摘要：地铁线路设计中，地下区间一般地段整体道床需设两侧排水沟，区间最低处设置区间废水泵房，用来排除消防废水、结构渗漏水及轨道冲洗水等。
关键词：地铁区间；排水泵站；设计
1区间废水泵房位置的确定
道床排水沟的纵坡一般与线路坡度相同，现行地铁规范要求线路最小纵坡0.2%，最大坡度一般不大于4%，配设双侧式排水沟，也可采用中间排水沟排水。排水至线路最低处至废水集水池，并在该处设置区间废水泵房；一般情况下，在线路区间最低处联络通道，废水集水池设在联络通道下层，线路两侧来的废水，进入集水池后由设置的潜污泵提升排除。最低处两侧的坡度如果是不同的，则会造成线路曲线的实际最低点与线路的变坡点位置有偏差，两侧坡度差异较大时，线路曲线的实际最低点与线路的变坡点的偏差也比较大，下面就泵房位置确定进行理论计算，推导公式可快速求得区间最低处废水泵设置里程位置。
1.1已知的条件
（1）线路专业提供线路平面（略）
（2）线路纵断面图（如图1）
1.2推导计算线路最低点公式
由图1中已知如下条件：
假定EF为地平线，左侧坡度θ1，右侧坡度θ2，曲线半径R；如果θ1=θ2，线路的最低点在B点的正上方H点，如果θ1和θ2不相同，会让最低点或左或右偏离到J点，JH长度就是偏差距离。
JH长度计算简图如图2。
EF线为纵坡交叉最低点水平线，B点为线路纵坡交叉最低点，做OA⊥EF，J点为线路实际最低点。
（1）-（2）得：
根据△OCN∽△BAN得：
（3）-（4）得：
取JH中点M连接OM，
JH就是因为坡度不同，造成的线路曲线实际最低点偏移的距离。
1.3应用计算
如上述实例，从纵断面图中可得：最低处线路两侧的坡度分别为24%，0.5%，0，角度分别为θ1=arctg0.024，θ2=arctg0.005，此处R=5000m。
图1
计算出：θ1=1.375°，θ2=0.287°
代入导出公式：
JH=2*5000*sin0.272°=47.5m
也就是说，线路实际最低点，位于线路纵坡理论最低点里程右移47.5m。即从线路纵坡理论最低点里程S+170移至实际最低点S+217.5里程位置。
计算后将废水泵站位置插入图中，得到结果，如图3所示。
图2
2城市排水泵站存在问题
泵房的设计高度最容易出现问题，泵房设计高度应保证起重设备吊钩上升最高位与室内地坪之间的距离大于2倍潜污泵的高度，否则无法将潜污泵转轴吊出现场维修。由于设计高度不够最后只能将已建成的房顶揭掉重新加高。
泵房设计中吊泵孔之间的检修平台预留宽度应大于潜污泵蜗壳直径。有些泵站在电动葫芦工字梁方向没有检修空间，为了检修水泵，只能采用斜拉歪吊这种不安全的方式将泵拖到一边设法检修。
泵房设计中泵站的设备距离墙太近，甚至紧贴墙壁，或距地面太低，导致设备根本无法检修和维护，严重不符合规范要求，如化工路泵站除污机一边紧贴墙，一头伸进了墙内，螺旋输送机一头进了墙里，出料口距地面仅有10cm多，更谈不上检修空间和养护通道了，几乎无法使用这些设备。
有些污水泵站设计时缺少故障检修闸门，未设溢流口，使得泵在故障时无法断水检修，困难重重。
现在泵房设计特别是污水泵站大多采用框架式泵房，泵机现场控制柜直接安装在泵房里四周无墙风吹日晒雨淋极宜损坏，建议设计成封闭式泵房，同时配套安装通风除湿设施。
隧道泵站如京广隧道、红专路下穿中州大道隧道，主要收集雨水的泵站建在隧道进出口的半坡上，而隧道最低点只有1座抽升量很小的泵站，其作用仅是用来抽排冲洗隧道过程中产生的积水。从理论上讲是可行的，但从实际运行效果看，却不恰当。在下雨时大量雨水沿收水边沟涌向隧道最低点，进入半坡主要排水泵站的水并不多，所以只好在隧道收水边沟主要排水泵站的下游进行堵截，以迫使雨水经横截沟流入主收水泵站。另外，在最低点建1座主排水泵站，虽然可能因挖深大而造价高，但相比同时建3座泵站的建设成本要低的多，从管理的角度上看今后的管理成本，1座泵站也比3座泵站要低的多。
有些泵站设计标准过低，有些泵站设计时连自来水都未接入，致使正常的泵站保洁和设备维修保养无法进行。
