衛(wèi)生間位于航站樓區(qū)域。

車站最低點(diǎn)設(shè)置主廢水泵房，區(qū)間線路最低點(diǎn)設(shè)置區(qū)間廢水泵房，隧道區(qū)間峒口處設(shè)置雨水泵房。捷運(yùn)車站、區(qū)間、峒口排水系統(tǒng)泵房布置如圖2所示。

圖2 捷運(yùn)排水系統(tǒng)泵房位置示意圖

3 排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）車站清掃及消防廢水量與用水量相同。

（2）地下車站及區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)滲入水量按0.1 L/（m2·d）計(jì)。

（3）區(qū)間峒口、風(fēng)井敞開段雨水量按上海市暴雨強(qiáng)度公式，暴雨重現(xiàn)期P=50 a計(jì)算。上海市暴雨強(qiáng)度q（L/（s·hm2））公式：

式中：t為集水時(shí)間，min，按如下公式計(jì)算：

式中：m1為地表粗度系數(shù)，取0.013；LS為坡面流的長(zhǎng)度，m；is為引流段坡度。

敞開段雨水設(shè)計(jì)流量QR（L/（s·hm2））：

式中：Ψ為徑流系數(shù)，取0.9；F為匯水面積，hm2。

雨水泵房設(shè)計(jì)流量以1.2倍雨水量計(jì)，即：雨水泵房設(shè)計(jì)流量Q泵=1.2 QR。

4 排水泵房設(shè)計(jì)

4.1 車站主廢水泵房

車站主廢水泵房設(shè)在車站或線路實(shí)際最低點(diǎn)處，在站臺(tái)板下的結(jié)構(gòu)底板上找坡，橫坡2%坡向站中線，形成匯水溝，再沿車站縱向排水溝2‰坡向廢水泵房，坡底預(yù)留200 mm×200 mm排水孔至廢水泵房集水池。在車站軌行區(qū)，沿道床兩側(cè)各設(shè)置縱向排水溝，坡度不小于2‰，最低點(diǎn)處設(shè)置500 mm×500 mm×500（深）mm沉砂坑（坑底設(shè)置沉泥籃），并埋設(shè)DN250球墨鑄鐵管至廢水泵房集水池。車站主廢水泵房排水管布置剖面圖見圖3。

圖3 車站主廢水泵房排水管布置剖面圖

廢水泵房?jī)?nèi)設(shè)置2臺(tái)廢水泵：?jiǎn)闻_(tái)Q=135 m3/h，H=17 m，N=18.5 kW，平時(shí)互為備用和輪換工作，消防或必要時(shí)同時(shí)工作。排水泵流量按消防時(shí)排水量和結(jié)構(gòu)滲水量之和確定，廢水池有效容積按照不小于廢水泵15～20 min出水量確定[1]，廢水由潛水泵提升至地面壓力檢查井減壓后排入市政污水管網(wǎng)。

4.2 區(qū)間廢水泵房

區(qū)間隧道采用明溝排水，便于疏通，排水溝坡度同線路坡度（不小于2‰），在區(qū)間線路坡度實(shí)際最低點(diǎn)設(shè)廢水泵房，區(qū)間廢水泵房與區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道結(jié)合設(shè)置。區(qū)間廢水池設(shè)在聯(lián)絡(luò)通道下方，通過預(yù)埋在道床下的橫向排水管收集縱向明溝的廢水，并接入泵房集水池。區(qū)間廢水泵房排水管布置剖面圖見圖4。

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圖4 區(qū)間廢水泵房排水管布置剖面圖（單位：mm）

區(qū)間廢水泵房?jī)?nèi)設(shè)2臺(tái)排水泵：?jiǎn)闻_(tái)Q=36m3/h，H=40 m，N=15 kW，平時(shí)互為備用，必要時(shí)2臺(tái)同時(shí)啟動(dòng)。排水泵的總排水能力按照消防時(shí)的排水量和結(jié)構(gòu)滲漏水量之和計(jì)算，集水池的有效容積按不小于最大1臺(tái)泵的15～20 min流量計(jì)算[1]。區(qū)間廢水泵房的排水管宜沿區(qū)間隧道鋪設(shè)到鄰近車站，通過車站端部風(fēng)道就近接入市政污水管網(wǎng)。

4.3 峒口雨水泵房

T4站區(qū)間峒口處設(shè)置雨水泵房，收集U形槽區(qū)間敞開段雨水。水泵總排水能力按50 a暴雨重現(xiàn)期和計(jì)算的集流時(shí)間確定，并按100 a暴雨重現(xiàn)期校核。集水池的有效容積按不小于最大1臺(tái)排水泵5～10 min的出水量計(jì)算[1]。U形槽接地點(diǎn)處設(shè)置橫截溝，防止地面雨水流入雨水泵房，實(shí)現(xiàn)高水高排、低水低排。峒口處設(shè)置3道雨水橫截溝攔截雨水，橫截溝寬度和深度充分利用軌枕間隙和道床高度，集水池進(jìn)口處加設(shè)篦子，防止雜物進(jìn)入集水池。峒口雨水泵房排水管布置圖見圖5。

圖5 峒口雨水泵房排水管布置圖

泵房設(shè)4臺(tái)雨水泵：3用1備，單臺(tái)Q=380 m3/h，H=15 m，N=30 kW，根據(jù)液位先后啟動(dòng)，暴雨時(shí)同時(shí)使用，并可以定期自動(dòng)切換使用，壓力排水管就近接至地面市政雨水管網(wǎng)。

