地鐵場段給水工程設計探討

姚建華 陳 新 劉愛芳

地鐵場段給水工程設計探討

姚建華 陳 新 劉愛芳

地鐵車輛段及停車場通常占地面積較大，由于征地等方面的原因，基本位于遠郊等未開發(fā)地段。地鐵場段給水工程設計具有自身的特點，文章以沈陽地鐵二號線渾南停車場為例，從場段給水水源的設計、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)布置等方面對遠郊場段給水系統(tǒng)工程設計進行探討，以期為后續(xù)地鐵停車場及車輛段給水系統(tǒng)設計提供有益的借鑒。

地鐵；車輛段；給水系統(tǒng)；設計

0 引言

地鐵車輛段及停車場（以下簡稱場段）用水量相對較大，通常在200～400 m3/天，且場段給水系統(tǒng)對整個場段的生產(chǎn)、生活供水起到尤為關鍵的作用。場段通常位于遠郊等未開發(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號線渾南停車場給水系統(tǒng)設計為例，對遠郊地鐵場段給水系統(tǒng)工程設計進行探討。

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

圖1 渾南停車場平面布置圖

1 場段給水水源的設計

1.1 初步設計階段

通過對停車場周邊進行調研，并由建設單位與相關市政部門、規(guī)劃部門進行溝通，得到市政給水管線資料。資料顯示，僅安順路側有1路規(guī)劃DN600市政給水管線，管線壓力情況以及具體敷設時間不詳；無既有敷設市政給水管線。初步設計水源首選市政給水水源，暫按1路水源設計，并提出采用打井取水方案、遠距離輸水方案及聯(lián)合供水方案作為備選方案，以應對市政管網(wǎng)未敷設的情況。

1.2 施工圖設計階段

通過對現(xiàn)場調研，仍未發(fā)現(xiàn)市政給水管線。隨后，通過查閱地勘資料、相關水文地質資料以及對停車場周邊情況進行調研，發(fā)現(xiàn)停車場地下存在地下水資源且水質較好，可作為供水水源。故施工圖設計階段仍采用初步設計階段的方案，備選方案選擇打井取水方案。若施工完成時仍未有市政管線敷設，則以開采地下水作為臨時措施供給停車場的生產(chǎn)、生活用水，待市政給水管線敷設完成后接入市政給水管線。

2 給水所位置選擇

給水所應盡量靠近用水量較大的地點，例如，集辦公樓、綜合檢修工區(qū)、乘務員公寓及浴室、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，因此沒有空間設置給水所；若在綜合樓附近單獨設置給水所，則無疑會增加基建費用。

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

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時間不詳，且部分沈陽市政給水末端管網(wǎng)實測壓力不足0.05 M P a，因此，為保障停車場供水安全，未利用市政給水管網(wǎng)壓力直供，而通過設置儲水箱并采用泵組加壓供水方式供給停車場全部用水。對于市政管網(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+高位水箱調節(jié)”、“氣壓給水方案”、“傳統(tǒng)變頻調速泵組加壓”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。對其它3種供水方案進行對比，比選結果如表1所示。

表1 供水方式比選

通過表1可以看出，在水泵運行工況、能耗情況及供水安全性、運行費用等方面，高位水箱供水方案優(yōu)于氣壓供水及傳統(tǒng)變頻調速供水方案；但是，在抵御二次污染能力，投資費用等方面，高位水箱較氣壓供水方案及變頻調速方案供水較差。綜合各方面因素考慮，采用變頻調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，對傳統(tǒng)變頻調速供水方式加以改進，采用“變頻主泵+變頻輔泵+氣壓罐”的供水方式。在流量較大時，采用變頻主泵進行供水，流量較小時，采用變頻輔泵和氣壓罐進行供水。這樣既可以使水泵在高效段運行并降低能耗，也可降低水泵運行方面的費用。針對穩(wěn)定性差的問題，通過與供電專業(yè)進行配合，保證泵組供電采用一級負荷（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

停車列檢庫內由于經(jīng)常有地鐵車輛進出，雜散電流嚴重，故設置在庫內的金屬給水管道應設置防雜散電流措施。在接觸網(wǎng)上方的給水管網(wǎng)需設防結露保溫措施，以防管道結露滴至接觸網(wǎng)發(fā)生導電事故。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，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，并設置防護套管，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注意設置防雜散電流措施，以防管道腐蝕。

5 結論及建議

（1）遠郊地鐵場段各階段設計應與建設單位溝通，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)具體敷設時間等方面的內容，并在各階段進行資料跟蹤，針對無給水管網(wǎng)情況提前做出應對措施。

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

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

（4）根據(jù)場段特點，大庫內及室外給水管網(wǎng)布置時，需注意設置防雜散電流措施。庫內給水管道需結合實際情況設置防結露、防凍及電伴熱保溫措施。

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責任編輯 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：鐵道第三勘察設計院集團有限公司，工程師，天津 300000