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摘要:为满足区间消防和排水的要求，在地铁区间需要设置消防管道和压力排水管道。考虑检修和运营安全，上海地铁要求尽量避免消防和压力排水管道横向穿越轨道。对于管道必须过轨的情况，就管道类型的选择、过轨管道布置方式、阀门的设置、与其他专业的接口关系等方面进行分析和总结，并提出建议。
关键词：废水压力管，横向过轨管，过轨槽，区间，杂散电流
Abstract: In order to meet interval fire and drainage requirements, need to set the fire pipes and water pressure pipes in the subway. Considering the maintenance and operation of Shanghai subway safety, requirements to avoid fire and pressure drainage pipe transversely across the track. The pipeline must be over the tracks, on a variety of pipe selection, pipe layout, rail set of valves, and other professional interface relations analysis and summary, and put forward a proposal.
Key words: water pressure tube, transverse over rail, track groove, interval, stray current
中图分类号： TV732.4 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
0引言
地铁区间隧道的消防管道设在上、下行线外侧，即行车方向的右侧，区间废水泵房的排水由区间上行线内侧接至临近车站后接出室外。从目前正在运营的线路来看，消防管道和压力排水管道过轨容易腐蚀，不易检修、更换，因此，消防管道和废水压力管尽量避免穿越轨道，但是在不能避开必须穿越轨道时，需要对过轨管道管材、防迷流措施、与轨道专业配合等方面进行研究，确定一个最优的方案。已有文献对管道过轨注意事项进行简单说明[1~3]，本文将系统的对给排水管道过轨方案进行论述。
1概况
上海正在运营的轨道交通线路共11条，考虑区间隧道潮湿、杂散电流等因素，11条运营线路给排水管道均不过轨。申通集团要求过轨管线宜采用尼龙材质，外径不大于100mm，两轨枕之间的并排埋设数量不多于2处，埋设与道床两层钢筋之间。岔区内过轨管线结合排水设计合理安排，不得影响排水通畅。
消火栓系统采用一个车站带相邻2个半个区间为一个消防单元，在车站进区间前设电动蝶阀。区间隧道消火栓管分别设置在上、下行线外侧，与车站消防管网成环，不需要过轨。区间主废水泵房废水管，由区间隧道上行线内侧接到相邻车站后排入市政管网，也不需过轨。
因综合考虑规范、上海市有关部门和申通集团的要求，上海新五线地下区间隧道设置纵向平台。侧向平台设置在行车方向左侧。综合考虑运营期间安全及后期维护等因素，隧道行车方向左侧强电电缆布置在侧向平台下方，因此，原来区间废水扬水管没有位置放置，要移到线路右侧布置，在旁通道位置横向过轨。区间隧道消防管、废水压力管断面图见图1。
图1 区间隧道消防管、废水压力管断面图
2 管道过轨方案
区间消防、废水压力管横向过轨时，选择不同的管材，不同的连接方式，不同的检修方式，会对使用、检修有不同的影响。同时，管道横向过轨，会与轨道专业、杂散电流、限界等专业有接口关系，必须要提前配合沟通。
