軌道交通給排水及消防設(shè)計(jì)

陳大鵬

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司 重慶市 400000）

軌道交通給排水及消防設(shè)計(jì)

陳大鵬

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司 重慶市 400000）

當(dāng)前，我國(guó)交通困境日益凸顯，城市的交通設(shè)計(jì)面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為了緩解地上交通的壓力，城市開(kāi)始大力興建地鐵，逐步使城市交通向立體化方向發(fā)展，而在軌道交通的建設(shè)中，給排水與消防設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到軌道交通的運(yùn)行安全，本文結(jié)合實(shí)際案例，重點(diǎn)探討了相關(guān)方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

軌道交通；給排水；消防；設(shè)計(jì)

1 引言

城市軌道交通已經(jīng)逐漸成為城市重要的交通措施之一，由于其運(yùn)量較大，對(duì)于解決當(dāng)前城市中日漸惡化的道路交通環(huán)境，有重要的意義。目前，全國(guó)的省會(huì)城市基本上都已經(jīng)建成或正在興建軌道交通系統(tǒng)。為了進(jìn)一步保證軌道交通的運(yùn)行安全和高效性，需結(jié)合城市軌道交通的運(yùn)行特點(diǎn)，做好給排水以及消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 軌道交通給排水及消防設(shè)計(jì)概述

2.1 軌道交通給排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1.1 給水設(shè)計(jì)

給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括用水量預(yù)測(cè)、給水管道組成、給水處理工藝等。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①給水管道的設(shè)置不能穿越車站主體結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)布置于出入口、風(fēng)井部位；②注意給水系統(tǒng)所使用管道的絕緣性，避免在接觸供電網(wǎng)時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)；③重視給水管道管材選擇，在生產(chǎn)、生活給水管管徑在DNl00mm以下的，適宜選用新型塑料給水管，而管徑在其以上的，宜選擇鍍鋅鋼管或可延性鑄鐵管；④給水立管應(yīng)當(dāng)設(shè)置于端部風(fēng)井內(nèi)，避免影響或接觸供電系統(tǒng)。

2.1.2 排水設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①排水點(diǎn)設(shè)置，位于地下的地鐵車站建筑，生產(chǎn)生活廢水通常無(wú)法自流排出，需要通過(guò)泵提升排出，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就需要考慮周全；②排水泵應(yīng)設(shè)計(jì)成自灌式，采用就地、距離和水位自動(dòng)的控制方式；③確定集水池的有效容積時(shí)，注意在工程造價(jià)和排水效率之間取得平衡，通常以10min廢水量為最低容積，與消防廢水量之和最小不得低于30m3，而污水泵房的集水池有效容積不應(yīng)低于最大臺(tái)泵5min內(nèi)的流量，同時(shí)又不得超過(guò)6h內(nèi)的污水量。

2.2 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

軌道交通中的消防設(shè)計(jì)通常的設(shè)置為室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)以及氣體滅火系統(tǒng)等。具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：①消火栓給水系統(tǒng)的雙向區(qū)間應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為環(huán)路；②消火栓箱的間距設(shè)計(jì)，應(yīng)按照2股水柱同時(shí)到達(dá)的任意著火點(diǎn)來(lái)設(shè)置，車站內(nèi)的消火栓箱最大間距為50m，折返線內(nèi)的消火栓箱最大間距為50m，區(qū)間內(nèi)的消火栓箱最大間距為100m；③自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的干管坡度，應(yīng)當(dāng)與站廳層、站臺(tái)層的頂板坡度保持一致；④系統(tǒng)要求同時(shí)具備自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和機(jī)械應(yīng)急操作這三種啟動(dòng)方式；⑤滅火劑的設(shè)計(jì)位置應(yīng)當(dāng)盡可能靠近防護(hù)區(qū)內(nèi)，以便及時(shí)獲取，并發(fā)揮滅火效果；⑥保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)不宜開(kāi)口，與其他空間的相同開(kāi)口，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為在滅火劑噴放前自動(dòng)關(guān)閉。

3 工程實(shí)例分析

某軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃，軌道交通2號(hào)線為東西走向的市域軌道交通干線。規(guī)劃全長(zhǎng)110km，向東有延伸線，工程全長(zhǎng)30.5km，中間存在多個(gè)地面及高架車站和區(qū)間。東延伸工程含車站12座，主變電站1處，停車場(chǎng)1處。