3城市排水泵站设计建设建议
1）立交泵站及隧道泵站应在入口两头增大驼峰（反坡）高度，严格杜绝外水进入桥下和隧道内。参阅《室外排水设计规范》4.10.2条。
2）为使泵站在暴雨期间设备突发故障时利于维修人员及时抢修，而又不危及抢修人员的生命安全，建议泵站建设类型采用泵房建于地上的自灌式干式泵站，且选用水泵时应首选水平中开式双吸泵，不要选用潜污泵。汛期潜污泵如出现故障，因潜污泵在水中，电机极易烧毁，造成维修周期在15~30d，会造成重要时期无泵可用，严重影响该立交的防汛排水。而双吸泵具有维修简便，设备造价较低，维修费用低、维修周期短、养护管理运行综合功能高等优点。参阅《室外排水设计规范》5.1.7条，5.4.12条及《泵站设计规范》9.6.1条。
3）为了提高泵站供电电源的可靠性，泵站电源须为双电源供电。参阅《室外排水设计规范》5.1.9条。
4）传统泵站的起吊设备多采用电动葫芦，由于电动葫芦的轨道为1根固定的工字钢，按电动葫芦的操作要求，严禁斜拉歪吊。由于现在泵站规模越来越大，泵的重量也越来越大，电动葫芦已不能满足泵站设备的维修工作，但为了维修设备又必须采取斜拉歪吊等违规操作，存在极大的安全隐患。因此，建议泵站的起重设备采用桥式起重机，因其在纵横两个方向均能自由运行，不但维修设备方便，也不存在斜拉歪吊的违规操作，消除了违规操作等不安全因素，又减轻了维修人员的劳动强度。参阅《泵站设计规范》9.10.2条。
5）泵站集水池清淤工作，也是泵站劳动强度大、花费大的一项工作，以往的泵站设计多采取泵站工作水泵本身反冲洗设计或者根本不考虑清淤问题，此项措施因泵站工作水泵扬程低，水压小，冲洗效果非常差。因此，建议今后泵站设计中在集水池内应考虑安装搅动器或高压水枪搅动设备，以利于水泵工作时，将泥沙同时排走。参阅《室外排水设计规范》5.3.11条。
6）泵站进出水管件要求加装止回阀（微阻缓闭型）和闸阀（不建议采用蝶式阀门和蝶式止回阀，因其中轴上极易缠绕杂物而易导致蝶阀无法关闭），出水立管与水平管之间加装加固型橡胶接头，吸水管加装加强型橡胶接头（不被吸扁）或伸缩器。参阅《泵站设计规范》9.3.4条。
7）泵房的高度须满足大修水泵和电机的要求，且有维修场地，泵房大门高度须满足设备进出要求，建议泵房大门室外地坪与屋内地坪高程一致，且高于院内地坪。参阅《室外排水设计规范》5.1.8条、5.4.7~5.4.8条及《泵站设计规范》6.1.2、6.1.7、9.10条。
8）泵站的所有机电设备的布置应留有检修维护的空间和人行通道，参阅《室外排水设计规范》《泵站设计规范》。
9）为了泵站环境和设备养护，泵站须设通风除湿设备。参阅《室外排水设计规范》5.1.11条及《泵站设计规范》6.1.2条。
10）水泵出水管须用环氧沥青防锈漆进行内、外防腐处理，达到防腐增强级要求，以利于长年使用。参阅《室外排水设计规范》5.1.4条。
结论
本文主要是对地铁区间废水泵房的设计进行探讨。推导的计算公式能快速精确计算出线路区间的实际最低点，确定线路排水沟最低处集水井位置，向轨道专业提供预埋排水管位置。同时还能够确定区间线路最高处位置，根据最高处两侧的坡度和曲线半径，导入公式计算后，可以得到区间消防管道的实际最高点，并在此处确定废水扬水管、消防管道排气阀的安装位置。本文还对区间废水泵房设计参数给以梳理，对区间废水泵房的设计有很好的实际指导作用。
参考文献：
[1]丁兆利.城市排水泵站进水前池水力特性数值模拟研究[J].水利科技与经济，2018，24（06）：23-28.
[2]蒋毅.城市排水泵站远程监控系统设计分析[J].低碳世界，2017（28）：102-103.
论文作者:程浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：泵站论文; 泵房论文; 最低点论文; 线路论文; 区间论文; 废水论文; 设计规范论文; 《基层建设》2019年第8期论文;