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      地鐵線路道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水危害及整治

      2014-09-25 07:30:20周富彬
      城市軌道交通研究 2014年5期
      關(guān)鍵詞:木塞轉(zhuǎn)轍機(jī)排水溝

      周富彬

      (廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司,510010,廣州∥工程師)

      1 基坑積水的危害

      轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水是目前地鐵線路運(yùn)營(yíng)維護(hù)中存在的突出問題。因地下線路防、排水措施的不完善,時(shí)常導(dǎo)致基坑存在大量積水,浸泡轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝裝置、桿件及機(jī)體。對(duì)此,如運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門清理不及時(shí),長(zhǎng)此以往,將加速轉(zhuǎn)轍設(shè)備部件的腐蝕和老化,縮短設(shè)備使用壽命,極端情況下甚至可能導(dǎo)致電路短路、設(shè)備損壞,致使轉(zhuǎn)轍機(jī)發(fā)生故障。

      道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)是地鐵信號(hào)系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)備,一旦發(fā)生故障,將直接導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)組織暫?;蛑袛?,甚至對(duì)行車安全造成危害,對(duì)地鐵正常運(yùn)營(yíng)和社會(huì)影響巨大。

      2 工程實(shí)施現(xiàn)狀

      2.1 環(huán)境條件

      轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝使用環(huán)境以地下線路為主,也有部分地面及高架線路。地下線路的環(huán)境條件雖然免受地面及高架線路日曬雨淋的惡劣環(huán)境,但也存在著諸多不利條件。地下車站土建防水措施往往不盡如人意,結(jié)構(gòu)及道床滲水往往導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑內(nèi)時(shí)常會(huì)存在積水。再加上站內(nèi)坡度較?。ㄒ话悴淮笥?‰)及排水管溝設(shè)計(jì)不盡完善,因沖洗隧道造成管溝內(nèi)不溶于水的碳酸鹽及其它雜質(zhì)沉積等因素,導(dǎo)致基坑積水問題越發(fā)嚴(yán)重(如圖1所示)。

      圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水現(xiàn)場(chǎng)圖

      2.2 工程設(shè)計(jì)

      目前,地鐵線路中轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑設(shè)計(jì)方案主要有如下兩種方式。

      2.2.1 基坑與排水溝相連

      部分城市地鐵的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑、動(dòng)作桿、表示桿及角鋼安裝槽等設(shè)計(jì)成與排水溝連接?;蛹安鄣郎疃染嘬壝?50~360mm,而排水溝深度一般距軌面400mm,這樣基坑與排水溝有40~50mm的落差,基坑里的積水就自然流到水溝內(nèi)排出。在地鐵工程開通的初期,一般情況下這種方式有一定的作用,可減少維護(hù)人員的清理工作量。但是,一旦排水溝內(nèi)沉積物增加而致使溝床抬高,或排水量增大,將會(huì)導(dǎo)致排水溝內(nèi)的水倒灌進(jìn)基坑內(nèi),形成積水,危害轉(zhuǎn)轍設(shè)備。

      2.2.2 基坑與排水溝不相連

      部分城市地鐵的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑、動(dòng)作桿、表示桿及角鋼安裝槽等設(shè)計(jì)成與排水溝不連接。由于基坑深度距軌面一般在350~400mm,排水溝深度仍然為400mm,雖基坑與排水溝不相連,仍可在一定范圍內(nèi)避免水溝排水倒灌進(jìn)基坑。但是這種方式無(wú)法將結(jié)構(gòu)及道床滲水排出。為此,需要運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門定期及時(shí)清理,避免積水腐蝕轉(zhuǎn)轍設(shè)備。為了盡可能地減少維護(hù)部門工作量,部分線路的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑深度稍有加深,可對(duì)積水的耐受時(shí)間有一定加長(zhǎng)。但此方法沒有從根本上解決基坑的排水問題。

      3 整治措施

      轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問題的根源在于:基坑設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)及時(shí)、自動(dòng)地將積水排出,必須通過建立日常維護(hù)制度,周期性地將積水人工排出。這一方面加大運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量;另一方面,基坑的積水不是規(guī)律性的等量產(chǎn)生,而是根據(jù)地面氣候條件,隧道、車站內(nèi)的相關(guān)沖洗、排水作業(yè)情況的不同,積水的速度和水量會(huì)隨著環(huán)境因素的改變而變化,因而比較難控制。