2.1 过轨管材的选择及优缺点
区间消防和压力排水管一般采用内外热镀锌钢管、内外涂环氧钢管、球墨铸铁管等。横向穿越轨道时，可选用的管材为内外热镀锌钢管、内外涂环网钢管、球墨铸铁管、不锈钢管、PE管[1]等。当过轨处管道选用的与系统选用的管材不一样，可采用转换接头进行连接。
表1 过轨管管材优缺点对比表
根据表1对比分析表，五种管材过轨时各有优缺点，在北方地区，球墨铸铁管使用较多，在南方地区，内外热镀锌钢管；内外涂环氧钢管使用校对，例如宁波等城市。总体而言，球墨铸铁管使用寿命长，运营维修简单，但安装时需要的净空间相对较大。
2.2 过轨管道布置
过轨管道布置方式目前有以下几种，一种是直接预埋在轨道结构内；一种是在轨道结构预留过轨槽，过轨管道从过轨槽过轨；还有一种是在轨道预留过轨槽，管道安装完毕，再用沥青等材料填充。
过轨管道直接预埋在轨道结构内，防杂散电流效果好，但检修不方便。
如过轨管道从预留的过轨槽过轨，接口处采用卡箍连接，设固定支架固定，防止管道晃动影响管道使用寿命及轨道使用安全。这种方法检修容易，但管道长期泡在水中，易锈蚀，也易受杂散电流腐蚀，需要另外进行防腐处理。
過轨管道安装在过轨槽中，安装好后采用沥青等材料填充，这些填充材料比较容易挖出。这种方法管道防杂散电流效果较好，检修相对较方便。
当采用球墨铸铁管过轨时，一般将工作管的管径减小一个级别，这样可以加快水流速度，而且能满足安装空间的要求，但是要增加水头损失。
2.3 阀门设置
横向过轨管道在轨道两侧均设检修用的闸阀，当过轨管道需要检修或者更换时，将阀门关闭，对管道进行操作。
从轨下结构穿过的管道，最低点在轨道下，没有条件设泄水阀，因此，可以考虑在进入轨道前设泄水阀，但是设阀门的位置不能侵限界。
2.4 与其他专业的接口
地铁设计是多专业配合的大型综合性工程设计，各专业之间的设计接口是设计管理的重要内容，也是施工过程中易出现问题的环节。随着设计经验的不断积累，设计接口管理也更加完善。为避免施工和运营过程中出现问题，区间给排水管道横向过轨时，需要跟一下几个专业密切配合。
（1） 与轨道专业接口[4]
给排水专业需要给轨道专业提供过轨管道的中心里程，过轨槽的尺寸，过轨槽与进区间废水泵房横截沟及线路排水沟的关系，有的工程是过轨槽和横截沟合并，有些工程考虑保护管道，过轨槽和横截沟要避让，过轨槽内要求避免积水。
与杂散电流专业接口
轨道交通供电系统中，牵引电流沿接触网送给电动车辆，然后经轨道（走行轨）和大地流回牵引变电所，这样在大地产生迷流[3]。地下迷流的生成会带来相应的危害。首先，沿轨道流过电流会在轨道上产生电压降，从而对地形成电位。其次，地下迷流流经地下管道与电缆、接触网支柱基础等金属物体时会使得温度升高，从而加速金属物体的腐蚀。
给排水专业需要给防迷流专业提资，要求防迷流专业考虑过轨管道及道床开槽处的防迷流措施。
除防迷流专业采取的防迷流措施外，给排水专业自身可采取的防杂散电流的措施为：1.车站内的金属给排水管道用电缆和接地母排相连，防止电化学腐蚀。2.金属管加装绝缘管或绝缘接头。3.在管道支架和管道之间设2mm厚绝缘垫。
与限界专业接口
给排水专业根据限界专业的提资要求进行管道布置，在限界专业不能满足本专业管线布置要求时，将本专业的要求提资给限界专业，限界专业重新设计。
区间消火栓的检修蝶阀采用蜗轮蜗杆蝶阀，不宜采用手柄式蝶阀，以防止手柄侵入列车运行界限。
3 案例分析
根据申通集团统一要求，上海13号线一期工程需要增加侧向平台。由此，限界专业需要对限界图纸做出调整，区间废水扬水管位置由原设计设置在上行线内侧接到车站，变化为由上行线外侧接到车站。废水扬水管采用的管材是内外涂环氧钢管，横向过轨管也采用内外涂环氧钢管，内外涂环氧钢管具有塑料管的耐腐蚀、耐磨损、流体阻力小的优势，也可以避免转换接头，减小对限界的影响。消防管不需要过轨。
