地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)研究

丁毅

（蘭州市軌道交通有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

地鐵車(chē)輛段的給排水設(shè)計(jì)包含了多個(gè)系統(tǒng)，如污廢水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等等。在地鐵給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，可能會(huì)在一定程度上和環(huán)保工作沖突。比如，在地鐵車(chē)輛段的污廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，若是缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然能夠滿足城市地鐵污廢水處理要求，但是污廢水的排放會(huì)污染周邊環(huán)境?；诖?，要求必須對(duì)地鐵車(chē)輛段的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)給予較高的關(guān)注，在設(shè)計(jì)過(guò)程中重視環(huán)保理念的踐行，既要確保地鐵車(chē)輛段該排水設(shè)計(jì)需求實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要重視設(shè)計(jì)的環(huán)保效益。

1 給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案探討

給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是目前城市地鐵車(chē)輛段設(shè)計(jì)過(guò)程中必須關(guān)注的內(nèi)容。制定具體的設(shè)計(jì)方案時(shí)，要融入環(huán)保節(jié)能理念，優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。在具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，首先是要立足地鐵車(chē)輛段給排水設(shè)計(jì)要求深入進(jìn)行設(shè)計(jì)理念的剖析，解讀環(huán)保設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)環(huán)保設(shè)計(jì)和給排水設(shè)計(jì)理念的融合。其次是科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃制定，并在給排水施工建設(shè)上嚴(yán)格落實(shí)相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃。

1.1 地鐵車(chē)輛段給水系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案

地鐵車(chē)輛段給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要充分踐行節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，對(duì)地鐵車(chē)輛段單日最高用水量情況進(jìn)行計(jì)算，做好該區(qū)段生活以及生產(chǎn)用水量的準(zhǔn)確劃分。

目前，地鐵車(chē)輛段給水系統(tǒng)的水源通常是城市自來(lái)水。在節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)中，必須要確保始終有出色的給水系統(tǒng)安全保障。在具體設(shè)計(jì)上，給水管道可以使用TPEP 鋼管，這種鋼管的使用壽命較長(zhǎng)，而且使用過(guò)程中不會(huì)輕易結(jié)垢，耐腐蝕表現(xiàn)出色，管道有污垢可以實(shí)現(xiàn)自清潔。所以TPEP 鋼管有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。若是地鐵工程項(xiàng)目位于我國(guó)北方寒冷地區(qū)，為了防止管道結(jié)冰，可以在管道外側(cè)設(shè)置保溫層，確保管道有較好的溫度保障，降低管道結(jié)冰的概率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。為了有效沖刷管道的堆積物，在管道內(nèi)部還可以設(shè)置一些擋塊，改變水流的方向，增大水流的沖擊力，將管道中堆積的雜物以及污垢沖走，減少管道清洗的相關(guān)費(fèi)用支出，確保給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[1]。

1.2 地鐵車(chē)輛段雨水系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案

在地鐵車(chē)輛段的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃中，雨水系統(tǒng)是其中的重點(diǎn)。隨著我國(guó)鐵路建設(shè)水平的不斷提升，當(dāng)前我國(guó)很多地鐵工程設(shè)計(jì)引入了雨污分流制排水系統(tǒng)，有較好的節(jié)能環(huán)保應(yīng)用價(jià)值和意義。為實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的高效收集，在地鐵車(chē)輛段的道路兩側(cè)通常會(huì)設(shè)計(jì)雙箅雨水口。

但是，具體的尺寸要結(jié)合地鐵車(chē)輛段的情況確定。比如，在計(jì)算上，一般要進(jìn)行匯水面積的評(píng)估，同時(shí)還要對(duì)暴雨重現(xiàn)期暴雨強(qiáng)度以確保最終計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)，了解地面集流的時(shí)間。在具體的設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)目標(biāo)，雨水的收集以及排放工作一般要分區(qū)域完成?；厥盏挠晁梢灾苯訁R集排入市政雨水管道，也可以在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的雨水收集，將收集的雨水用來(lái)沖刷道路，或是直接用于綠化灌溉等。

基于此，雨水回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以引入“棄流法”理念。在雨水收集中，由于初期徑流雨水含有大量的污染物質(zhì)，不能將這部分雨水用于城市道路沖刷或綠化灌溉。對(duì)于后期徑流雨水的處理，基本的工藝流程是分流＋過(guò)濾＋消毒。通過(guò)簡(jiǎn)單的處理工藝流程設(shè)置，可以確保在系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工中，實(shí)施難度不大，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