      3.1 設(shè)計(jì)方案

      如何實(shí)現(xiàn)基坑積水整治,應(yīng)該從防水和排水兩方面來(lái)研究分析,重點(diǎn)是排水措施方面。目前由于地鐵的環(huán)境條件及土建工程實(shí)施情況,很難面面俱到地做好防水工作,因此只能盡量?jī)?yōu)化排水管線設(shè)計(jì),以及隧道、道床結(jié)構(gòu)采取防水措施。但這些措施往往不盡理想。所以,本文重點(diǎn)從排水措施方面著手,經(jīng)過調(diào)研分析,提出如下幾個(gè)實(shí)施起來(lái)相對(duì)容易的方案。

      3.1.1 木塞方案

      該方案在部分城市線路有所采用。其原理是:基坑和排水溝局部通過小孔連接,平時(shí)用木塞堵住小孔,排水溝內(nèi)的水就不會(huì)倒灌入基坑(除非水量過大溢出水溝);運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門定期維護(hù)時(shí),拔掉木塞,放出基坑積水。此方案旨在減少維護(hù)人員工作量,沒有從根本上解決排水問題,但整合了基坑與排水溝連與不連的優(yōu)點(diǎn)。

      3.1.2 止回閥方案

      利用止回閥原理,將排水溝設(shè)置于基坑周圍,在基坑底部水平安裝一根DN80的熱鍍鋅鋼管至排水溝內(nèi),將止回閥安裝于鋼管口?;拥撞颗c排水溝底部有約40~50mm的落差,這樣在排水溝內(nèi)水位高度小于50mm時(shí),基坑內(nèi)的積水可順著鋼管通過止回閥流入排水溝;當(dāng)排水溝內(nèi)的積水大于50mm時(shí),則止回閥關(guān)閉,防止排水倒灌入基坑。經(jīng)與廠商溝通和研究分析,可以制造適用于地鐵環(huán)境下水平流水的輕型止回閥。如圖2所示。

      圖2 止回閥排水方案示意圖

      3.1.3 集水井方案

      基坑積水的問題關(guān)鍵在于排水。經(jīng)與給排水、軌道、建筑、低壓等專業(yè)討論研究,通過設(shè)置一些配套設(shè)施可有效地解決基坑自動(dòng)排水問題。主要方案是:在岔區(qū)附近集中設(shè)置小型集水井(部分也可利用車站集水井),附近的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑可通過在道床內(nèi)預(yù)埋熱鍍鋅鋼管至集水井。不管是道床、結(jié)構(gòu)滲水,還是隧道沖洗、排水溝水溢出至基坑,均可有效地通過預(yù)埋的鋼管自然流至集水井內(nèi)。集水井內(nèi)設(shè)置水位探測(cè)儀及水泵,一旦達(dá)到預(yù)定水位,將自動(dòng)啟動(dòng)水泵排水,積水不會(huì)倒灌入基坑。此方案相對(duì)于止回閥方案更有效和可靠,但工程實(shí)施涉及面較廣、難度大,工程投資也相對(duì)較高(見圖3)。

      圖3 集水井排水方案示意圖

      3.2 方案對(duì)比

      木塞方案從工程造價(jià)來(lái)講,在原設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上僅增設(shè)了排水小孔和木塞,成本低廉,且工程實(shí)施簡(jiǎn)易,但實(shí)現(xiàn)基坑排水的效果稍差一些。

      止回閥方案工程造價(jià)較低,使用的主要材料價(jià)格也較低,工程實(shí)施起來(lái)也比較簡(jiǎn)易。它僅在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增設(shè)鍍鋅鋼管,安裝輕型膠皮止回閥,就能實(shí)現(xiàn)基坑的自動(dòng)排水,但效果尚待驗(yàn)證。

      集水井方案涉及配合的專業(yè)較多,工程實(shí)施需要與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行前期配合,預(yù)留工程條件。由于需要土建、軌道專業(yè)設(shè)置集水井,預(yù)埋鍍鋅鋼管,給排水專業(yè)設(shè)置集水泵、水位探測(cè)器,低壓配電專業(yè)提供電源,因此相比之下工程造價(jià)相對(duì)高一些。但對(duì)工程整體而言,其造價(jià)仍在可接受的范圍。

      3個(gè)方案對(duì)比如表1所示。

      表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

      4 結(jié)語(yǔ)

      本文提出的幾個(gè)解決基坑積水的方案,除木塞方案具備工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外,其余兩個(gè)方案尚處在專題研究和工程設(shè)計(jì)階段,但不失為能實(shí)現(xiàn)基坑自動(dòng)排水功能的理想思路。設(shè)計(jì)人員可以此為參考,優(yōu)化、設(shè)計(jì)出適合工程實(shí)際的解決方案。

      [1]TB 10007—2006鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

      [2]GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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