高鐵車站給排水設(shè)計方案分析

熊青

（中土集團(tuán)福州勘察設(shè)計研究院有限公司，福州 350000）

1 工程概況

某市高鐵站位于整座城市的核心區(qū)域，車站位于2 條道路夾角處，背面靠山。站房面積3 km2，建筑高度32 m，同時可容納4 000 余名旅客候車，候車廳約1.1 km2，站臺雨棚面積1.8 km2。站場總規(guī)模3 臺7 線，設(shè)基本站臺1 座，島式站臺2 座。車站整體由站房、站臺、落客平臺、包裹庫、行包通道、軌行區(qū)以及高架車道構(gòu)成，其中站房主體建筑為3 層，其中地上2 層，地下1 層，包括站前平臺、進(jìn)站集散廳、售票廳、候車大廳及出站通道等。

1.1 建筑規(guī)模

該車站最高聚集人數(shù)及高峰小時發(fā)送旅客人數(shù)4 000 人，根據(jù)客運(yùn)專線旅客車站建筑規(guī)模參考指標(biāo)，如表1 所示，該車站為中型客運(yùn)專線旅客車站。

表1 客運(yùn)專線旅客車站建筑規(guī)模參考指標(biāo)表

1.2 車站站型

按照車站站房1 層地面和站臺面間的標(biāo)高關(guān)系進(jìn)行分類，站臺可以分為線平型、線上型以及線下型3 種常規(guī)類型。其中線平型又分為線側(cè)平式、線側(cè)平與線正上復(fù)合式2 種；線上型分為線側(cè)上式與線正上式2 種；線下型可以分為線側(cè)下式與線正下式2 種[1]。該車站采用的是線側(cè)下式。

2 高鐵車站給排水設(shè)計內(nèi)容

2.1 項(xiàng)目整體設(shè)計內(nèi)容

在本項(xiàng)目中，根據(jù)車站規(guī)模以及類型，整體設(shè)計內(nèi)容涵蓋以下幾方面：一是站房和站臺給排水與消防系統(tǒng)設(shè)計，包括綜合管廊、站臺雨棚排水系統(tǒng)以及相關(guān)消防設(shè)施；二是軌行區(qū)排水系統(tǒng)設(shè)計；三是列車上水、卸污系統(tǒng)設(shè)計；四是落客平臺與高架車道的給排水與消防系統(tǒng)水；五是車站室外區(qū)域的給排水以及消防系統(tǒng)設(shè)計。

2.2 項(xiàng)目設(shè)計界面劃分

2.2.1 車站廣場

高鐵車站的廣場區(qū)域由當(dāng)?shù)卣?fù)責(zé)出資建設(shè)，但是由于車站的給排水管線需要穿越車站廣場區(qū)域，并連接到市政給排水管網(wǎng)中。因此，在設(shè)計上必須對這部分區(qū)域進(jìn)行合理劃分及規(guī)劃。在本項(xiàng)目中，結(jié)合市政供水條件于站房一側(cè)設(shè)置市政供水總接口，供站房生活、生產(chǎn)、消防用水；結(jié)合市政雨、污管設(shè)置情況于站房兩側(cè)分別設(shè)置市政雨水、污水排放接口。在車站廣場的規(guī)劃設(shè)計中需要為車站給排水管道預(yù)留管位。

2.2.2 高架商業(yè)夾層

高鐵車站高架商業(yè)夾層在車站正式運(yùn)營后需要進(jìn)行整體裝修才能對外招商，但是在設(shè)計車站給排水系統(tǒng)方案時必須提前考慮到這部分給排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)設(shè)計[2]。在本項(xiàng)目中，選擇在車站東西南北4 個方位各設(shè)置1 組立水管，包括給水管道、廢水管道、排水管道、污水管道以及消防供水管道。立水管全部鋪設(shè)到車站高架商業(yè)夾層板面，并預(yù)留好管道接口，以便高架商業(yè)夾層在后期裝修時使用。高架商業(yè)夾層的消防系統(tǒng)涵蓋在車站給排水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)設(shè)計方案當(dāng)中，但是后續(xù)所需的相關(guān)消防設(shè)備費(fèi)用由車站高架商業(yè)夾層商戶承擔(dān)?？紤]后期車站高架商業(yè)夾層的商戶中可能會產(chǎn)生廚房油污水。因此，單獨(dú)設(shè)計1 組排污管道，管道預(yù)留在室內(nèi)，隔油池與車站室外的污水管道相連，處理后的污水經(jīng)污水管道排出[3]。

