基于EPC 模式下有軌電車給排水及消防系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究

吳春光，鄭愛軍，韓德志

（北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限責(zé)任公司，北京 100037）

1 工程概況

青島市城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車示范線全長8.77km，全部為地面線，設(shè)站12 座。前旺疃車輛場規(guī)劃用地面積約2.0hm2，承擔(dān)示范線初近期配屬車輛的年檢、周月檢、列檢、停放、日常維修等工作。本工程為國內(nèi)首次將“EPC”建設(shè)模式引入到軌道交通建設(shè)領(lǐng)域，具有如下特點：

1）工程投資控制嚴(yán)格，需將整個項目投資控制在業(yè)主的要求范圍內(nèi)；

2）工程建設(shè)周期短，2015 年4 月正式開展初步設(shè)計工作，2015 年12 月20 日滿足通車試運行條件，總工期不到10 個月；

3）工程總體質(zhì)量要求高，本工程為青島市乃至山東省的首條有軌電車建設(shè)項目，同時，也將是山東省通車的首條軌道交通建設(shè)項目，因此具有很強(qiáng)的示范效果，因而也就需要具備較高的總體質(zhì)量。

鑒于EPC 項目的工程特點，并充分考慮未來項目實際運營管理的需求，在確定給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計方案時，通過總結(jié)青島及國內(nèi)其他城市類似軌道交通工程的設(shè)計及實施情況，主要對以下幾個方面進(jìn)行了重點研究與分析：車輛場消防系統(tǒng)設(shè)置方案；聯(lián)合檢修庫給排水優(yōu)化設(shè)計；含油廢水采用地埋式一體化處理設(shè)備；節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。實踐證明，這幾方面的設(shè)計對于此類型工程整體方案的合理性起著舉足輕重的作用。

2 車輛場消防系統(tǒng)設(shè)置特點

2.1 室內(nèi)消防直接從市政管網(wǎng)抽水

本工程周邊有2 路市政水源，室外消防采用低壓消防，從2 路市政給水干管上分別接1 路DN200mm 給水管供給車輛場室內(nèi)、外消防給水。

為節(jié)約綜合樓地下室空間，在征得市政主管部門同意后，本工程室內(nèi)消防給水采用直接從市政環(huán)狀管網(wǎng)抽水，不設(shè)置消防水池的方案。整個車輛場單體室內(nèi)消防用水量最大為綜合樓15L/s。

借鑒軌道交通工程的傳統(tǒng)做法并考慮到本工程的特殊性，本工程采用市政管網(wǎng)直接抽水，減少了消防水池的土建投資，充分利用市政管網(wǎng)壓力，且有效利用地下空間，節(jié)省了消防水池的日常維護(hù)成本。

GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第6.1.12 條規(guī)定：“當(dāng)市政給水管網(wǎng)能滿足生產(chǎn)生活和消防給水設(shè)計流量，且市政允許消防水泵直接吸水時，臨時高壓消防給水系統(tǒng)的消防水泵宜直接從市政給水管網(wǎng)吸水【1】。”本工程的做法迎合新規(guī)范對消防給水系統(tǒng)直抽的要求，在市政條件許可條件下，盡量從市政管網(wǎng)直接抽水，不設(shè)置消防水池的理念。

2.2 采用氣體頂壓設(shè)備替代高位水箱

在綜合樓-1 層消防泵房內(nèi)設(shè)置2 臺室內(nèi)消火栓加壓水泵和增壓穩(wěn)壓設(shè)備1 套（穩(wěn)壓水泵2 臺，1 用1 備，氣體頂壓罐1 個），穩(wěn)壓管與室內(nèi)消火栓給水環(huán)網(wǎng)連接。消防水泵及增壓穩(wěn)壓設(shè)備同時供給車輛場內(nèi)其他單體的室內(nèi)消防用水，消防給水管網(wǎng)成環(huán)狀布置，管徑為DN200mm，各建筑單體的室內(nèi)消防用水均接自此消防管網(wǎng)。