3.1 給水及水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1 水源

該線各站點(diǎn)、區(qū)間均采用市政自來(lái)水作為供水水源。工程沿線經(jīng)過(guò)主干道，大部分的車站附近都存在市政給水管道，水壓可保證在0.20MPa，能夠滿足兩路的水源要求。

3.1.2 生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)

每個(gè)車站都會(huì)單獨(dú)引入1根給水管，用以滿足日常的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，工作人員對(duì)于生活、清掃、生產(chǎn)設(shè)備等方面的用水要求，生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1所示，這些用水由市政管網(wǎng)直接供應(yīng)。

圖1 生產(chǎn)生活總管給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)示意圖

3.1.3 消火栓給水系統(tǒng)

（1）地下站與隧道區(qū)間

在地下車站和隧道區(qū)間內(nèi)，都設(shè)置有消火栓系統(tǒng)。在本次的設(shè)計(jì)中，有9座地下車站，其中的消防系統(tǒng)均由市政自來(lái)水管網(wǎng)進(jìn)行供水。根據(jù)相關(guān)資料，市政自來(lái)水管網(wǎng)的供水壓力約為0.21MPa，而每個(gè)車站的消防管網(wǎng)所需自來(lái)水水壓經(jīng)計(jì)算為0.28MPa。市政自來(lái)水管網(wǎng)的水壓并不能滿足消防水壓的要求，因此必須在其中加設(shè)消防泵加壓系統(tǒng)。

本次設(shè)計(jì)中，采用的是消防泵直接自市政管網(wǎng)吸水加壓用于消防供水的辦法。消防給水系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)置，是從兩路市政管網(wǎng)中，分別接出一路進(jìn)水管，在消防泵的房?jī)?nèi)連通。為了確保供水安全，設(shè)計(jì)消防管在車站的內(nèi)部，以環(huán)狀連通，然后從環(huán)狀管網(wǎng)上接出區(qū)間消防管，并在區(qū)間的中部進(jìn)行連通，于連通管處設(shè)置手動(dòng)電動(dòng)閥門。

該地下站的站廳層、站臺(tái)層中，都設(shè)置了消火栓箱。車站內(nèi)的消火栓均采用的是單閥單出口型，其布置間距為230m。在島式站臺(tái)層、設(shè)備區(qū)盡端、長(zhǎng)度大于25m的出入口處等，可以安裝兩個(gè)單閥單出口的消火栓，布置間距控制為250m。注意確保車站范圍內(nèi)的任意點(diǎn)，都設(shè)置有不少于兩股的充實(shí)水柱，可以同時(shí)到達(dá)。區(qū)間隧道上，以每50m的距離安裝1個(gè)單口消火栓，將水龍帶放置于鄰近車站的端部專用消防箱中。

（2）高架站（地面站）

在高架車站內(nèi)，也需要設(shè)置消火栓系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)中，高架車站共有3處，高架站的消防由消防泵進(jìn)行加壓供水，消防系統(tǒng)形成獨(dú)立消防環(huán)狀管網(wǎng)。車站內(nèi)站廳、站臺(tái)層設(shè)室內(nèi)單閥單出口消火栓，間距230m。

3.1.4 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

在地下車站的站廳層、站臺(tái)層公共區(qū)及長(zhǎng)度＞100m的出入口通道，設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，按中危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)考慮。噴淋消防專用泵與消火栓泵采用合建式消防泵房。系統(tǒng)總管由車站消防泵房引出，經(jīng)過(guò)濕式報(bào)警閥、信號(hào)蝶閥、水流指示器接至保護(hù)區(qū)域。

3.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 雨水、污水、廢水排放方案

給排水的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)全面考慮到不同的工程實(shí)際中，存在不同的水源控制和排泄問(wèn)題，例如對(duì)于工民建建筑的給排水設(shè)計(jì)，除了需要考慮到供水的順暢，還應(yīng)當(dāng)積極采取環(huán)保措施，重視雨水收集利用，節(jié)約用水成本；另外還需要積極重視一些工業(yè)建筑中，廢水和污水的排放問(wèn)題，由于工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水往往存在許多化學(xué)成分，隨意排放或排水方案不妥，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

與建筑工程不同，地鐵工程的給排水的方案制定應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在給排水管道的敷設(shè)、車站和區(qū)間內(nèi)糞便污水的排放，結(jié)構(gòu)滲水、沖洗以及消防廢水的處理，出入段線洞口雨水的可分類集中方面。在工程中，可采用直接排放或者由排水泵提升的方式進(jìn)行雨、污水的排放，本次設(shè)計(jì)為地鐵沿線地面道路設(shè)計(jì)完善的市政排水系統(tǒng)。