3 高鐵車站給排水設(shè)計重點(diǎn)

3.1 用水量

高鐵車站的用水量主要與站房生活用水、列車運(yùn)輸用水、綠化用水、灑掃用水以及消防用水等幾方面有關(guān)，其中用水量最大的是列車運(yùn)輸用水以及站房生活用水，也是影響車站用水量的關(guān)鍵因素。

首先，關(guān)于列車運(yùn)輸用水量按照式（1）計算：

式中，Q 為總用水量，m3/d；N 為列車數(shù)量，列/d；ni為列車最大編組數(shù)，輛，我國的高鐵最大編組數(shù)為16 輛，列車頭尾2 節(jié)未設(shè)置水箱，其余14 輛有水箱，補(bǔ)水時間為6∶00～24∶00，即18 h/d；qi為列車水箱的容積，m3/輛，目前我國各種型號的高鐵水箱容積在400～1 800 L。

其次，關(guān)于站房生活用水量按照公式Q=αHqg×103計算。式中，Q 為站房生活用水總量，m3/d；α 為系數(shù)，客運(yùn)專線一般取1.0～2.0，客貨專線一般取2.0～3.0，在本項(xiàng)目中取1.5；H 為車站站房最高聚集人數(shù)；qg為站房生活用水指標(biāo)?？瓦\(yùn)專線車站站房生活用水量用水指標(biāo)為3～4L/（人·d），時變化系數(shù)為3～2.5；飲用水量用水指標(biāo)為0.2～0.4L/（人·d），時變化系數(shù)為1。客貨共線車站站房生活用水量用水指標(biāo)15～20 L/（人·d），時變化系數(shù)為3～2；飲用水量用水指標(biāo)1.0～2.0 L/（人·d），時變化系數(shù)為1。本項(xiàng)目中站房生活用水量用水指標(biāo)取3.5 L/（人·d），時變化系數(shù)取2.8；飲用水量用水指標(biāo)取0.3 L/（人·d），時變化系數(shù)取1。

3.2 消火栓設(shè)計參數(shù)和依據(jù)

高鐵車站消火栓的設(shè)計包括了站臺、站房、包裹庫、落客平臺以及出站通道等多個部分。不同部分的消防規(guī)范存在一定差異，具體需要依據(jù)規(guī)范確定設(shè)置消火栓的必要性以及具體的設(shè)計參數(shù)，需要設(shè)計人員予以明確。在本項(xiàng)目中，關(guān)于站房部分，室內(nèi)與室外環(huán)境（包括落客平臺、包裹庫、出站通道）的消火栓設(shè)計均參照GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018 年版）與GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》。站臺部分的消火栓設(shè)計參照TB 10063—2016《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》。

3.3 站房給排水管線布設(shè)

該車站為線側(cè)下式車站，用水區(qū)域主要設(shè)置在候車區(qū)域的東、西兩側(cè)。這樣設(shè)置致使服務(wù)區(qū)域相距較遠(yuǎn)，“過路”管道較長，給排水管道布置存在較大難度。本項(xiàng)目總結(jié)設(shè)計、運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，制定了“模塊化”布設(shè)原則，即依建筑布局，將服務(wù)區(qū)域分為東、西兩大區(qū)塊，在每一區(qū)塊盡可能居中位置設(shè)置一組主立管道，各組豎向貫通每個樓層。每區(qū)每層再以該主立管為服務(wù)源點(diǎn)，接出橫干管、橫支管等。由一套設(shè)備統(tǒng)一服務(wù)的每組主立管道再用主橫管道在出站層聯(lián)通。由此不僅縮小了服務(wù)區(qū)域，而且為后期運(yùn)營管理、維修維護(hù)創(chuàng)造了便捷條件。

3.4 站臺、股道給排水系統(tǒng)與消防系統(tǒng)設(shè)計

在本項(xiàng)目中，車站站臺、股道的給排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)主要包括站臺雨棚雨水排水及地道排水、站臺消火栓與消防設(shè)施、列車上水系統(tǒng)與卸污系統(tǒng)、股道間明溝。

3.4.1 站臺雨棚雨水排水及地道排水

本項(xiàng)目各站臺均設(shè)置站臺等長的站臺雨棚，采用混凝土結(jié)構(gòu)，雨棚雨水采用重力排水系統(tǒng)，于站臺設(shè)置雨水管網(wǎng)，雨棚雨水經(jīng)雨水管網(wǎng)匯集后最終排水站場排水溝。站臺雨棚雨水排水設(shè)計重現(xiàn)期為10 a，并設(shè)置溢流裝置，屋面雨水排水工程與溢流設(shè)施的總排水能力按重現(xiàn)期不小于50 a 的雨水量校核。各站臺通過地下通道連通，地下通道設(shè)置集水口及潛污泵，將地道中的地面水壓力排放至軌道間明溝。