車輛場最高建筑為綜合樓，出于建筑外立面的要求，規(guī)劃部門要求綜合樓屋面不允許設(shè)置高出屋面的消防水箱間等設(shè)備房間。為滿足上述要求，本工程采用氣體頂壓罐替代屋頂高位水箱，滿足前10min 消防用水量需求，該做法征得了當(dāng)?shù)叵啦块T的認(rèn)可。

新版GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第6.19 條規(guī)定：“室內(nèi)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)置高位消防水箱，但當(dāng)設(shè)置高位消防水箱確有困難，且采用安全可靠的消防給水形式時，可不設(shè)高位消防水箱，但應(yīng)設(shè)穩(wěn)壓泵?！币虼?，本工程的做法也滿足最新版消防規(guī)范的相關(guān)要求。

3 聯(lián)合檢修庫給排水優(yōu)化設(shè)計

3.1 庫內(nèi)含油廢水的二次提升

聯(lián)合檢修庫庫內(nèi)含油廢水排水點分散，排水路徑長，起點埋深大，生產(chǎn)廢水通過庫內(nèi)廢水排水管道匯合后如采用重力流排至室外含油廢水處理設(shè)備，則出戶管標(biāo)高約為-3m，但后續(xù)含油廢水處理設(shè)備埋深太深，不利于設(shè)備后期的維護(hù)及運行節(jié)能。為解決此問題，含油廢水在出大庫前設(shè)置1 處2 000mm×1 800mm×2 000mm（深）二次提升泵站，內(nèi)設(shè) 2 臺潛污泵，經(jīng)過二次提升后使廢水管出大庫時埋深為-1m，從而減少了后續(xù)處理設(shè)施的埋深，有效地解決了室外重力排水管埋深過深的問題。

排水泵站設(shè)置為2 層，管道閥門及壓力表等附件設(shè)置在上層空間，地面上只留1 個人孔，泵孔設(shè)置在中間隔板上，這樣從地面看只可看到1 個人孔蓋板，不會看到任何管道，從而很好地處理了景觀問題，同時，也有效地降低了設(shè)備檢修、維護(hù)的安全風(fēng)險。

3.2 庫門口的水管保溫措施

聯(lián)合檢修庫內(nèi)進(jìn)、出口部位的給水及消防管道因為管道內(nèi)流體常態(tài)靜止且經(jīng)常處于室外環(huán)境溫度下，因此需考慮采取防凍保溫措施。大庫不設(shè)門的一側(cè)（與室外相通，此部分房間無采暖）給水及消防管道設(shè)置恒功率電伴熱系統(tǒng)。為減少庫門口管線凍裂，過門處水管采用入地直埋，以減少水管凍裂的概率。

4 地埋式含油廢水處理設(shè)備應(yīng)用

車輛場聯(lián)合檢修庫承擔(dān)車輛的年檢、周月檢、列檢、停放、日常維修等工作，車輛檢修及清掃作業(yè)會產(chǎn)生一定的含油廢水，含油廢水的水量約為10m3/d。 根據(jù)環(huán)評報告要求：車輛場的生產(chǎn)廢水經(jīng)格柵、隔油、沉淀、氣浮、過濾處理后，各污染物均可滿足CJ 343—2010《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》B 等級標(biāo)準(zhǔn)限值要求，通過市政管網(wǎng)收集、輸送排入城陽污水處理廠【2】。

目前，國內(nèi)軌道交通車輛基地含油廢水的傳統(tǒng)處理方案是：分散設(shè)置含油廢水處理站，處理站多設(shè)計為地上、地下結(jié)合的建筑單體，并采用固定水處理工藝流程。而實際上車輛基地單位面積用水量較小，如廢水收集、處理設(shè)施分散設(shè)置，由于其廢水處理站規(guī)模過小，導(dǎo)致建設(shè)和運行成本偏高，且管理不便，運行效果不穩(wěn)定，從而造成很多處理站難以正常運行。

