城市軌道交通工程地下車站給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計分析

王剛，王瑩瑩

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

1 引言

給排水以及消防系統(tǒng)作為城市軌道交通工程的重要組成部分，對于地下車站的正常運(yùn)行以及消防安全有著極大的影響，而且整個系統(tǒng)的復(fù)雜性相對較高，需要考慮的因素較多，設(shè)計難度較大。因此，加強(qiáng)對于地下車站給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計過程中的難點分析和探討是十分有必要的。

2 工程概況

本文以青島市地鐵5號線工程重慶路站工程建設(shè)項目為例，針對其中地下車站給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計要點展開分析。車站為明挖3層島式車站，全長182 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為21.9 m。重慶路站總建筑面積15 550 m2，主體建筑面積12 730 m2，附屬建筑面積2 820 m2。

車站站廳層5~6軸處設(shè)有工作人員衛(wèi)生間，站臺層4~6軸處設(shè)有公共衛(wèi)生間，并設(shè)置污水泵房；車站站臺層1~2軸、18~19軸處設(shè)有兩座廢水泵房，C出入口處設(shè)有消防泵房。重慶路站—地鐵大廈站區(qū)間位于常寧路下方，區(qū)間線路為V字坡，最低點設(shè)有區(qū)間廢水泵房。

3 生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計難點

首先，地下車站生產(chǎn)以及生活給水系統(tǒng)的水源主要來自城市用水，因此，在實際進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對于用水量方面的研究和分析，在確保供水充足的情況下，實現(xiàn)對于城市自來水的充分利用，堅持綜合利用、節(jié)約用水原則。其次，由于地下車站自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括變電所、通信信號機(jī)房、弱電設(shè)備房、控制室等電氣設(shè)備用房，因此，在進(jìn)行相應(yīng)管道設(shè)計的過程中，因確保管道走線合理、安全。再次，給水系統(tǒng)不僅需要滿足工作人員以及乘客生活用水，同時還需要滿足相應(yīng)生產(chǎn)用水，即空調(diào)冷凍水補(bǔ)水以及沖洗用水要求。最后，基于平戰(zhàn)結(jié)合要求，該地下車站給水量還需要能夠滿足戰(zhàn)時給水要求。

3.2 解決方案

案例工程給水系統(tǒng)水源主要來自城市自來水，為滿足站生產(chǎn)、生活水量、水壓要求，工程設(shè)計從室外引入一路DN80 mm的給水管，然后由車站1號風(fēng)亭送風(fēng)井進(jìn)入車站，并在車站成枝狀布置。為保障管道壓力等方面符合車站給水要求，強(qiáng)化對于車站生產(chǎn)生活用水的監(jiān)控，還需要在室外設(shè)置水表井，并在風(fēng)道內(nèi)設(shè)置生產(chǎn)、生活給水計量水表組合。同時，以節(jié)水環(huán)保為前提選擇節(jié)水型衛(wèi)生器具、沖洗閥組等，并根據(jù)相應(yīng)器具耗水情況對車站用水量進(jìn)行計算，詳細(xì)用水量情況如表1所示。此外，在進(jìn)行給水系統(tǒng)管道設(shè)計的過程中，還應(yīng)加強(qiáng)對于管道線路的設(shè)計研究，嚴(yán)禁任何管道穿過變電所的電氣設(shè)備用房，并盡可能將供水管道設(shè)置在遠(yuǎn)離電氣用房的位置[1]。

表1 生產(chǎn)、生活用水量

4 生活污水、生產(chǎn)廢水系統(tǒng)設(shè)計

4.1 設(shè)計難點

生活污水、生產(chǎn)廢水排水系統(tǒng)設(shè)計的過程中，系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，不僅包括車站沖洗水、環(huán)控機(jī)房廢水等，還包括地下區(qū)間隧道的沖洗水以及結(jié)構(gòu)滲漏水等，而污水系統(tǒng)則主要指的是衛(wèi)生間生活污水的排放處理，不僅排水量較大，而且不同污水、廢水的排放方式不盡相同。此外，基于當(dāng)前新冠肺炎疫情防控背景，對于相應(yīng)污水排放有一定標(biāo)準(zhǔn)要求，這也在一定程度上加強(qiáng)了地下車站污水廢水排放系統(tǒng)的設(shè)計難度。

4.2 解決方案

首先，加強(qiáng)排水量計算。在進(jìn)行生活污水、生產(chǎn)廢水系統(tǒng)設(shè)計的過程中，應(yīng)結(jié)合車站情況，針對車站排水量以及區(qū)間排水量情況對排水量進(jìn)行計算，相應(yīng)排水標(biāo)準(zhǔn)和排水量計算結(jié)果如表2、表3所示。