区间排水管过轨处要求轨道专业预留或者开割200mm宽，不小于250mm深的过轨槽。过轨槽不截断原线路排水沟，但需要把过轨槽处线路排水沟局部降低，尽量使过轨槽内的排水能重力流入区间主废水泵房内。轨道专业预留的过轨槽里程必须在区间废水泵房门洞范围内，并躲开进泵房横截沟里程。过轨槽及压力排水管过轨方式见图2。
圖2 过轨槽及压力排水管过轨方式
过轨槽采用内外涂环氧钢管，要求现场安装时不能破坏涂层，施工单位可要求管材供应商提供加工好的管材，现场直接安装。现场安装时沟槽涂层破损率小于3%，如涂层有破损，必须采用粉末热喷涂工艺或满足工艺要求的修补液进行修补，以保证涂层质量。
废水压力管过轨处采用卡箍连接，安装时应满足限界要求，与钢轨及扣件之间满足绝缘要求，保证最小空间距离不小于30mm，并在道床内固定安装。
为保证维保部门在运营期间检修需求，在管道横向过轨前后加设阀门。
4 结论及建议
从目前轨道交通现状看，区间给排水管道过轨在北方干燥、地下水位较低地区比较常用，在南方，例如上海，地下水位高，潮湿，一般都不采用，当必须采用时，对过轨管管材进行综合对比，选择适合环境的管道材质，同时，过轨管前后阀门采用电动蝶阀，信号接入BAS系统，通过BAS系统在车控室显示过轨管状态，方便运营管理。
参考文献：
[1] 武创奇.城市轨道交通区间隧道消防管道安装要点[J].山西建筑，2011,37（1）：82~83
[2] 同智利. 地铁广石路站给排水及消防工程设计探析[J]. 山西建筑，2010,36（20）：159~160
[3] 沈玉琢，张逸成，郑瞳炽.轨道交通供电系统的地下迷流及其防护[J].城市轨道交通研究，1999（2）：25~28
[4] 任静.关于地铁轨道设计中涉及多专业问题的思考[J].都市快轨交通，2005,18（1）：54~58
附件页：
姓名 洪青春 性别 女 职称 工程师
工作单位 北京城建设计研究总院有限责任公司上海分院 职务
关键词：废水压力管，横向过轨管，过轨槽，区间，杂散电流
Abstract: In order to meet interval fire and drainage requirements, need to set the fire pipes and water pressure pipes in the subway. Considering the maintenance and operation of Shanghai subway safety, requirements to avoid fire and pressure drainage pipe transversely across the track. The pipeline must be over the tracks, on a variety of pipe selection, pipe layout, rail set of valves, and other professional interface relations analysis and summary, and put forward a proposal.
Key words: water pressure tube, transverse over rail, track groove, interval, stray current
中图分类号： TV732.4 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
0引言
