轨道交通路中高架车站防排水系统分析

梁晓贺

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430063)

0 引言

城市轨道交通车站根据线路标高、线位敷设方式不同分为地下车站、地面车站与高架车站。地下车站是指线路敷设于地下,车站全部位于地面以下的车站,地面站为线路敷设于路基,轨道层设于地面的车站,高架车站指线路位于地面以上,敷设于高架桥上的轨道交通站点。

高架车站根据线路平面线位不同,分为路中车站及路侧车站,路中站为沿城市主干路敷设的站点,路侧站是指设于地块内的车站,路侧站因前后区间对城市地块割裂大,故路中站更为常用。路中站根据车站设备用房位置,可设计为主附合建或附属外挂两种形式,附属外挂路中高架站因首层架空,更为通透,更利于城市景观效果,因此在周边场地条件允许下一般优先选用此站型,本文研究范围亦特指此附属外挂的路中高架三层站[1-3](见图1)。

1 新区站概况

金华—义乌—东阳市域轨道交通工程线路总长102.877 km,为6B编组,共设站31座,新区站为本线第10座车站,为路中高架三层侧式站,典型附属外挂路中高架站。车站分三部分,为主体、附属站务用房及天桥出入口,主体外包长120 m,宽22.2 m,共设4个出入口,两处位于南侧附属内,为1号,2号出入口,两处位于北侧天桥处,为3号、4号出入口(见图2)。

车站主体首层为架空层,沿规划道路路中绿化带设结构支撑柱,二层为站厅层,设非付费区和付费区,非付费区与两侧天桥出入口连接,付费区设楼扶梯、无障碍电梯通至站台,三层为站台层,有效站台长度120 m,每侧站台宽7.5 m,附属站务用房设于道路南侧,通过天桥连接站厅层,内设车站在该侧出入口及设备、管理用房,其中首层为轨道配套用房及车站出入口,二层为出入口通道、供电设备用房及管理用房,三层为通号设备用房,天桥出入口则设于道路北侧,含两处车站出入口[4-6]。

2 防、排水位置分析

车站主体水来源种类较多,主要有屋面雨水、站台层消防水及清扫水、站台板下层降板区施工废水及积水、轨行区列车进站自身携带的少量雨水、站台端部及站台侧墙处飘雨雨水、卫生间的废水、污水等。不同类别水来源水量及频率各异,且对乘客乘车体验舒适度的影响有别,具体如表1所示。

表1 车站主体不同类别水来源特征分析

天桥出入口水来源主要有两类：一类为屋面雨水;另一类为天桥侧飘雨雨水及天桥面清扫水,该部分水来源频率较高,对乘客舒适度影响较大(见表2)。

表2 天桥出入口附属用房不同类别水来源特征分析

附属站务用房水来源种类少且较为常规,主要为屋面雨水、地下室侧墙渗水等(见图3—图5)。

3 防排水设计原则及排水路径分析

车站主体及附属应针对具体不同位置水来源进行相应设防,并将其有序排除,以防为主、防排结合,对水量大、频率高且对乘客舒适度影响大的部位应进行重点设防,并独立成排水系统,水量少、频率低且对乘客舒适度影响小的部位可根据具体情况适当降低设防标准,并可共用排水系统。同时需注意排水管位置路径的选取及对外漏的排水管的有效遮蔽,以保证车站建筑外立面效果。

排水路径中管线敷设需固定于主体结构、建筑构件表面并延伸至地面,考虑车站主体及天桥首层为架空层,且架空层设结构柱于路中绿化带内,因此车站主体、天桥排水点位选取及排水路径需考虑与架空层结构柱紧密联系,以达到将雨、污水导至路中绿化内快速排除的目的,附属站务用房排水路径则需临贴建筑侧墙将水导至附属前广场排除[7-9]。

4 主体建筑防排水设计分析

4.1 设防部位及防水等级

主体建筑设于路中,首层为架空层,结构柱设于路中绿化内,二层为站厅层,三层为站台层。针对主体建筑不同位置水来源,需对相应部位进行防水设防,即屋面、站台板、站台板下、轨行区、站台端及侧墙进行防水设计。屋面水来源量大、频率高,轨行区行车雨水频率高、对乘客乘车舒适度影响大,如防水设计不利,对站厅、站台乘客舒适度影响大,因此设计为一级防水;站台板、站台板下水来源频率低,水量相对小,且站台板下仅施工时含施工废水,车站运营后基本无水来源,因此同可设计为二级防水,如图6所示(实线为一级防水、虚线为二级防水)。站台端及侧墙飘雨通过设站台端侧封及防雨百叶进行设防,基于站台端行车敞口部分飘雨影响,为便于司机下车瞭望,于站台端司机瞭望区分别设遮雨亭(见图7)[10-17]。