1.3 地鐵車(chē)輛段污廢水系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方案

在地鐵車(chē)輛段的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，污廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是其中關(guān)鍵的部分。而且地鐵車(chē)輛段的給排水系統(tǒng)是否有較為出色的污廢水處理能力，往往會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成有關(guān)鍵性影響。

考慮到地鐵車(chē)輛段的污廢水排放，包含了生產(chǎn)廢水以及生活污水。生產(chǎn)污廢水可能包括車(chē)輛清洗以及檢修等多方面的污廢水。在這些生產(chǎn)廢水中，會(huì)有大量有害物質(zhì)的存在，如果不重視生產(chǎn)廢水的科學(xué)處理，直接排放，必然會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。根據(jù)地鐵車(chē)輛段污廢水處理系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的污水處理站的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。比如，針對(duì)工業(yè)廢水中存在較多的浮油情況，可以采用過(guò)濾的方式完成去除浮油，或是引入一些生化處理方案等。針對(duì)污廢水中含有的污泥或是其他雜質(zhì)可以進(jìn)行污廢水沉淀池的設(shè)置等。在完成處理后，將處理后的污水排入城市污水管網(wǎng)。基于此，充分確保在地鐵車(chē)輛段污廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，將節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)要求落實(shí)到具體工作中[2]。

2 地鐵車(chē)輛段給排水環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)案例解讀

在地鐵車(chē)輛段給排水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)實(shí)踐上，要充分結(jié)合項(xiàng)目的具體情況出發(fā)，做到設(shè)計(jì)科學(xué)、合理。

2.1 目標(biāo)案例的項(xiàng)目特點(diǎn)解讀

首先，目標(biāo)案例有特殊的場(chǎng)地情況。該區(qū)段是有局部自重濕陷性場(chǎng)地，為地鐵車(chē)輛段給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的難度，對(duì)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念的踐行也會(huì)有較大的實(shí)現(xiàn)難度。在具體的施工設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)人員需要優(yōu)先制定防水措施，并進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)設(shè)計(jì)。做好這一步，對(duì)后續(xù)給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)有較為突出的價(jià)值和意義。

其次，目標(biāo)區(qū)域有較高的保溫要求。案例車(chē)輛段存在0.85m 最大凍土深度，給排水設(shè)計(jì)需要高度重視保溫措施的選擇，保證設(shè)計(jì)的實(shí)用性且不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成影響。

最后，在該案例施工區(qū)段缺乏成熟的基礎(chǔ)配套設(shè)施。案例車(chē)輛段存在不健全的市政給排水配套設(shè)施，由于位于市區(qū)一端，作為市政給水管網(wǎng)末端，案例車(chē)輛段僅允許一路接管，且僅存在0.15MPa 的水壓。管徑較小的DE600 市政雨水管無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)區(qū)排水的完全接納，因此必須設(shè)法解決相關(guān)問(wèn)題，避免生活污水和生產(chǎn)廢水對(duì)周邊環(huán)境造成污染。

2.2 基本設(shè)計(jì)

案例車(chē)輛段的給排水節(jié)能設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：

第一，給水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)接入北側(cè)市政給水管道0，接入管環(huán)狀布設(shè)于車(chē)輛段，室外給水管網(wǎng)負(fù)責(zé)單層建筑用水直供，疊壓供水設(shè)備負(fù)責(zé)2 層及以上建筑用水供給。

第二，雨水系統(tǒng)。按照31hm2的匯水面積和5年的暴雨重現(xiàn)期開(kāi)展計(jì)算，確定存在5min 的地面集流時(shí)間。匯集雨水后由雨水提升泵井提升排放，最終排入市政雨水管道。

第三，污廢水系統(tǒng)?；?39m3的最高日排水量，分別收集生產(chǎn)廢水和生活污水，通過(guò)污水處理站進(jìn)行處理，處理后的生產(chǎn)廢水和生活污水可回收利用，如用于車(chē)輛清洗、綠化澆灌。

第四，廢水處理系統(tǒng)。廢水處理系統(tǒng)基于案例車(chē)輛段污水處理站設(shè)計(jì)，具體由污泥池、隔油池、調(diào)節(jié)池、膜生物反應(yīng)器組成，負(fù)責(zé)同時(shí)處理生活污水和生產(chǎn)廢水，具體設(shè)置兩級(jí)調(diào)節(jié)池，生產(chǎn)廢水需要通過(guò)隔油池進(jìn)行油水分離，之后在第一調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)，第二調(diào)節(jié)池負(fù)責(zé)混合生活污水和處理后的生產(chǎn)廢水，最終通過(guò)膜生物反應(yīng)器完成處理，生物降解、分離泥水后的污水可回收利用。

