山岭地形区域地铁车辆段场排水设计研究.docx

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山岭地形区域地铁车辆段场排水设计研究

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陈辉辉

摘要：随着地铁不断向外辐射，位于城市周边山岭地形区域的地铁车辆段场越来越常见，其边界条件复杂且特殊。雨季时，此类车辆段场用地区域内通常存在大面积的雨水汇集，合理的排水方案设计对其运营安全至关重要，并且可以最大程度地保护原状水土。以武汉地铁7号线南延线纸坊停车场为例，在满足相关设计要求的前提下，充分结合地形特点，从车辆段场场坪标高、汇水面积、暴雨径流计算、排水路径、横断面设计等方面展开计算和全面分析，最后得出所采用的设计方案及计算结果均满足需求，也在实际工程运营中得到很好的检验。此研究结果可供其他地铁车辆段工程参考。

关键词：地铁;车辆段场;山岭地形;排水设计;研究

：U279.1

1研究背景

武汉地铁7号线南延线具有快速衔接纸坊新城与主城的功能，是一条由主城区向城市周边郊区辐射的线路。纸坊停车场场址位于纸坊大街道路以南、武咸城际铁路以西地块内，地处城郊，地块内大部分为农田及山林地，并且有1条环山公路穿过，场址大部分被周边的青龙山山地包围，如图1所示，较之以往城区范围内的地铁车辆段场有很大不同。根据设计前期现场调查的情况，停车场所在区域雨季经常出现水位大幅上涨，大面积淹水、积水及环山公路被阻断等情况，而地铁车辆段场工程作为百年工程，合理确定其排水方案是设计的重要工作之一。

现阶段国内各大设计院在开展车辆基地设计工作时，由于车辆段场多数位于城区范围内，地势较为平坦，并未过多考虑工程的外部排水设计，仅在外围设置小型截水沟等设施。而本停车场场址范围内的标高低于周边区域，存在大面积的区域雨水汇往停车场用地范围内的危险，如按以往经验确定排水方案，则难以保证工程的安全可靠性。因此，需对相应汇水面积及位置进行准确的分析计算，并通过计算得到暴雨径流等数据，在此基础上方能进行排水设施、排水径路等方案设计;同时，需合理地确定停车场场坪标高，保证工程不受洪涝灾害影响。目前，各地方及铁路各大设计院总结出一套针对山岭地形区域内的经验性暴雨径流计算方法，但其作为铁路桥涵设计的参考，研究领域有一定的局限性。

鉴于纸坊停车场所处的特殊地形条件，为科学开展工程的排水设计工作，需结合多方面的设计进行研究，以得到较为科学、合理、经济的方案。

2场坪标高设计

车辆段场的场坪高度是车辆基地的重要设计内容之一，对地铁建设投资及运营有较大影响。站场线路的路肩高程应根据基地附近内涝水位和周边道路高程设计，其中沿海或江河附近地区车辆基地的线路路肩设计高程不应小于1/100洪水频率标准的潮水位、波浪爬高值和安全高之和。

2.1区域内防洪排涝

纸坊停车场地块西侧高，向东南侧倾斜，地块内雨水经管沟收集后排入幸福水库，后经梁子湖水系排入长江。该停车场所在的纸坊区位于长江干堤保护范围内，经整险加固后长江干堤堤面的高程为32.5m，防洪标准为1954年型洪水。幸福水库枢纽工程设计防洪标准采用100年一遇洪水校核，校核洪水位为49.26m，纸坊停车场所在区域的雨水通过管涵下穿环山公路后排入幸福水库。因此，幸福水库的最高洪水位即为纸坊停车场所在区域内的涝水位49.26m，则停车场场坪高程为49.26+0.5（安全高差值）=49.76m方可满足排涝要求。

另外，为保证停车场排水顺畅，排水沟按照2‰坡度设计，停车场的场坪标高应≥49.76+2‰×1100（排水沟长度）=51.96m;在困难条件下，排水沟按照1‰坡度设计，停车场的场坪标高应≥49.76+1‰×1100=50.86m。因此，停车场的场坪高程应大于50.86m，方可满足排水要求。

2.2场址周边参考高程

场址咽喉北侧既有路的高程为51.8～57.4m，未来规划路原地拓宽后将承担纸坊停车场主通场道路的功能，因此具有一定的参考价值。另与规划部门沟通得知，规划路的标高设计基于既有地面标高考虑，场地内既有道路高于幸福水库的百年水位，同时也远远高于纸坊城区的高程。因此，停车场场坪标高不宜小于场地内既有道路最低点的高程，即51.8m。

另一方面，停车场尾部受到武咸城际铁路位置的限制，场址向东移动条件受限，出入场线爬坡的长度最大为320m;同时，出入场线U型槽受青龙山山体地形标高的限制，出入场线爬坡起点的最大轨面标高为43.296m。为保证运营安全，线路坡度需控制在30‰以内，停车场轨顶高程的最大值为43.296+320×30‰=52.896m，则对应的场坪高程为最大值，即52.896-0.635（轨道结构高）=52.261m。

2.3经济指标分析

当设计场坪高程为51.0m时，能满足困难条件下的排水要求，填方为123884m3，挖方为287289m3，土方工程费用为791.27万元。

当设计场坪高程为52.0