4.4 局部低洼處排水

風(fēng)井底部設(shè)置集水坑及排水泵，將收集的雨水就近接至地面市政雨水管網(wǎng)。道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)坑及過軌電纜通道等局部低洼處設(shè)置集水坑及排水泵，將廢水提升至附近道床排水溝，最終匯入主廢水泵房。垂直電梯基坑底預(yù)埋DN100熱鍍鋅鋼管，廢水通過站臺(tái)板下縱向排水溝最終匯入主廢水泵房。站臺(tái)層以不超過50 m的間距設(shè)DN75的地漏，沖洗廢水排至道床排水溝，地漏應(yīng)設(shè)置在屏蔽門絕緣帶外。

4.5 排水泵控制

廢（雨）水泵房排水泵根據(jù)液位控制啟停，由環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）進(jìn)行監(jiān)控，采用就地手動(dòng)控制、液位自動(dòng)控制及BAS遠(yuǎn)程控制的方式；控制室顯示排水泵的啟、停、故障、手自動(dòng)狀態(tài)信號(hào)以及廢水池的水位信號(hào)。

5 排水設(shè)計(jì)優(yōu)化

5.1 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水

捷運(yùn)交叉渡線區(qū)域都設(shè)有轉(zhuǎn)轍機(jī)，并且基坑和溝槽深度一般比道床排水溝深，道床廢水會(huì)進(jìn)入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑及溝槽中而積水，導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍機(jī)因浸泡在水中不能正常工作，影響線路正常運(yùn)營(yíng)。目前國(guó)內(nèi)城市多采用隔離轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑區(qū)域，通過水泵強(qiáng)排的方式排除轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑中的廢水[2]。

（1）靠近車站主廢水泵房附近的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑，道床排水溝做特殊優(yōu)化處理，使軌道排水不進(jìn)入轉(zhuǎn)轍機(jī)坑，軌道排水及轉(zhuǎn)轍機(jī)坑廢水均就近排入廢水泵房橫截溝及沉沙坑，避免排水溝廢水倒灌進(jìn)入轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑。轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水示意圖1見圖6（a）。

圖6 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水示意圖

（2）遠(yuǎn)離廢水泵房的轉(zhuǎn)轍機(jī)區(qū)域，結(jié)構(gòu)底板設(shè)集水坑（500 mm×500 mm×500（深）mm），通過排水溝與基坑相連，在集水坑內(nèi)設(shè)置小型自動(dòng)潛水泵，當(dāng)積水達(dá)到一定高度潛水泵會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，將集水坑內(nèi)收集的廢水就近排入道床縱向排水溝，最終接入主廢水泵房，保證轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑和溝槽不積水。轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑排水示意圖2見圖6（b）[3]。

5.2 浮置板道床排水

捷運(yùn)系統(tǒng)的軌行區(qū)埋深較淺，為了減小捷運(yùn)系統(tǒng)對(duì)航站樓振動(dòng)噪聲的影響，位于航站樓下方的捷運(yùn)車站采取鋼彈簧浮置板道床減振。浮置板道床在底部設(shè)置中心水溝，根據(jù)其他項(xiàng)目運(yùn)行情況來看，中心水溝排水?dāng)嗝嫫毡檩^小，水溝易淤積堵塞且清理困難，影響道床排水，同時(shí)會(huì)腐蝕鋼彈簧隔振器，影響減振效果及使用壽命。

設(shè)計(jì)時(shí)考慮接運(yùn)車站斷面較寬的優(yōu)勢(shì)，浮置板道床兩側(cè)同時(shí)設(shè)置縱向排水溝，加大中心水溝斷面寬度至350 mm，道床頂設(shè)檢查孔，在浮置板道床末端結(jié)構(gòu)降板設(shè)置集水井及沉砂池，減少泥沙淤積，增強(qiáng)排水能力。設(shè)置橫向溝將中心排水溝和與道床縱向排水溝連通[4]，浮置板道床板底中心排水溝距軌面高差約800 mm，隨結(jié)構(gòu)底板縱坡（4‰），道床側(cè)溝底距軌面高差約560 mm。設(shè)計(jì)道床側(cè)溝坡度（2‰）小于結(jié)構(gòu)底板縱坡，在浮置板下游端的普通道床內(nèi)進(jìn)行排水縱向順坡連接，利用坡度差將溝底標(biāo)高逐漸抬升到道床側(cè)溝相同[5]。浮置板道床與一般道床排水順坡圖見圖7。

圖7 浮置板道床與一般道床排水順坡圖（單位：mm）

6 結(jié)語(yǔ)

（1）排水系統(tǒng)的可靠性對(duì)地下軌道交通運(yùn)營(yíng)安全非常重要，應(yīng)重視排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

（2）需處理好各個(gè)專業(yè)之間的接口設(shè)計(jì)。排水既與建筑、結(jié)構(gòu)、線路、供電、軌道、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）等系統(tǒng)專業(yè)有關(guān)聯(lián)，又與航站樓、市政管線、運(yùn)營(yíng)方等聯(lián)系密切，接口設(shè)計(jì)處理不好將影響各專業(yè)使用功能，因此需要各系統(tǒng)專業(yè)密切配合，做好設(shè)計(jì)接口的交接及會(huì)簽工作，保證上下工序的銜接和整個(gè)工程的功能合理。

（3）在設(shè)計(jì)過程中需做好細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，比如完成排水泵房的設(shè)計(jì)后，還要優(yōu)化排水組織，減少線路積水、排水溝淤積的可能性，減輕后期運(yùn)營(yíng)維保的負(fù)擔(dān)。

（4）嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不斷總結(jié)和完善設(shè)計(jì)技術(shù)，提高設(shè)計(jì)及建設(shè)質(zhì)量。