地铁区间隧道的消防管道设在上、下行线外侧，即行车方向的右侧，区间废水泵房的排水由区间上行线内侧接至临近车站后接出室外。从目前正在运营的线路来看，消防管道和压力排水管道过轨容易腐蚀，不易检修、更换，因此，消防管道和废水压力管尽量避免穿越轨道，但是在不能避开必须穿越轨道时，需要对过轨管道管材、防迷流措施、与轨道专业配合等方面进行研究，确定一个最优的方案。已有文献对管道过轨注意事项进行简单说明[1~3]，本文将系统的对给排水管道过轨方案进行论述。
1概况
上海正在运营的轨道交通线路共11条，考虑区间隧道潮湿、杂散电流等因素，11条运营线路给排水管道均不过轨。申通集团要求过轨管线宜采用尼龙材质，外径不大于100mm，两轨枕之间的并排埋设数量不多于2处，埋设与道床两层钢筋之间。岔区内过轨管线结合排水设计合理安排，不得影响排水通畅。
消火栓系统采用一个车站带相邻2个半个区间为一个消防单元，在车站进区间前设电动蝶阀。区间隧道消火栓管分别设置在上、下行线外侧，与车站消防管网成环，不需要过轨。区间主废水泵房废水管，由区间隧道上行线内侧接到相邻车站后排入市政管网，也不需过轨。
因综合考虑规范、上海市有关部门和申通集团的要求，上海新五线地下区间隧道设置纵向平台。侧向平台设置在行车方向左侧。综合考虑运营期间安全及后期维护等因素，隧道行车方向左侧强电电缆布置在侧向平台下方，因此，原来区间废水扬水管没有位置放置，要移到线路右侧布置，在旁通道位置横向过轨。区间隧道消防管、废水压力管断面图见图1。
图1 区间隧道消防管、废水压力管断面图
2 管道过轨方案
区间消防、废水压力管横向过轨时，选择不同的管材，不同的连接方式，不同的检修方式，会对使用、检修有不同的影响。同时，管道横向过轨，会与轨道专业、杂散电流、限界等专业有接口关系，必须要提前配合沟通。
2.1 过轨管材的选择及优缺点
区间消防和压力排水管一般采用内外热镀锌钢管、内外涂环氧钢管、球墨铸铁管等。横向穿越轨道时，可选用的管材为内外热镀锌钢管、内外涂环网钢管、球墨铸铁管、不锈钢管、PE管[1]等。当过轨处管道选用的与系统选用的管材不一样，可采用转换接头进行连接。
表1 过轨管管材优缺点对比表
根据表1对比分析表，五种管材过轨时各有优缺点，在北方地区，球墨铸铁管使用较多，在南方地区，内外热镀锌钢管；内外涂环氧钢管使用校对，例如宁波等城市。总体而言，球墨铸铁管使用寿命长，运营维修简单，但安装时需要的净空间相对较大。
2.2 过轨管道布置
过轨管道布置方式目前有以下几种，一种是直接预埋在轨道结构内；一种是在轨道结构预留过轨槽，过轨管道从过轨槽过轨；还有一种是在轨道预留过轨槽，管道安装完毕，再用沥青等材料填充。
过轨管道直接预埋在轨道结构内，防杂散电流效果好，但检修不方便。
如过轨管道从预留的过轨槽过轨，接口处采用卡箍连接，设固定支架固定，防止管道晃动影响管道使用寿命及轨道使用安全。这种方法检修容易，但管道长期泡在水中，易锈蚀，也易受杂散电流腐蚀，需要另外进行防腐处理。
過轨管道安装在过轨槽中，安装好后采用沥青等材料填充，这些填充材料比较容易挖出。这种方法管道防杂散电流效果较好，检修相对较方便。
当采用球墨铸铁管过轨时，一般将工作管的管径减小一个级别，这样可以加快水流速度，而且能满足安装空间的要求，但是要增加水头损失。
2.3 阀门设置
横向过轨管道在轨道两侧均设检修用的闸阀，当过轨管道需要检修或者更换时，将阀门关闭，对管道进行操作。
从轨下结构穿过的管道，最低点在轨道下，没有条件设泄水阀，因此，可以考虑在进入轨道前设泄水阀，但是设阀门的位置不能侵限界。
2.4 与其他专业的接口
地铁设计是多专业配合的大型综合性工程设计，各专业之间的设计接口是设计管理的重要内容，也是施工过程中易出现问题的环节。随着设计经验的不断积累，设计接口管理也更加完善。为避免施工和运营过程中出现问题，区间给排水管道横向过轨时，需要跟一下几个专业密切配合。
（1） 与轨道专业接口[4]