4.2 不同设防部位防水做法

4.2.1 屋面防水做法：参国标GB 12J201-P(A4)页—(A2)页(由上至下)[18]

1)490 mm×490 mm×40 mm,C25细石混凝土预制板,双向4Φ6。2)20 mm厚聚合物砂浆卧铺。3)10 mm厚低强度等级砂浆隔离层。4)3 mm+3 mm厚高聚物改性沥青防水卷材防水层。5)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。6)80 mm厚泡珠玻璃棉板。7)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。8)现浇钢筋混凝土屋面板,结构找坡3%,表面清理干净。

4.2.2 轨行区防水做法：参国标GB 12J201-P(A8)页—(A20)页(由上至下)

1)40 mm厚C20细石混凝土保护层,配φ6Ⅰ级钢,双向@150 mm,设分格缝,缝宽20 mm,分格面积为1 m。2)10 mm厚M5水泥砂浆隔离层。3)1.2 mm+1.2 mm厚双层聚氯乙烯(PVC)防水卷材。4)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。5)最薄70 mm厚LC5.0轻集料混凝土1%找坡层。6)现浇钢筋混凝土屋面板,混凝土抗渗等级不小于P6。

4.2.3 站台板下防水做法：参国标GB 12J201-P(A8)页—(A20)页(由上至下)

1)40 mm厚C20细石混凝土保护层,配φ6Ⅰ级钢,双向@150 mm,设分格缝,缝宽20 mm,分格面积为1 m。2)10 mm厚M5水泥砂浆隔离层。3)1.0 mm厚聚氯乙烯(PVC)防水卷材+1.0 mm厚氯乙烯防水涂料。4)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。5)最薄30 mm厚LC5.0轻集料混凝土1%找坡层。6)钢筋混凝土屋面板,表面清扫干净。

4.2.4 站台板防水做法：参国标GB 12J201-P(A4)页—(A4)页(由上至下)

1)20 mm厚花岗石板,水泥浆擦缝。2)30 mm厚1∶3水泥砂浆结合层,表面撒水泥粉。3)1.5 mm厚聚氨酯防水层两道。4)最薄处40 mm厚1∶3水泥砂浆或细石混凝土找0.3%坡,抹平。5)水泥浆一道内掺建筑胶。6)钢筋混凝土楼板。

4.3 排水系统及排水路径

屋面雨水量大、频率高,须独立成排水系统,轨行区车辆行车雨水频率较高、对乘客乘车体验影响较大,宜独立成排水系统,但因车辆行车雨水量小,且站台板下施工废水、站台板消防水频率低,站台清扫水量小,因此可借用轨行区排水系统,即站台板、站台板下及轨行区共用排水系统(见图8)。

屋面雨水采用内排水,设计为结构找坡,于屋面纵向两侧每跨柱边均设一处雨水口,并设置DN100PVC雨水管,将雨水引沿结构柱边引导至路中绿化带内,为保证站厅、站台层公共区视觉效果,柱侧设干挂装修对雨水管进行包封以进行有效遮蔽,同时考虑架空层顶部外露雨水管的规整排列,将此处雨水管沿结构挑梁外缘内侧平行敷设,待其延伸至架空层结构柱处,拐至柱内侧后,下至路中绿化带内,为将此外露雨水管弱化,对其喷涂以浅灰色涂料,颜色与架空层处结构构件趋同。

轨行区同采用内排水,材料找坡,坡向轨行区两侧侧墙,于侧墙处设排水口,每两跨一处,设于柱侧,并设DN100PVC雨水管将轨行区废水引至路中绿化带内排除。站台板下下沉区域施工废水,设排水管穿站厅层顶板后,连通至轨行区雨水管共用排水路径,站台板下不同梁格间则通过预埋DN100铸铁套管连通为一个排水区域。站台板通过均匀设置几处地漏,将站台清扫水及消防水引至轨行区,并借用轨行区排水系统排除,轨行区、站台板及站台板下排水系统排水管遮蔽、弱化及规整处理与屋面同。

各部位排水点位置及排水路径见相应平面排水单元见图9—图13。站厅层公共卫生间污、废水设计为同层排水,该区域结构板下沉,将污、废水管敷设于填充层,以减少架空层排水管外露,污、废水干管则设于架空层柱内侧,沿柱排至化粪池。

5 附属天桥及出入口防排水设计分析(以北侧天桥为例)

5.1 设防部位及防水等级

天桥首层为架空层,二层为通道,横跨规划道路,分别连接主体、出入口及附属站务用房。附属天桥及出入口水来源主要为屋面雨水、桥面飘雨雨水及清扫水,因此分别于天桥屋面及桥面进行设防。因屋面雨水频率高量大,对乘客乘车舒适度关系密切,因此防水等级为一级设防,天桥桥面水量较小防水等级可为二级设防。天桥设防部位防水等级示意图见图14。

