以怀柔北站场排水改造为例

摘要：北京铁路局怀柔北站场排水改造工程应用U型槽、横过管、沉淀井综合整治，本文介绍了该种传统方法施工工艺及注意事项，重点说明了构造原理，并对以后站场排水改造提出采取新工艺的建议。
关键词：站场排水；整治；U型槽；横过管；沉淀井；建议
0 引言
为使铁路设备质量得到提高，保障行车安全，同时提高旅客的乘车舒适度，站场排水不良病害受到各工务段的高度重视。站场排水从广义上讲包括地面水、地下水、生产污水和生活污水的排除，从狭义上讲即指地面水的排除。本文主要以怀柔北站为例介绍狭义的站场排水系统改造。
1 病害概况
北京工务段所管辖京通线地处京北山区，线路路基大多为粘土路基，因汛期降雨频繁，线路翻浆情况较严重，站场岔区翻浆尤为严重，线路翻浆使线路平面几何尺寸难以保持，影响行车安全。怀柔北火车站作为北京铁路局的客货二等站之一，位于京通线k57+312里程处，属北京市年降水量较大地区，怀柔北站场内因无排水设施，道床排水性能较差，雨季股道之间及岔区雨水淤积浸泡路基，严重影响了车站的正常运营，病害状况见图1。

2 病害原因及危害
通过分析，导致怀北站站场排水不良的主要原因有①既有排水设备不足；②局部排水不良。具体分析如下：
站场内岔区成群，由于岔区地段线路平稳性差，散装货物撒落后造成道床的脏污板结、基床面形态改变等原因，致使道床渗流性能变差，造成站场局部地区排水不良；岔区排水设施缺失，站线与正线及到发线将路基围成封闭的积水区，汇水无法及时排出，只能依靠道床自然下渗和外渗，也是站场内翻浆的主要原因。特别是在站场k56+850—k58+100之间一段均无排水设备，使该部位因排水不良造成基床翻浆冒泥、影响线路稳定，情况较严重。
站场排水不良导致翻浆冒泥的危害：①线路静、动态质量下降；②岔区翻浆易造成晃车，危及行车安全；③列车对线路的冲击加剧，易造成连接零件失效、钢轨硬伤，严重影响设备的使用寿命；④需养护维修人力和物力投入加大，养护维修费用较高。
3 整治方案的选择
3.1铁路站场排水要点
根据《铁路车站及枢纽设计规范》规定，站场排水设备有如下要求：
(1)站内与站外，地下与地上排水相协调。
(2)在多雨地区的站场内，根据需要适当增设股道间纵向排水沟和横向排水设备。
(3)为避免淤塞，站内穿越股道的横向排水设备的坡度不应小于5‰，在特别困难条件下，可根据具体情况设置。
(4)纵、横向排水沟的底宽一般不应小于0.4 m，深度不宜大于1．2 m，如超过时，其底部应适当加宽。
(5)纵、横向排水槽、管的交汇点，排水管的转弯处和标高变化处．应设沉淀井或集水井。
3.2排水方案选定
经过对病害原因分析，得出需局部增设排水设备的综合整治方案，通常解决站场路基排水是采用纵向排水槽或渗水暗沟排除积水，即采用预制混凝土Ｕ型槽、PVC打洞管、软式透水管、无砂混凝土管、PVC塑料盲沟等。
(1)预制混凝土Ｕ型槽：预制混凝土Ｕ型槽是一种利用事先预制好的混凝土Ｕ型槽节，经过水泥砂浆连接成为整体排水管道，也是常用于站场排（渗）水的一种成熟工艺。该方案具有流水断面好、质量容易控制、工艺简单、流量大、抗渗漏、对行车干扰少、不易淤塞等特点，常用于站场排水设计中。
(2)软式透水管：软式透水管是一种具有倒滤透（排）水作用的新型管材，利用“毛细”现象和“虹吸”原理、集吸水、透水、排水为一体，具有满足工程设计要求的耐压能力及透水性和反滤作用。不因地质、地理温度变化而发生断裂，并可达到排放洁净水的效果，不会对环境造成二次污染，属于新型环保产品。因其施工简便，无接头，对地质、地形无特殊要求，任何用暗排水方式的地方都可以使用。
(3)塑料盲沟：塑料盲沟是由塑料芯体外包裹滤布组式。塑料芯体是以热可塑性合成树脂为主要原料，经过改性，形成三维立体网状结构。塑料芯体有矩形、中空矩阵、圆形中空圆形等多种结构形式。该材料克服了传统盲沟的缺点，具有表面开孔率高，集水性好，空隙率大，排水性好，抗压性强，耐压性好，柔性好，适应土体变形，耐久性好，重量轻，施工方便，施工效率高特点。 
因怀北站为客货二等站，日客、货车流量较大，为确保行车安全，怀北站站场排水系统改造工程决定采用常用并且工艺成熟的U型暗槽和横过管联络综合解决站场排水问题，该方法解决了以往采用排水沟方案无路基横向排水坡、出水口设置较困难等问题，而且施工工艺简单，对行车干扰少。
4 施工工艺及注意事项
4.1施工工艺
U型槽施工方法和施工工艺比较简单，通常采用人工挖沟槽，人工直接埋设的施工方法进行施工，具体工艺如下：
(1)U型槽：作为站场排水系统中纵向排水设施，通过用C30事先预制成为分段管节，断面尺寸为510mm×600mm，运至现场后，首先人工开挖沟槽至轨面一下1.2m，然后将各节U型槽用水泥砂浆连接为整体排水暗沟，并加盖盖板，回填石碴，结构断面图如图2。

图2   U型槽施工断面图

(2)横过管：由于纵向出水口设置较困难，作为站场排水系统中的横向排水设施，其作用是将纵向汇水通过横过管引向站场路基边坡外。施工工艺也是采取明挖沟槽，直埋横过管，管节之间的连接通过自身内嵌实现，另外通过砂浆勾缝做好相应的防水要求，结构形式见图3。

图3   沉淀井、横过管及吊沟示意图

(3)沉淀井：沉淀井作为横向排水系统与纵向排水系统的连接装置，除了连接作用外，还有沉淀淤泥、砂石、杂物等沉积作用，防止杂物对横过管有堵塞影响，结构形式见上图3。
(4)附属排水设备：吊沟是本次排水改造工程的附属设备，其作用是将积水引向站场外的涵渠中，防止排出的积水对站场路基边坡形成冲刷威胁，结构形式见上图3。
4.2注意事项
通过U型槽、横过管、沉淀井综合治理站场积水施工过程如图4，施工过程中应注意以下事项：