地鐵場(chǎng)段給水工程設(shè)計(jì)探討

姚建華 陳 新 劉愛芳

地鐵場(chǎng)段給水工程設(shè)計(jì)探討

姚建華 陳 新 劉愛芳

地鐵車輛段及停車場(chǎng)通常占地面積較大，由于征地等方面的原因，基本位于遠(yuǎn)郊等未開發(fā)地段。地鐵場(chǎng)段給水工程設(shè)計(jì)具有自身的特點(diǎn)，文章以沈陽地鐵二號(hào)線渾南停車場(chǎng)為例，從場(chǎng)段給水水源的設(shè)計(jì)、給水所位置選擇、給水系統(tǒng)加壓方案選擇、給水系統(tǒng)管網(wǎng)布置等方面對(duì)遠(yuǎn)郊場(chǎng)段給水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以期為后續(xù)地鐵停車場(chǎng)及車輛段給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供有益的借鑒。

地鐵；車輛段；給水系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

0 引言

地鐵車輛段及停車場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱場(chǎng)段）用水量相對(duì)較大，通常在200～400 m3/天，且場(chǎng)段給水系統(tǒng)對(duì)整個(gè)場(chǎng)段的生產(chǎn)、生活供水起到尤為關(guān)鍵的作用。場(chǎng)段通常位于遠(yuǎn)郊等未開發(fā)地段，周邊僅有一路給水水源或規(guī)劃給水水源，且由于地鐵場(chǎng)段處于城鎮(zhèn)管網(wǎng)末端，給水水源壓力通常較低。例如，沈陽地鐵1號(hào)線車輛段僅有1路給水水源且壓力僅為0.05 M P a，而沈陽市渾南新區(qū)有軌電車車輛段尚無給水水源。因此，本文以沈陽地鐵2號(hào)線渾南停車場(chǎng)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，對(duì)遠(yuǎn)郊地鐵場(chǎng)段給水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

沈陽地鐵2號(hào)線渾南停車場(chǎng)位于規(guī)劃安順路東南側(cè)，沈丹街西南側(cè)，沈丹高速路東北側(cè)（圖1）。停車場(chǎng)的房屋布置以檢修組合庫為主體，檢修組合庫設(shè)在停車場(chǎng)北部，在運(yùn)用組合車庫西北邊跨內(nèi)設(shè)置了相關(guān)的輔助設(shè)施。辦公、生活區(qū)主要集中在咽喉區(qū)西端的綜合樓，由停車場(chǎng)辦公樓、綜合檢修工區(qū)、乘務(wù)員公寓及浴室、食堂等組成。停車場(chǎng)占地12 ha，原有地段為農(nóng)田用地。

圖1 渾南停車場(chǎng)平面布置圖

1 場(chǎng)段給水水源的設(shè)計(jì)

1.1 初步設(shè)計(jì)階段

通過對(duì)停車場(chǎng)周邊進(jìn)行調(diào)研，并由建設(shè)單位與相關(guān)市政部門、規(guī)劃部門進(jìn)行溝通，得到市政給水管線資料。資料顯示，僅安順路側(cè)有1路規(guī)劃DN600市政給水管線，管線壓力情況以及具體敷設(shè)時(shí)間不詳；無既有敷設(shè)市政給水管線。初步設(shè)計(jì)水源首選市政給水水源，暫按1路水源設(shè)計(jì)，并提出采用打井取水方案、遠(yuǎn)距離輸水方案及聯(lián)合供水方案作為備選方案，以應(yīng)對(duì)市政管網(wǎng)未敷設(shè)的情況。

1.2 施工圖設(shè)計(jì)階段

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，仍未發(fā)現(xiàn)市政給水管線。隨后，通過查閱地勘資料、相關(guān)水文地質(zhì)資料以及對(duì)停車場(chǎng)周邊情況進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)停車場(chǎng)地下存在地下水資源且水質(zhì)較好，可作為供水水源。故施工圖設(shè)計(jì)階段仍采用初步設(shè)計(jì)階段的方案，備選方案選擇打井取水方案。若施工完成時(shí)仍未有市政管線敷設(shè)，則以開采地下水作為臨時(shí)措施供給停車場(chǎng)的生產(chǎn)、生活用水，待市政給水管線敷設(shè)完成后接入市政給水管線。