3.2.2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

相較于其他的工民建建筑工程給排水，地鐵軌道交通的建設(shè)置身地下，水壓與地面建筑不同，導(dǎo)致在主體給排水建筑物的設(shè)計(jì)和建設(shè)方面也存在很大的不同，其設(shè)備的選擇也大相徑庭，具體包括以下方面：

（1）地下區(qū)間的主廢水系統(tǒng)與泵房設(shè)計(jì)

軌道交通建設(shè)于地下，存在水位差異，其主廢水系統(tǒng)往往需要利用泵房進(jìn)行排水，因而會(huì)設(shè)置有主排水泵房與輔助排水泵房。其中，主排水泵房的主要作用是排除結(jié)構(gòu)滲漏水、處理事故漏水、凝結(jié)水和沖洗、消防廢水等，因此應(yīng)當(dāng)盡量設(shè)與線路縱坡的最低點(diǎn)，這樣，廢水即可通過(guò)潛水排污泵的提升，排至地面的壓力井，最終排入雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)中，在每座泵房中設(shè)置了2臺(tái)或以上的潛水排污泵，互為備用。

另外，該工程中有些車站的區(qū)間長(zhǎng)度達(dá)到1.38km，其余的區(qū)間長(zhǎng)度均在1.5km以上，因此，對(duì)于此類區(qū)間，如果線路存在2個(gè)最低點(diǎn)，需要在每個(gè)線路的最低點(diǎn)分別設(shè)置1個(gè)兩線共用的泵房，如果線路僅有1個(gè)最低點(diǎn)，則應(yīng)當(dāng)在兩條線路的最低點(diǎn)，分別設(shè)1個(gè)排水泵房。

（2）雨水泵房設(shè)計(jì)

排雨系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于軌道交通建設(shè)來(lái)說(shuō)尤為重要，以上海為例，其部分地鐵站排雨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不全面，在遭遇特大暴雨天氣時(shí)，導(dǎo)致雨水涌入地鐵站，引起地鐵站運(yùn)行癱瘓，由于地鐵站整體的建設(shè)已經(jīng)完成，如果需要進(jìn)行后期的排雨系統(tǒng)重建，必然會(huì)在一定程度上造成人力與財(cái)力的浪費(fèi)。

本工程中，在地下段的出入洞口處，設(shè)計(jì)設(shè)置用于排雨的水泵房，在泵房?jī)?nèi)設(shè)置水泵設(shè)施，二用一備。設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地區(qū)暴雨強(qiáng)度公式，對(duì)雨水量進(jìn)行計(jì)算，從而選擇有合適排量的排水泵。

（3）污水泵房設(shè)置

交通軌道建設(shè)本身位置較低，車站內(nèi)的生活污水無(wú)法依靠重力排入市政排水管網(wǎng)，因而容易形成地下集水，影響運(yùn)營(yíng)，必須及時(shí)采取措施，幫助排出。該工程設(shè)計(jì)中，通過(guò)設(shè)置污水泵房，將污水泵房設(shè)置于廁所旁邊或下方，其中設(shè)2臺(tái)污水泵，互為備用。

4 結(jié)語(yǔ)

城市的軌道交通建設(shè)中，給排水以及消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原本就是一個(gè)復(fù)雜的綜合性設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)必須結(jié)合工程實(shí)際，充分地考慮各種影響因素，采取能夠與其相適應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，從而保證交通的運(yùn)行安全暢通。由于對(duì)環(huán)保的日益重視，軌道交通建設(shè)中，也應(yīng)當(dāng)以節(jié)約資源為原則，控制給水水源、水質(zhì)等，采用安全可靠的供水系統(tǒng)，采用污、廢（雨）分流制，引入先進(jìn)技術(shù)，逐步完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，在滿足地鐵工程給排水及消防功能需求的基礎(chǔ)上，力求做到技術(shù)合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

[1]王嘉懿.城市軌道交通給排水系統(tǒng)概論[J].華人時(shí)刊旬刊，2013：35～36.

[2]張子峰.山城軌道交通給排水及水消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總結(jié)[J].低碳世界，2014（05X）：279～280.

[3]成明華.關(guān)于城市軌道交通給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015：56～57.

U239.5

A

1004-7344（2016）03-0122-02

2016-1-12

陳大鵬（1984-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事軌道交通安全管理工作。