本工程車輛場土建用地緊張，無設(shè)置廢水處理站的土建條件，經(jīng)過方案比選和專家評審，最終確定采用一體化地埋式含油廢水處理設(shè)備（見圖1、圖2）。在室外聯(lián)合檢修庫附近綠地下方設(shè)置一體隔油處理設(shè)備，占地面積約9m×4m，為保證設(shè)備的安全性和使用壽命，土方開挖后，在底板設(shè)置基礎(chǔ)，并設(shè)置混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，將一體化設(shè)備置于內(nèi)部。設(shè)備上方設(shè)計為地面停車位和局部綠化。

圖1 地埋式含油污水處理設(shè)備圖

圖2 地埋式含油污水處理設(shè)備施工后效果圖

聯(lián)合檢修庫和洗車庫內(nèi)的事故排放通過廢水管道收集集中于地埋式含油廢水處理設(shè)備，統(tǒng)一進(jìn)行處理。含油廢水經(jīng)過格柵井后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)，設(shè)備間頂部設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，并減少污泥的沉積；調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置提升泵，提升泵為2 臺，互為備用，由超聲波液位計控制，低液位時停泵，高液位時啟泵，超高液位時報警，在池外完成事故超越的排放。含油廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)經(jīng)過水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)和預(yù)曝氣后進(jìn)入混凝器，在混凝器內(nèi)投加混凝劑和助凝劑，由提升泵提升后進(jìn)入氣浮機(jī)，通過反應(yīng)、釋放分離、浮選去除廢油，浮渣流入廢渣箱后經(jīng)污泥池處理。氣浮出水流入中間水池再由水泵提升至核桃殼過濾器，進(jìn)一步去除污水中的微小顆粒和懸浮物，達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。浮渣經(jīng)沉淀濃縮外運。

車輛場內(nèi)含油廢水處理采用地埋式一體化處理設(shè)備，既滿足環(huán)保要求，又最大限度地減少車輛場地面占地，增加了場內(nèi)綠地面積和停車位。

5 結(jié)語

基于EPC 建設(shè)模式下，軌道交通建設(shè)項目中給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計方案，目前，國內(nèi)尚缺乏相關(guān)的工程經(jīng)驗，因此，對此類工程設(shè)計方案的特點也缺乏相應(yīng)的認(rèn)識和總結(jié)，通過青島城陽現(xiàn)代有軌電車示范線工程的設(shè)計實踐認(rèn)為，針對同類項目應(yīng)重點從以下3 方面著手并提出解決方案：

1）車輛場消防系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)重點考慮工程的整體安全性，在滿足相關(guān)規(guī)范和消防部門許可的前提下，充分考慮景觀、工期及投資控制需求，制定相應(yīng)切實可行的系統(tǒng)方案，比如，本項目中考慮消防加壓水泵從市政管網(wǎng)直接抽水，從而取消消防水池，采用氣體頂壓罐提供非消防工況下的壓力及初期消防用水量替代高位水箱，以滿足工程實際的需求。

2）應(yīng)結(jié)合車輛場內(nèi)用地及管線情況，合理選擇含油廢水處理站的設(shè)置方案，針對現(xiàn)代有軌電車的車輛場，一般用地都比較緊湊，且排水規(guī)模比較小，因此，可考慮優(yōu)先采用地埋式一體化含油廢水處理設(shè)備，在滿足功能的前提下最大限度地節(jié)約用地，增加場地綠化，縮減建設(shè)周期。

3）車輛場給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)綜合考慮場區(qū)內(nèi)建筑物類型、高度、體量、功能、位置等因素，通過優(yōu)化給排水系統(tǒng)設(shè)計方案，秉承精細(xì)化設(shè)計和限額設(shè)計的理念在保證系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性的前提下最大限度地迎合EPC 建設(shè)模式對建設(shè)周期、投資控制等方面的要求，并最大限度地體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、綠色的設(shè)計理念，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計方案的全局最優(yōu)。