2 給水所位置選擇

給水所應(yīng)盡量靠近用水量較大的地點(diǎn)，例如，集辦公樓、綜合檢修工區(qū)、乘務(wù)員公寓及浴室、食堂等于一身的綜合樓。但由于綜合樓地下1層為電纜夾層，地上1層有淋浴室和食堂，因此沒有空間設(shè)置給水所；若在綜合樓附近單獨(dú)設(shè)置給水所，則無疑會(huì)增加基建費(fèi)用。

在此情況下，可利用運(yùn)用組合車庫設(shè)置給水所。運(yùn)用組合車庫內(nèi)空間較為充足，可將生活水箱及加壓泵組設(shè)置在內(nèi)，并使其靠近綜合樓一側(cè)。這樣，一方面距離用水量較大的兩個(gè)點(diǎn)（綜合樓和運(yùn)用組合庫）均較近，另一方面又節(jié)約了土建投資費(fèi)用。

3 給水系統(tǒng)加壓方案選擇

由于市政給水管線壓力及具體敷設(shè)時(shí)間不詳，且部分沈陽市政給水末端管網(wǎng)實(shí)測(cè)壓力不足0.05 M P a，因此，為保障停車場(chǎng)供水安全，未利用市政給水管網(wǎng)壓力直供，而通過設(shè)置儲(chǔ)水箱并采用泵組加壓供水方式供給停車場(chǎng)全部用水。對(duì)于市政管網(wǎng)壓力充足的地區(qū)，可利用市政給水管網(wǎng)進(jìn)行直供，起到節(jié)能的作用。

目前，泵組加壓方案主要有以下4種：“水泵加壓+高位水箱調(diào)節(jié)”、“氣壓給水方案”、“傳統(tǒng)變頻調(diào)速泵組加壓”以及“疊壓供水方案”。由于市政管網(wǎng)參數(shù)不明確，且可能出現(xiàn)無市政給水水源的狀況，因此，疊壓供水方案暫不適用。對(duì)其它3種供水方案進(jìn)行對(duì)比，比選結(jié)果如表1所示。

表1 供水方式比選

通過表1可以看出，在水泵運(yùn)行工況、能耗情況及供水安全性、運(yùn)行費(fèi)用等方面，高位水箱供水方案優(yōu)于氣壓供水及傳統(tǒng)變頻調(diào)速供水方案；但是，在抵御二次污染能力，投資費(fèi)用等方面，高位水箱較氣壓供水方案及變頻調(diào)速方案供水較差。綜合各方面因素考慮，采用變頻調(diào)速供水方案較為合適。

為解決傳統(tǒng)變頻供水方案的能耗大及穩(wěn)定性差的問題，對(duì)傳統(tǒng)變頻調(diào)速供水方式加以改進(jìn)，采用“變頻主泵+變頻輔泵+氣壓罐”的供水方式。在流量較大時(shí)，采用變頻主泵進(jìn)行供水，流量較小時(shí)，采用變頻輔泵和氣壓罐進(jìn)行供水。這樣既可以使水泵在高效段運(yùn)行并降低能耗，也可降低水泵運(yùn)行方面的費(fèi)用。針對(duì)穩(wěn)定性差的問題，通過與供電專業(yè)進(jìn)行配合，保證泵組供電采用一級(jí)負(fù)荷（雙路電源），可使泵組的供水安全穩(wěn)定性有所提高。