表2 車站排水量

其次，科學(xué)進(jìn)行排水方式設(shè)計。在車站內(nèi)部設(shè)計一體化污水集水箱，然后通過管道將車站生活污水集中到污水箱當(dāng)中，再就近排入城市污水管網(wǎng)，為保障污水集水箱的運(yùn)行效果，采用“雙集水箱、雙泵配置”策略，并在污水泵房當(dāng)中設(shè)置便攜式潛污泵，以此確保在進(jìn)行設(shè)備維修、清洗的過程中，污水也能夠得到有效處理和排放。結(jié)合車站生活污水排放實際需求，公共衛(wèi)生間污水集水箱的容積設(shè)計為1 500 L，其中有效容積為900 L。對于廢水系統(tǒng)而言，通過在每層邊墻角下按30~40 m間隔設(shè)排水地漏的方式，實現(xiàn)對于結(jié)構(gòu)滲漏水、生產(chǎn)廢水的有效收集，然后流入車站廢水集水，再就近排入城市雨水管網(wǎng)。此外，為保障車站排水的順暢性，還在內(nèi)部配備了移動式真空排水設(shè)備以及電源接口，作為備用設(shè)施[2]。此外，為保障區(qū)間排水的順暢性，同時實現(xiàn)成本節(jié)約，將地下區(qū)間隧道廢水泵房設(shè)在區(qū)間線路實際坡度的最低點，區(qū)間廢水泵房結(jié)合區(qū)間防災(zāi)聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置，其中心里程為YCK23+900.000。主要排除區(qū)間隧道內(nèi)的結(jié)構(gòu)滲漏水、沖洗廢水和消防廢水等。

最后，針對當(dāng)前疫情防控要求，對地下車站密閉式污水系統(tǒng)設(shè)計方案進(jìn)一步進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，補(bǔ)充了應(yīng)急消毒措施以更好地滿足防疫要求。

5 地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計

5.1 設(shè)計難點

第一，在進(jìn)行地下車站修建的過程中，同時修建了面積在500 m2以上的地下商場以及地下停車庫等，而且地下車站站廳層公共區(qū)面積超過5 000 m2，均需要設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，因此，對于消防用水的需求量相對較大。第二，結(jié)合實際情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)城市管網(wǎng)供水壓力不滿足車站室內(nèi)最不利點消火栓供水要求。第三，由于地下車站空間較大，為保障滅火急救效果，還應(yīng)加強(qiáng)對于消火栓設(shè)置位置的研究和分析。第四，基于青島市實際氣候條件情況，為保障室外消火栓系統(tǒng)的有效性，還應(yīng)對相應(yīng)保溫措施進(jìn)行設(shè)計研究。

5.2 解決方案

針對上述地下車站消防給水系統(tǒng)設(shè)計過程中的難點問題，在實際進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時可采取以下方式予以解決。

首先，針對消防供水需求較大的問題，應(yīng)進(jìn)一步與相關(guān)部門落實全線市政給水、排水的接駁條件，對于消防水源的接口，根據(jù)市政水源情況考慮設(shè)置消防水池與消防泵房的設(shè)計方式。

其次，針對城市管網(wǎng)供水壓力不足的情況，通過在室內(nèi)消火栓系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置消防加壓、穩(wěn)壓供水系統(tǒng)的方式，確保消火栓供水。相應(yīng)消防供水系統(tǒng)設(shè)備以及型號參數(shù)如表4所示。

表4 消防供水系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)

再次，在進(jìn)行消火栓箱位置設(shè)計的過程中，應(yīng)確保任何著火點均能夠及時有兩支水槍充實水柱同時到達(dá)，并保障每股水柱流量均能夠達(dá)到5 L/s，水柱長度應(yīng)至少為10 m，以此為基礎(chǔ)展開消火栓箱的設(shè)計。其中，島式車站站臺層的消火栓采用2個單口單閥的消火栓栓口，并確保間距控制在50 m之內(nèi)，其他消火栓均采用單口單閥設(shè)計形式，并確保消火栓間距控制在30 m之內(nèi)，以此保障地下車站運(yùn)行安全。

最后，由于青島冬季最低氣溫低至-4℃以下，需要對室外消火栓系統(tǒng)采取相應(yīng)防凍保溫措施。對此，主要采用的是電伴熱保溫方式，同時在相應(yīng)管道外部設(shè)置保溫殼，保溫殼材料為50 mm厚離心玻璃棉管殼以及0.6 mm厚鋁合金薄板保護(hù)層，以此達(dá)到保溫效果，確保消防給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

6 結(jié)語

在實際進(jìn)行地下車站給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計的過程中，由于車站用水均來自城市管網(wǎng)，應(yīng)結(jié)合車站用水實際情況，合理進(jìn)行供水量計算，并科學(xué)進(jìn)行給水系統(tǒng)設(shè)計，確保生產(chǎn)生活用水以及消防用水供應(yīng)充足，在必要情況下可設(shè)置消防水池與消防泵房滿足相應(yīng)消防用水需求，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，適當(dāng)采取室外管道保溫措施，合理進(jìn)行消防栓箱位置的設(shè)計，全面保障地下消防安全。在進(jìn)行排水系統(tǒng)的設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合實際排水量，合理設(shè)計排水方式，并根據(jù)疫情防控需求，采取相應(yīng)應(yīng)急消毒措施。相信隨著對地下車站給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計研究，城市軌道交通工程的建設(shè)水平和質(zhì)量將會得到進(jìn)一步提升。