广西绿能电力勘察设计有限公司广西南宁530031
摘要：城市轨道交通车辆保有量大，其运行时间和运行距离也很长，同时，对于车辆的技术要求、安全可靠性的要求也很高，因此需要做好城市轨道交通车辆段的运营、检修工作。本文以段内电缆构筑物排水问题为研究对象，主要对排水系统的设计方案进行了探讨，希望为提高车辆段供电安全提供帮助。
关键词：城市轨道交通车辆段；电缆构筑物排水系统；设计方案
前言
电缆构筑物内的排水路不通畅，排水系统排水能力不足，容易导致电缆绝缘老化，从而影响电缆寿命，带来安全隐。由此要求在电缆构筑物排水系统设计过程中，需要深入研究电缆构筑物的排水、电缆构筑物的底标高、集水井的建造容积、车辆段雨水排水系统的结合、电缆构筑物的防水等多方面的内容，以避免给后续运营带来较大的麻烦。以下本文结合相关理论，将深入分析电缆构筑物排水系统设计思路。
1.电缆构筑物积水的危害
电缆构筑物大多处于较低的位置，这些部位很容易积水。对于麻护层电缆，由于在敷设时沥青的脆裂脱落、油浸麻被的松把、外护层各层间的滑动裂纹等，都会给外部的积水浸入护层内部造成通路。当电缆经常浸泡在水中时，因水中所含杂质的化学成分很复杂，电缆护层绝缘强度就会降低，甚至为零，同时金属护套也会逐渐被腐蚀。对于外护层为挤包型电缆，在运输及敷设过程中当塑料护套未被破坏时，即使电缆浸泡在水中，一般水也不会浸入护层内部。因此，具有这种护层的电缆可使用30～40年。但是，挤塑护套一旦被破坏，或者挤塑工艺有缺陷，电缆又被浸泡在水中，其使用寿命就会大大降低。同时电缆构筑物内经常积水，湿度增高，支架及夹具的金属部件会严重锈蚀。
2.电缆构筑物排水系统设计思路分析
2.1设计时应注意的问题
首先敷设电缆前，对电缆构筑物的土建质量应按规定进行认真检查验收，构筑物保证有不小于0.1％的排水坡度。除了排水廊道，电缆构筑物不应作为排水沟，同时需要保证地面排水也不应排入电缆构筑物内。电缆隧道、夹层、沟槽等构筑物内均应设排水沟，对于无排水出路的构筑物还应在适当部位设置集水井，装设排水泵，一旦有积水，保证及时排出[1]。
其次在比较潮湿的电缆隧道、夹层等构筑物内，有条件时可安装一定的通风设施。这不仅可以降低电缆热损，提高电缆载流量，对巡视检修等都有好处，而且风机定期运行，对内外气流交换，排除构筑物内的潮气，降低对电缆护层及电缆支架、金具等金属部件的腐蚀亦很有成效。
最后敷设电缆时的气温不能太低。特别是充油电缆，因为气温过低，油的黏度增高，电缆受弯曲时，油浸纸绝缘层间滑动困难，容易受到损伤；同时护层沥青也容易在低温下脆裂脱落。对于挤塑护套电缆，敷设时的气温过低，塑料护层就容易变脆，出现龟裂[2]。
此外敷设电缆时，应对电缆护层逐段进行检查，发现塑料护套不完善或有机械损伤时，应修补后再进行敷设。
2.2设计方法
（1）利用沟底坡度排水
坡度是为排水而设的，坡度的大小取决于防水材料和电缆沟积水量的大小，恰当的坡度既能满足排水要求，又可做到经济节约。其中防水材料与排水坡度的关系为：防水材料如果尺寸较小，接缝必然就较多，容易产生缝隙渗漏，因而沟内的排水坡度应稍微增大，以有利于积水的迅速排除。如果防水材料覆盖面积大，接缝少而且严密，排水坡度就可以小一些；沟内积水量大小与坡度的关系为，积水量较大则坡度应适当加大，反之排水坡度则宜小一些。如图1所示，为车辆段内典型电缆沟横断面图，一般情况下，电缆隧道内积水较少，在电缆隧道一侧采用较小的排水沟将积水引入集水井即可，其排水方案与电缆沟排水相似。
图1典型电缆沟断面图
（2）预埋排水管排水
电缆预埋排管一般采用混凝土包封形式，排水管材应符合以下要求：
1）必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，外部荷载包括土壤的重量——静荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。自流管道发生淤塞时或雨水管渠系统的检查井内充水时，也可能引起内部水压。此外，为了保证排水管道在运输和施工中不致破裂，也必须使管道具有足够的强度。
2）应具有能抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能，以免在污水或地下水的侵蚀作用(酸、碱或其他)下很快破损。
3）必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。因为污水从管渠渗出至土壤，将污染地下水或邻近水体。地下水通过管道、附属构筑物渗入管渠，不但降低管道的排水能力，而且将增大处理构筑物的负荷。
4）排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。同时，应尽量就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工的费用。
此外电缆预埋排管两端一般为电缆井，两个电缆井可共用一个集水井，从而减少集水井的数量。利用排水管将两侧电缆井内积水疏导至集水井中，排水管管底标高应略高于电缆井井底标高，管口可用不锈钢网筛封口，防止杂物堵塞水管。排水管纵向坡度可根据实际情况进行调整，但不应小于0.2%[3]。
2.3排水形式
2.3.1排水泵排水
（1）排水泵的设置要求