5.2 不同设防部位防水做法

5.2.1 屋面防水做法

1)吊顶层：0.5 mm镀铝锌彩涂穿孔压型钢板HV-1025(穿孔23%)。2)防尘层：0.25 mm隔气膜。3)吸音棉：50 mm吸音棉24 kg/m3。4)支撑层：1.0 mm不锈钢丝网50 mm×50 mm。5)保温层：100 mm玻璃保温棉+铝箔64 kg/m3。6)防水透气层：0.49 mm防水透气膜。7)屋面板：0.9 mm直立锁边铝镁锰合金屋面板65/400。

5.2.2 天桥桥面防水做法：参国标GB 12J201-P(A5)页—(A7)页(由上至下)

1)钢箱梁天桥结构。2)焊接φ10钢筋网(@100 mm×100 mm)。3)C40细石混凝土(40 mm厚)。4)90 mm厚1∶6水泥焦渣填充层。5)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。6)1.5 mm厚聚氨酯防水层。7)20 mm厚1∶3干硬性水泥砂浆结合层。8)20 mm厚防滑地砖。

屋面雨水量大、频率高,应独立成排水系统,但考虑天桥桥面飘雨雨水、清扫水量相对较少,因此可借用屋面雨水管及排水路径。

5.3 排水系统及排水路径

天桥屋面为钢结构雨棚,屋面2%找坡坡向两侧雨水沟,雨水沟内设雨水口,屋面雨水管沿钢结构雨棚柱外侧干挂装修内至天桥钢箱梁底部,贴天桥结构柱延伸至地面,天桥桥面1%找坡,坡向两侧排水沟,沟内设地漏,地漏设排水管穿钢箱梁后接入屋面雨水管,将天桥面雨水、清扫水排至地面。因天桥首层为架空层,仅结构支撑柱落地,排水管需依托天桥结构支撑柱延伸至地面排水,因此天桥钢结构屋面雨水口及天桥桥面地漏位置选取应靠近结构柱,以最大限度缩短排水路径,并减少天桥桥面横向雨水管外露,保证天桥立面效果,具体天桥排水路径示意图见图15—图18。

6 附属设备用房防排水设计分析

车站附属站务用房设于路侧地块内,为地下1层、地面3层,1层为轨道配套用房及车站出入口,2层为出入口通道、变电设备用房及管理用房,3层为通号设备用房。附属站务用房主要防、排水位置为屋面及地下室侧墙处,考虑轨道交通系统变电设备、通号设备等使用安全,屋面及地下室防水等级设计为一级,具体防水做法有如下几点。

6.1 屋面防水做法：参国标GB 12J201-P(A4)页—(A2)页(由上至下)

1)防滑地砖,水泥砂浆勾缝。2)20 mm厚聚合物砂浆铺卧。3)10 mm厚低强度等级砂浆隔离层。4)1.2 mm+1.2 mm厚双层聚氯乙烯(PVC)防水卷材。5)20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层。6)最薄处30 mm厚LC5.0轻集料混凝土2%找坡层。7)泡沫玻璃板120 mm厚。8)现浇钢筋混凝土楼板,表面清扫干净。

6.2 地下室防水做法

地下室底板防水做法参国标GB 10J301—16—1[19](由下至上)：1)防水混凝土底板。2)50 mm厚C20细石混凝土。3)隔离层。4)3 mm+3 mm厚自黏聚合物改性沥青防水卷材(聚胎脂)。5)20 mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层。6)100 mm～150 mm厚C15混凝土垫层。7)素土夯实。

地下室侧墙防水做法参国标GB 10J301—18—1C(由外至内)：1)2∶8灰土分层夯实。2)50厚挤塑聚苯板保护层。3)3 mm+3 mm厚自黏聚合物改性沥青防水卷材(聚胎脂)。4)20 mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层。5)防水混凝土侧墙。

附属站务用房屋面雨水通过屋面材料找坡引至屋面端侧墙结构柱处,沿结构柱设雨水管下至首层,雨水管出侧墙后将雨水排至地面硬化广场,地下侧墙渗水通过地下侧墙四周导流沟引至集水井提升至室外管网内排除。

7 结语

轨道交通高架车站防、排水设计是站点设计的重难点之一,其防、排水设计应针对不同水来源位置、数量、频率及对车站使用影响重要性等特点进行具体分析,并对相应部位进行不同等级的防水设计,同时应综合考虑排水路径便捷及管线的有效遮蔽等因素,对车站不同位置的排水系统进行梳理排列,以达到在不影响建筑立面效果前提下将车站雨污水汇集并迅速排除的目的,满足站点日常使用的基本要求,并有效提高乘客乘车舒适度体验。