圖1為廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖，圖中的4、501、503、502、5、8 分別為第二調(diào)節(jié)池、缺氧池、回流泵、膜生物反應(yīng)器、生物膜處理器、自吸泵，401、6、101、1、2、3、7、8 分別為生活污水進(jìn)口、氣浮池、生產(chǎn)廢水進(jìn)口、隔油池、第一調(diào)節(jié)池、污泥池、污泥泵、自吸泵。

第五，消防系統(tǒng)。案例車(chē)輛段消防系統(tǒng)由自噴系統(tǒng)、室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)組成，按照3h 火災(zāi)延續(xù)時(shí)間及同一時(shí)間內(nèi)一處失火進(jìn)行設(shè)計(jì)，室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)的用水量均為433m3/次，自噴系統(tǒng)為90m3/次，地下水消防水池負(fù)責(zé)提供消防用水，室外按照120m 間距內(nèi)設(shè)置地下式消火栓，室外環(huán)狀布設(shè)自噴系統(tǒng)及消火栓管網(wǎng)，室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)分別設(shè)置2 臺(tái)消防泵，4 個(gè)自噴系統(tǒng)。

2.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

案例車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)還需要關(guān)注以下幾個(gè)方面要點(diǎn)：

第一，供水方式。案例車(chē)輛段供水壓力較小，且車(chē)輛段多數(shù)建筑屬于1 層用水點(diǎn)，基于節(jié)約用地、節(jié)能環(huán)保、降低投資考慮，設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)供水二次污染控制、市政水壓充分利用?？紤]到案例車(chē)輛段不存在獨(dú)立給水所，因此采用疊壓供給與管網(wǎng)直供結(jié)合方式進(jìn)行供水，能夠較好地滿足用水需要，同時(shí)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面表現(xiàn)突出。

第二，雨水排放。案例車(chē)輛段周?chē)氖姓潘O(shè)施較少，僅存在西側(cè)的排洪溝和北側(cè)的市政雨水管道，考慮到案例車(chē)輛段存在建筑密集、硬化路面多、占地面積大的特點(diǎn)，且存在2m3/s 的雨水排水總流量，一處排出口排放匯集雨水需要采用1.3m 管徑的雨水干管，管道接入及后期施工難度將大幅提升。因此選擇雨水分區(qū)域收集排放設(shè)計(jì)，按照3 塊區(qū)域劃分車(chē)輛段，包括東側(cè)、北側(cè)、南側(cè)匯水區(qū)域，沿場(chǎng)區(qū)道路進(jìn)行雨水管路敷設(shè)，北側(cè)、南側(cè)匯水區(qū)域收集的雨水由西側(cè)排洪溝排放，收集后的東側(cè)匯水區(qū)域雨水由北側(cè)的市政雨水管道排放。

具體設(shè)計(jì)設(shè)置雨水泵井2 座，均安裝雨水泵3 臺(tái)，雨水泵能夠基于雨水水位自動(dòng)啟動(dòng)并進(jìn)行雨水抽升，順利排放雨水，在保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、優(yōu)化出行等方面發(fā)揮積極作用。

第三，消防水池。確定消防水池的有效容積未采用車(chē)輛段各室內(nèi)外消防系統(tǒng)最大用水量之和，而是采用基于同一時(shí)間內(nèi)一處失火，最大的室內(nèi)外消防用水量總和，同時(shí)選擇異形全地下式消防水池設(shè)計(jì)。

第四，工程防護(hù)措施。根據(jù)案例車(chē)輛段的地質(zhì)和氣候特點(diǎn)，設(shè)置管溝防護(hù)用于所有建筑給排水管進(jìn)出戶處，同時(shí)設(shè)置檢漏井。需保證建筑與給排水管道間存在6m 以上水平安全距離，管溝防護(hù)用于安全距離無(wú)法滿足的情況下。在消防水池頂部設(shè)置聚氨酯復(fù)合保溫材料，厚度為100mm[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵車(chē)輛段的給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)有突出的價(jià)值和意義。本文在觀點(diǎn)研究的過(guò)程中，針對(duì)當(dāng)前地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)涉及的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了解讀，并引入具體案例剖析了地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式。通過(guò)本文的觀點(diǎn)闡釋?zhuān)Ｍ軌驗(yàn)楦嗟罔F車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。