一方面区间隧道主排水泵站应设在线路实际坡度最低点，每座泵站担负的区间长度，单线不宜大于3km，双线不宜大于1．5krn，主要排除结构渗水、冲洗及消防废水；当主排水泵站所担负的区间长度超过规定，而排水量又较大，或者车站结构需要设倒滤层排水时，宜设辅助排水泵站。当采用架空接触网供电时，泵房的室内地面宜和走形轨顶面齐平；当采用接触轨供电时，泵房的室内地面宜和接触轨防护罩面齐平。
另一方面地下车站排水泵房必须设在车站线路坡度的下坡方向的一端，主要排除车站范围内的结构渗水、冲洗和消防废水，如车站端部设排水泵房有困难，而且区间排水泵站距该站又较近时，也可布设排水泵房。车站排水泵房的压力排水管宜通过风道或人行通道接入城市排水系统。
此外洞口的雨水如不能自流排放时，必须在洞口适当位置设排水泵站，并在洞口道床的适当位置设横向截水沟，保证将雨水导流至泵站集水池。排水管渠或排水泵站的排水能力，按当地50年一遇的暴雨强度计算，激流时间按计算确定。洞口排雨水泵站设2～3根压力排水管。集水池的有效容积不应小于最大一台水泵5～10min的出水量。
（2）排水泵的设置
首先区间排水泵站、辅助排水泵站及车站排水泵房应设两台排水泵，平时一台工作；当排除消防废水时，两台泵同时工作；排水泵的总排水能力，按消防时的排水量和结构渗水量之和确定。位于水域下的区间及车站排水泵站，应增设一台排水泵，每台排水泵的排水能力应大于最大小时排水量的1/2；
其次车站露天出人口及敞开通风口的排水泵房，设两台排水泵，平时一台工作，最大雨水时两台泵同时工作。每台排水泵的排水能力，应大于最大小时排水量的1/2；
最后洞口的雨水泵站。宜设三台排水泵，最大水量时三台泵同时工作，每台泵的排水能力应大于最大小时排水量的1/3；
此外车站污水泵房、临时和局部排水泵房设两台污水泵，一台工作，一台备用，每台泵的排水能力，不小于最大小时的污水量。
（3）排水泵控制方式
各种排水泵均设计为自动和就地控制，空间排水泵站及洞口排雨水泵宜在车站控制室内也能控制。水位信号应设工作泵及备用泵的开泵水位、停泵水位及报警水位。其工作泵及备用泵应能自动及手动切换。排水泵的工作状态和各种水位信号应能在车站控制室显示。
对于运营情况中出现排水泵故障，或者部分区域电缆构筑物积水严重，可配置一定数量的移动排水泵及一定长度的排水软管应对突发情况，将积水排至临近车辆段雨水排水系统中。这也要求低压专业在每处集水井处设置插座，供移动排水泵使用。
2.3.2机械排水
通过水泵等动力设备，将积水排出地表的排水系统，称为机械排水。机械排水有底部集中排水、分段接力排水和地下井巷排水3种形式。其中底部集中排水系统的实质是：在电缆构筑物底部设置临时水仓和水泵，使进入电缆构筑物的水全部汇集到底部水仓，再由水泵经排水管道排至地表；分段接力排水系统的实质是：在电缆构筑物边帮上设置几个固定泵站，分段拦截并排出涌水，各固定泵站可以将水直接排至地表，也可以采取接力方式通过上水平的主泵站将水排至地表；地下井巷排水系统的实质是：通过垂直泄水井或钻孔，或者在边坡上开凿水平泄水巷道，将降雨和地下涌水排泄到井下水仓内，由井下排水设施排出地表。如果电缆构筑物纵向“V”形最低点或集水井底部标高低于附近雨水排水系统标高，则可以在集水井内设置潜水泵，将积水引导至车辆段雨水排水系统中。设计的基本原则为：电缆沟中每处集水井负责两侧电缆沟总长度不宜超过100m；电缆隧道中每处集水井负责两侧电缆隧道总长度不宜超过300m；集水井设置在电缆构筑物下方，其有效容积按1.5～2m³考虑，尺寸可根据实际情况进行设计。采用水位自动控制，泵的流量按10～15m³/h，扬程按5~10m，功率约为1.0～1.5kW。
2.4防水设计思路
2.4.1施工缝防水
施工缝分纵向施工缝和环向施工缝，施工过程中混凝土应连续浇筑，少留施工缝。留设施工缝须遵守以下规定：墙体水平施工缝不应留在剪力和弯矩最大处或底板与侧墙的交接处，应留在高出底板表面不小于300mm的墙体上；拱(板)墙结合的水平施工缝，宜留在拱(板)墙接缝线以下150~300mm处；施工缝距墙体预留孔洞边缘不小于300mm。
2.4.2变形缝防水
变形缝防水层应由止水带、填缝板、密封材料三部分组成。止水带的放置方式一般分为埋入式和外贴式两种，止水带应具有当变形缝产生变形时在混凝土中锚固、止水及适应变形的性能；填缝板应具有一定的适应变形缝变形的能力，用于填封变形缝并起到对止水带及密封材料的支撑或背衬作用；密封材料应对变形缝起到止水密封的作用，能适应变形缝的变形，并应嵌置在迎水面。
3.结语
总的来数，段内雨水排水系统的完善性直接影响着车辆段内电缆构筑物的排水状况，因此电缆构筑物的排水设计应尽量邻近车辆段雨水排水路由进行设计，不仅可以减少设备故障的概率，也可以减少集水井的数量，降低工程造价。需要注意的是，设计必须要保证供电需求以及电缆敷设不迂回，进而才能降低运营负担。
参考文献：
[1]曾国保.轨道交通车辆基地雨水排水系统设计综述[J].城市轨道交通研究.2014(12).
[2]周斌.城市轨道交通建设中排水系统建设的有效探究[J].科技与创新.2015(03).
[3]GB50217-2007电力电缆敷设规范[S].
个人简介：李强,男（壮族），广西南宁人，工程师，本科，从事送电线路结构设计工作。