摘要：深圳地鐵蛇口線自運營以來，赤灣-蛇口港區間來水量大，水泵不堪重負，多次高水位報警，故障頻發，水漫道床事件屢次發生，時刻威脅著地鐵行車安全。運營期間，人員對設備檢修從時間和空間上都受到限制，應急處理收效甚微。在保障不影響地鐵正常運營的前提下，從管理、設備等方面進行改進，以達到系統的冗余，取得水患治理的預期目標。

　　關鍵詞：隧道,水患,綜合治理

　　1.前言

　　深圳市地下水較豐富，尤其是蛇口線赤灣-蛇口港區間臨近海區，軌行區內來水量最高時可達700 m3/d。軌行區內排水能力不足，供電、監控系統等都存在著隱患，設備一旦發生故障，隨時都會影響到列車的安全運行。如何才能長治久安地解決水患問題?

　　2.原因分析

　　赤灣-蛇口港區間主廢水泵房上下行線之間設置，距離蛇口港站400 m，位于蛇口線始發端。泵房內集水池長3m，寬2.5m，深4.2m，最大集水量為31.5m3，周期工作水量約15 m3。

　　原設計安裝為兩臺7.5kw水泵，由一面雙電源箱供電，一面控制箱控制，采用一控二方式，水泵間歇交替工作;運行狀態由BAS系統遠程監控，監控系統采集低、中、高水位、控制模式開關狀態等信號并進行啟動停止控制。

　　2.1外部原因

　　赤灣-蛇口港區間地處近海區，海水大量反滲，區間隧道滲水量大。現場我們通過測量主廢水泵房內集水池的水位在一定時間內的變化,計算得出，平均區間每日來水流量達到500m3，相當于20.83m3/h。

　　3.2設計原因

　　按設計原則，區間水泵主要用于抽排一般性結構滲漏水，水泵運行方式是間歇交替工作。觀察現場水泵運行情況發現，區間來水量與單臺水泵排水量相平衡，使單泵一直工作，無法實現兩臺泵切換交替運行的情況，導致一臺水泵長時間工作超時報警，而另一臺卻長時不運行的后果。

　　2.3供電系統分析

　　原設計采用一控二的方式。控制箱內元器件一旦發生故障，兩臺水泵均無法啟動運行。當水漫過高水位，發出高水位報警信號后，半小時左右就會發生水淹道床事故。

　　2.4監控系統分析

　　BAS監控存在以下的缺陷。

　　2.4.1缺少失電報警

　　根據設備隨機資料分析控制電路，當失電故障發生后，BAS系統不能發出報警信息。只有當集水池水上漲到高水位時，且在控制系統有電的情況下，直到高水位浮球動作，才能發出報警。若浮球卡住，不能動作，BAS系統也無法發出報警信息。

　　2.4.2 BAS系統自身故障

　　當BAS出現系統性故障時，就無法監控到區間水泵運行的狀況;或當BAS系統發出錯誤報警時，運營期間機電人員無法到現場確認設備狀態。

　　2.5水泵隱患分析

　　水泵實際運行過程中存在著的超時運行，啟動頻繁，這些問題大大提高了發生故障(控制箱二次回路原件燒損、水泵漏水短路、軸封磨損嚴重、葉輪磨損嚴重等)的幾率，縮短水泵使用壽命，故障維修工作量增大。

　　由于區間水質不良，水泵進水口和出水口經常堵塞，導致區間來水無法及時排出，從而發生水漫道床的險情。

　　若出現雙泵故障或區間爆水管突發大水量的情況，現有水泵排水能力不足，無法快速排水，將會造成延長搶修時間的后果。

　　3.治理方法及落實

　　3.1更改修程，設置刻度線，加強設備監控

　　首先，對檢修規程進行修改，由原來的區間給排水月檢修改為重點區間主廢水泵房周檢，加強檢修密度，提高設備運行可靠性，使作業有計劃性。

　　針對運營期間不能進入軌行區，難以實地檢查設備的情況，進行了兩種嘗試。一是在低壓控制柜內檢測電流，以此來判斷水泵的運行情況;二是在站外地面減壓井內出水管處畫刻度線，通過出水大小、出水高度與刻度線的對比來判斷區間水泵的排水效果。第二種方法更便捷，更能直觀清晰的反應水泵的運行情況。

　　3.2控制風險處理對策：優化控制

　　通過增加一面控制箱，增加一組浮球，來實現一面控制箱控制一臺水泵，有效避免了一個控制箱出現故障導致全部水泵停止運行的情況。通過定期更換兩組浮球的高度，實現水泵的一用一備。當常用水泵或一個控制箱故障不能排水時，隨著水位的升高，另一組浮球動作，也可啟動另外一臺水泵。

　　3.3監控風險處理對策：增加遠程硬線監控

　　為化解監控風險，根據赤-蛇區間實際情況，建立了一套獨立于BAS系統之外的硬接線方式的冗余報警系統。

　　該冗余報警通過在區間泵房控制箱采集失電和高水位信號，通過電纜敷設傳送到車控室，在車控室設置一面報警箱，具有控制箱失電、高水位報警功能。水泵一旦出現故障，BAS監控又不能及時反應時，水位的上漲最終會觸發硬線報警，報警箱就能發出聲光報警，值班人員(24小時)可以立即通知調度快速處理。

　　3.4排水能力風險處理對策：增加大功率水泵

　　原設計的兩臺7.5kw水泵僅能滿足一般情況下的區間排水，無法應對區間爆水管等突發事件。經過測算，增加兩臺水泵WQ50-40-15，以滿足現場要求，相應配套增加排水管路，水泵控制箱，更換大容量雙電源箱。

　　改造后，兩臺15kw水泵采用分箱控制模式運行。原兩臺7.5kw水泵另設一組浮球控制作為搶修備用。當新增水泵均不能工作時，原有作為搶修用水泵再自動投入。新增水泵和原有水泵之間均為一用一備的關系，互為兩套獨立的設備系統，通過水位互錯控制，又實現了互為備用的目的，以達到排水能力的冗余。

　　4.效果及推廣應用

　　經過一系列綜合治理后，各系統設備運行情況良好。水泵運行數據對比如下表所示：

　　從表中可以看出，水泵流量增大了60%，日運行累計時間縮短了52.4%。從搶險應急角度來看，當水位上升到集水池頂部(即從超高水位到水池頂板高度)為1.85 m，集水量為16.5 m3，忽略區間來水的情況下，則排水時間則從原來的32分鐘縮減到20分鐘，排水時間也大幅縮減，對搶修非常有幫助。

　　新增的硬線繼電器冗余監視報警裝置，和已有的BAS系統成為區間水泵控制的“雙保險”，在使用過程中發揮了比較突出的作用。

　　5.結束語

　　目前，赤-蛇區間水泵運行穩定，故障大大減少，達到治理水患的預期目標。在赤-蛇區間水患綜合治理過程中，我們逐漸摸索出一套區間水患治理的方法。通過對赤-蛇區間水淹事故頻發、水泵故障原因的全面分析，制定出合理經濟的方案，改造排水管路系統，優化水泵控制系統，我們積累下豐富的經驗和留存了大量的數據。為區間類似水患治理，從技術和管理方面開闊出新的思路，為區間的水患整治和地鐵的三期建設提供了樣板實例和參考依據，具有借鑒意義。