3.4.2 站臺消火栓以及消防設(shè)施

本項(xiàng)目最高聚集人數(shù)及高峰小時發(fā)送人數(shù)為4 000 人，屬于中型旅客車站，因此站臺區(qū)域的消火栓設(shè)計以及消防設(shè)施布設(shè)極為關(guān)鍵。結(jié)合車站的實(shí)際情況以及安全方面的考量，本項(xiàng)目中在各站臺首尾兩端各設(shè)1 座室外消火栓。每個站臺均設(shè)置1 個消防器材箱，并配備4 支水槍與8 條長度為25 m水帶。

3.4.3 列車上水系統(tǒng)與卸污系統(tǒng)

目前，大部分高鐵車站采用的是自動上水系統(tǒng)，這主要是由于高鐵的停站時間比較短，自動化上水系統(tǒng)更加高效。在本項(xiàng)目中，列車自動上水系統(tǒng)安裝在車站股道間的上水栓井當(dāng)中，待列車?？亢螅ň畠?nèi)部的上水管道接頭和列車注水口快速對接，遠(yuǎn)程控制閥門開啟，開始為列車上水，待達(dá)到水箱設(shè)定水位后，遠(yuǎn)程控制閥門關(guān)閉，同時上水管道接頭脫離，完成上水作業(yè)。本項(xiàng)目中，共設(shè)計2 排自動旅客列車上水栓，單排設(shè)置20 個上水栓，可實(shí)現(xiàn)2 排同時上水。

列車卸污系統(tǒng)采用的真空卸污系統(tǒng)，主要構(gòu)成包括真空機(jī)組、卸污管道、抽吸單元設(shè)備、控制系統(tǒng)與信息處理系統(tǒng)。其中真空機(jī)組主要負(fù)責(zé)保持系統(tǒng)的真空度、指示以及排污功能正常運(yùn)行；卸污管道主要負(fù)責(zé)將列車上的污物輸送至真空機(jī)組；抽吸單元設(shè)備主要負(fù)責(zé)抽吸列車上的集便器，并將污物輸送至真空機(jī)組；控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；信息處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)監(jiān)測吸引運(yùn)行狀態(tài)。本項(xiàng)目中，共設(shè)計2 排吸污系統(tǒng)，單排設(shè)置18 個吸污單元，設(shè)計卸污量為220 m3/d。

3.4.4 股道間明溝設(shè)計

在高鐵車站中一般會設(shè)計排水明溝，主要是負(fù)責(zé)排出雨水、沖洗站臺的廢水以及消防廢水，同時還要接納車站地下出站口通道集水坑內(nèi)的潛污泵排水。在本項(xiàng)目中，每2 條股道間設(shè)計1 條排水明溝，深度為1.4 m，寬度為0.6 m，明溝底部設(shè)計為縱坡，坡度不低于0.2%，縱坡站臺端部的過軌排水箱涵，箱涵深度為1.5 m，寬度為2.0 m，箱涵底部設(shè)計為坡度不低于0.5%的縱坡。雨水、沖洗站臺的廢水以及消防廢水經(jīng)過排水明溝進(jìn)入過軌排水箱涵，最終排到市政排水管道當(dāng)中。

4 結(jié)語

綜上所述，高鐵車站的給排水系統(tǒng)設(shè)計工作涉及內(nèi)容比較復(fù)雜，涵蓋多個子系統(tǒng)，不同部分需要參考不同的標(biāo)準(zhǔn)或者設(shè)計規(guī)范。因此，要求設(shè)計人員在設(shè)計高鐵車站給排水系統(tǒng)方案時必須充分了解車站的規(guī)模、類型、空間結(jié)構(gòu)以及設(shè)計界面劃分，同時明確應(yīng)當(dāng)參考和執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而確定具體的設(shè)計參數(shù)。在實(shí)際設(shè)計作業(yè)過程中，需要重點(diǎn)把握車站用水量計算、站房給排水管線布設(shè)、站臺綜合管溝設(shè)計、站臺兩側(cè)箱涵排水設(shè)計、股道間明溝設(shè)計、站臺消火栓與消防設(shè)施、列車上水系統(tǒng)與卸污系統(tǒng)設(shè)計等，這些方面都關(guān)系到整個設(shè)計方案的成敗。