给排水专业需要给轨道专业提供过轨管道的中心里程，过轨槽的尺寸，过轨槽与进区间废水泵房横截沟及线路排水沟的关系，有的工程是过轨槽和横截沟合并，有些工程考虑保护管道，过轨槽和横截沟要避让，过轨槽内要求避免积水。
与杂散电流专业接口
轨道交通供电系统中，牵引电流沿接触网送给电动车辆，然后经轨道（走行轨）和大地流回牵引变电所，这样在大地产生迷流[3]。地下迷流的生成会带来相应的危害。首先，沿轨道流过电流会在轨道上产生电压降，从而对地形成电位。其次，地下迷流流经地下管道与电缆、接触网支柱基础等金属物体时会使得温度升高，从而加速金属物体的腐蚀。
给排水专业需要给防迷流专业提资，要求防迷流专业考虑过轨管道及道床开槽处的防迷流措施。
除防迷流专业采取的防迷流措施外，给排水专业自身可采取的防杂散电流的措施为：1.车站内的金属给排水管道用电缆和接地母排相连，防止电化学腐蚀。2.金属管加装绝缘管或绝缘接头。3.在管道支架和管道之间设2mm厚绝缘垫。
与限界专业接口
给排水专业根据限界专业的提资要求进行管道布置，在限界专业不能满足本专业管线布置要求时，将本专业的要求提资给限界专业，限界专业重新设计。
区间消火栓的检修蝶阀采用蜗轮蜗杆蝶阀，不宜采用手柄式蝶阀，以防止手柄侵入列车运行界限。
3 案例分析
根据申通集团统一要求，上海13号线一期工程需要增加侧向平台。由此，限界专业需要对限界图纸做出调整，区间废水扬水管位置由原设计设置在上行线内侧接到车站，变化为由上行线外侧接到车站。废水扬水管采用的管材是内外涂环氧钢管，横向过轨管也采用内外涂环氧钢管，内外涂环氧钢管具有塑料管的耐腐蚀、耐磨损、流体阻力小的优势，也可以避免转换接头，减小对限界的影响。消防管不需要过轨。
区间排水管过轨处要求轨道专业预留或者开割200mm宽，不小于250mm深的过轨槽。过轨槽不截断原线路排水沟，但需要把过轨槽处线路排水沟局部降低，尽量使过轨槽内的排水能重力流入区间主废水泵房内。轨道专业预留的过轨槽里程必须在区间废水泵房门洞范围内，并躲开进泵房横截沟里程。过轨槽及压力排水管过轨方式见图2。
圖2 过轨槽及压力排水管过轨方式
过轨槽采用内外涂环氧钢管，要求现场安装时不能破坏涂层，施工单位可要求管材供应商提供加工好的管材，现场直接安装。现场安装时沟槽涂层破损率小于3%，如涂层有破损，必须采用粉末热喷涂工艺或满足工艺要求的修补液进行修补，以保证涂层质量。
废水压力管过轨处采用卡箍连接，安装时应满足限界要求，与钢轨及扣件之间满足绝缘要求，保证最小空间距离不小于30mm，并在道床内固定安装。
为保证维保部门在运营期间检修需求，在管道横向过轨前后加设阀门。
4 结论及建议
从目前轨道交通现状看，区间给排水管道过轨在北方干燥、地下水位较低地区比较常用，在南方，例如上海，地下水位高，潮湿，一般都不采用，当必须采用时，对过轨管管材进行综合对比，选择适合环境的管道材质，同时，过轨管前后阀门采用电动蝶阀，信号接入BAS系统，通过BAS系统在车控室显示过轨管状态，方便运营管理。
参考文献：
[1] 武创奇.城市轨道交通区间隧道消防管道安装要点[J].山西建筑，2011,37（1）：82~83
[2] 同智利. 地铁广石路站给排水及消防工程设计探析[J]. 山西建筑，2010,36（20）：159~160
[3] 沈玉琢，张逸成，郑瞳炽.轨道交通供电系统的地下迷流及其防护[J].城市轨道交通研究，1999（2）：25~28
[4] 任静.关于地铁轨道设计中涉及多专业问题的思考[J].都市快轨交通，2005,18（1）：54~58
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姓名 洪青春 性别 女 职称 工程师
工作单位 北京城建设计研究总院有限责任公司上海分院 职务