地铁转辙机基坑积水危害及应对措施.doc

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摘 要:在地铁运营维护过程中，转辙机基坑积水是一个非常普遍的问题。分析了积水的成因，积水的危害和对应的解决措施。
关键词:转辙机; 积水; 措施

在地铁信号设备维护中，转辙机基坑积水是一个非常普遍的问题。基坑积水如不及时处理，将会给行车带来极大的安全隐患。目前，针对这一问题尚没有良好的解决方案，只能通过电务维修人员加强巡视，及时清理。在此，着重分析转辙机基坑积水的危害以及应对措施。

1转辙机安装方式
根据转辙机类型的不同，一般转辙机安装方式可分为轨枕式安装和轨旁安装。其中，轨旁安装是地铁建设过程中常见的方式。转辙机基坑深度一般在 410 mm ( 距离轨面) ，基础角钢通过螺栓与钢轨固定，转辙机则固定于基础角钢上。

2转辙机基坑积水的危害
转辙机基坑的积水多来自轨道冲刷废水、车站日常清洗废水和结构渗水等。在地铁运营初期，积水也有可能来自雨水以及工程废水。如果转辙机长时间浸泡在水中，在转辙机动作时，积水很有可能通过动作杆以及表示杆开孔渗入转辙机箱体，天长日久，箱体内积水就会对转辙机的可靠性带来不良影响。由于转辙机是涉及行车安全的基础设备，其可靠性的降低将是地铁运营的一个重大隐患。
根据铁道部运输局运基信号 【2011】126 号文《关于印发 ＜ 电气化区段道岔交流转换设备外壳接地方案 ＞ 的通知》要求: 新建和改造的铁路电气化区段，交流转换设备应确保在开通前完成外壳设置接地线工作。鉴于此，为确保行车安全，新建的地铁线路，交流转辙机外壳也需接地。
正常情况下，转辙机与基础角钢之间、基础角钢与钢轨之间均有绝缘垫片，地铁的牵引回流多通过钢轨回流。如果转辙机基坑积水过多，则很有可能侵蚀绝缘垫片，甚至于直接将绝缘垫片淹没，导致转辙机与钢轨直接联通。由于接地线电阻远小于钢轨电阻，因此本应经由钢轨回流的电流，转而经过接地线回流。在极短时间内，过大电流 ( 大于3000A) 产生的热量将很轻易地烧熔转辙机或者基础角钢，直接影响行车安全。

3转辙机基坑积水原因
1． 道床排水不畅。地铁线路中，转辙机所在区域一般处于车站端部，平均只有 2‰的坡度，水流速度慢，积水很难排出。另外，由于长时间的浸泡，结构渗水多含有高浓度的碳酸钙等物质，天长日久，导致排水沟逐渐淤塞，进一步降低了排水系统的排水能力。
2． 轨道排水系统设计不合理，积水倒灌。在部分地铁工程设计中，轨道的排水沟与转辙机基坑互相联通，转辙机基坑被当做排水沟的一部分，一旦积水较多，转辙机自然无法避免被水浸的危险。另外一种情况，轨道排水沟与转辙机基坑互不联通，但是排水沟净深小于转辙机基坑，( 排水沟净深一般为 400 mm，转辙机基坑净深一般为410 mm) 。当积水漫过道床面时候，基坑内自然会有积水，并且该积水无法有效排出，导致转辙机浸泡。
3． 运营维护不及时。目前在地铁运营过程中，多采用人工及时清理积水的方法，一旦清理不及时，积水自然也就无法避免。

4应对措施
为减少转辙机的基坑积水，可以从内、外因2 个角度来考虑，需要在设计以及运营维护过程中，分别采取对应的解决措施。
1． 针对道床排水不畅的成因，由于受站台端部的线路坡度限制，无法调整。只能加强对排水系统的清理，尽量提高排水系统的工作效率，减少道床积水时间以及积水量。
2． 在设计初期，信号专业与轨道专业加强沟通，优先保证转辙机基坑与排水沟之间互不联通。并尽可能在基坑周边修筑防水矮墙 ( 防水矮墙位于道床面与钢轨下表面之间) ，减少当积水漫过道床面时，基坑积水的风险。
3． 为满足设备限界要求，提高转辙机的安装高度，就必须将转辙机向线路外侧移至少 200 mm，由此隧道壁距离线路中心线的距离也应相对加长。进一步抬高转辙机的安装位置，并相应调整转辙机动作杆以及表示杆的结构及长度。
由于转辙机是涉及行车安全的重要基础设备，对该设备的调整需满足铁道部相关规定的要求，并在上道前进行试验; 同时转辙机外移，土建增加投资较多。因此，建议在地铁建设过程中，多从外部因素考虑，来减少转辙机水浸的风险。但是，单纯通过加强对现有排水系统清理、增加防水矮墙等措施，并没有从根本上解决问题。转辙机基坑积水的根本原因在于基坑深度深于排水管道，导致积水无法顺利排出。而受制于相关土建设计规范，排水管道深度很难在进一步增加。因此，探讨既保证积水可以顺利排出，又不违反相关设计规范的解决方案，就成为解决积水问题的关键。

5转辙机基坑排水系统设计
综上分析，为转辙机基坑设计高效的排水系统是解决转辙机基坑积水的关键。为此，提出在转辙机基坑下单独敷设排水管道，该排水管道直通至车站集水坑。一旦基坑内存在积水，则可以立即排到集水坑内，因集水坑内设有排水泵，可以保证积水的实时排出。图 1 是单台转辙机排水管道设计示意图，不仅新增的排水管道直接与车站集水坑相连，并且转辙机基坑与轨旁排水沟也互不联通，可以有效地解决积水问题。

在实际线路中，在站台端部一般都设有多条折返线以及存车线，如果每个基坑均新设排水管道，工程实施的难度较大。因此，在一定范围内的转辙机基坑可以通过排水管道互联，最终至车站集水坑只敷设一根排水管道即可，具体设计详见图 2。
图 2 是一定范围内，多台转辙机新增排水管道设计方案。所有转辙机基坑均由排水管道联通，最终统一接至车站集水坑。与图 1 类似，图 2 中基坑与排水沟也互不联通，积水也均由新增排水管道排出，因此，可以避免转辙机基坑的积水问题。

6展望
本文提出的新增排水管道的设计方案，既避免了现有排水系统的缺陷，又不涉及转辙机以及安装装置，不失为一个较为妥当的解决基坑积水方案。虽然该方案目前没有实际工程案例，但相信在不久的将来，一定会成为解决转辙机基坑积水问题的一个比较好的思路。

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