4 給水系統(tǒng)管網(wǎng)布置

停車列檢庫內(nèi)由于經(jīng)常有地鐵車輛進(jìn)出，雜散電流嚴(yán)重，故設(shè)置在庫內(nèi)的金屬給水管道應(yīng)設(shè)置防雜散電流措施。在接觸網(wǎng)上方的給水管網(wǎng)需設(shè)防結(jié)露保溫措施，以防管道結(jié)露滴至接觸網(wǎng)發(fā)生導(dǎo)電事故。此外，由于冬季氣溫較冷，建議列車頻繁出入的大庫門附近給水管網(wǎng)設(shè)置防凍保溫措施甚至電伴熱保溫措施。

室外給水系統(tǒng)管道布置時(shí)，需注意軌道下方給水管道。一方面需與地鐵軌道保證一定安全距離，并設(shè)置防護(hù)套管，以防管道壓壞；另一方面，軌道下方給水管道以及軌道附近給水管道應(yīng)注意設(shè)置防雜散電流措施，以防管道腐蝕。

5 結(jié)論及建議

（1）遠(yuǎn)郊地鐵場(chǎng)段各階段設(shè)計(jì)應(yīng)與建設(shè)單位溝通，以確定市政給水管網(wǎng)資料（包括管徑、壓力及埋深）以及市政給水管網(wǎng)具體敷設(shè)時(shí)間等方面的內(nèi)容，并在各階段進(jìn)行資料跟蹤，針對(duì)無給水管網(wǎng)情況提前做出應(yīng)對(duì)措施。

（2）給水所位置需盡量靠近用水量較大的地點(diǎn)，并結(jié)合接用地、占地以及投資情況綜合考慮。

（3）通過對(duì)“水泵加壓+高位水箱調(diào)節(jié)”、“氣壓給水方案”、“傳統(tǒng)變頻調(diào)速泵組加壓”3種給水方案從耗能、水泵運(yùn)行工況、投資、抵御二次污染能力等角度進(jìn)行分析，建議采用改進(jìn)的變頻調(diào)速泵組加壓方案。流量大時(shí)采用變頻主泵供水，流量小時(shí)采用變頻輔泵和氣壓罐供水，泵組供電采用一級(jí)負(fù)荷。

（4）根據(jù)場(chǎng)段特點(diǎn)，大庫內(nèi)及室外給水管網(wǎng)布置時(shí)，需注意設(shè)置防雜散電流措施。庫內(nèi)給水管道需結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置防結(jié)露、防凍及電伴熱保溫措施。

[1] 李永剛，符水龍，劉志偉，等. 幾種變頻供水設(shè)備的應(yīng)用與控制[J].給水排水，2001，27(9)： 77-80.

[2] 姚志強(qiáng). 關(guān)于變頻調(diào)速恒壓供水中幾個(gè)問題的探討[J]. 西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1997(2).

[3] GB50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 2003.

[4] GB50157-2103 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 2013.

[5] 中國核電工程有限公司. 給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社, 2001.

[6] 劉振印. 建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)探討[J]. 給水排水，2007，33(1)： 61-70.

[7] 張浩. 住宅小區(qū)供水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J]. 供水設(shè)計(jì)，2009，3(5)： 47-49.

[8] 姜乃昌. 水泵及水泵站[M]. 第4版. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[9] 王峰，陳欣燕．廣州市芳村花園住宅小區(qū)生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 給水排水，2002，28(12)：43-45．

[10] 中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究院.給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[11] 王增長(zhǎng). 建筑給水排水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[12] 岳秀萍. 建筑給水排水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

責(zé)任編輯 李媛芳

Discussion on Water Supply System Design for Depot and Parking Yard

Yao Jianhua,Chen Xin,Liu Aifang

Metro depot and parking yard often occupy larger area. Due to land acquisition and other factors, they locate in the remote suburbs and other undeveloped areas. Metro depot and parking yard usually have unique characteristics, taking Hunnan on Shenyang metro 2 line as an example, the paper introduces the water supply system design of parking yard, selection of water supply system, water pressure solution and the network, further discuses the remote suburb water supply engineering design, in order to provide useful references for the later stage metro depot and parking yard and the water supply system design.

metro, depot, water supply, design

TU46

2015-04-23

姚建華：鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，工程師，天津 300000