地下空間給排水設計經驗總結與思考
——以廣州南沙靈山島尖地下空間為例

黎獻綱

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 項目背景

靈山島尖地下空間工程項目位于廣州市南沙區，是該區域第一個集交通、人防、商業、休閑等功能于一體的地下商業綜合體。該地下空間工程，區外聯通地鐵15 號線、明珠灣過江隧道，區內實現了周邊高端商務區綜合體的互聯互通，成為相鄰地塊之間、地下和地上連接的樞紐。

該項目對于完善當地城市公共配套及商業配套具有重要意義，是一個既滿足公益性又能追求商業價值的項目。給排水專業是項目重要的組成部分，其設計水平直接影響項目品質。在該項目給排水設計過程中，遇到了一系列設計難點，以下對其展開討論[1]。

2 防洪防澇措施

本項目位于靈山島，臺風登陸時會帶來持續的強降水，加上地下水位高，故防水排水措施是保證本項目安全性的重要環節。地下空間項目在防洪方面處于“先天弱勢”，當周邊區域排水不暢時，地下空間處于地勢低點，容易成為區域洪澇水匯集之處。由于地下空間的積水難以快速排出，容易造成巨大的生命財產損失，因此，本項目的防洪設計十分重要。

本工程根據廣州市城市防洪總體規劃，合理設置地下空間各出入口的絕對高程，使出入口、敞口風井等出地面設施比四周市政道路路牙高0.3～0.5 m。同時在地下主要出入口采取設置梯級等擋水措施，防止地面雨水漫流進入室內[2]。

3 敞口段雨水排水設計

本項目中的地下空間有大面積的敞口段，包括下沉廣場敞口區域及送風/排風井和出地面敞口風井，這給雨水排水設計帶來一定困難，需要考慮如何在滿足規范、保證排水安全的前提下，不影響下沉廣場的建筑方案效果。本項目在各個主出入口都設計了下沉廣場，它可以在一定程度上為地下空間解決采光、通風、消防等固有的缺陷。但同時下沉廣場帶有大面積的敞口空間，其中最大一處敞口面積約為1900 m2。

本項目下沉廣場地面整體采用透水鋪裝材料排出地面雨水，在透水鋪裝地面之下，通過結構降板，設計約0.4 m 深的調蓄空間，儲存下滲雨水。下滲雨水通過引導設施匯流至雨水機房，雨水機房下方為雨水池及雨水提升泵，上方設置檢修通道，方便人員操作控制柜及進入雨水池檢修水泵。下沉廣場蓄水空間如圖1 所示。

圖1 下沉廣場蓄水空間

雨水排水設計流量的計算是根據《建筑給水排水設計規范》（GB 50015—2003），《室外排水規范》（GB 50014—2006）來選取設計重現期的。按50 年重現期選取排水設計流量，按照100 年重現期校核調蓄容積+排水設計流量[3]。對于雨水機房排水潛污泵選型，在考慮其開啟的最大值滿足50 年重現期的排水設計流量的同時，也要考慮經濟性。結合作者的工作經驗，在本項目中應考慮以下3 點。

（1）計算匯水面積時，需同時考慮敞口面積+側墻面積。

（2）計算揚程時，需考慮雨水內混合的雜質的影響，適當選取安全系數。

（3）計算總流量時，考慮多臺水泵并聯運行的影響，本項目采用3 臺3 用水泵，3 臺全開出水時，總流量折減系數取0.75。

對于水泵臺數的選取，需分別計算年平均降雨時和一年一遇至50 年一遇的設計流量，盡量做到平時降雨時開啟一臺水泵，雨季大雨時開啟兩臺水泵，重現期極端降雨時開啟全部水泵。這樣設計不僅可以使水泵組在大多數時間內處于互相備用的狀態，還能節省電量。

對于雨水提升潛污泵，在設計時，應對其設備的質量提出具體要求，以避免因交代不清，導致施工單位購買的設備不滿足使用條件。潛污泵的要求如下。

（1）泵殼、軸承體以及支承架、軸封壓蓋、軸承壓蓋等承壓部件為球磨鑄鐵材質，需保證有足夠的厚度，使之能在工作溫度下經受住最大容許壓力并限制變形。

（2）葉輪為球墨鑄鐵材質，表面挫光。為保證其靜止平衡和動平衡，采用保護帽密封，使其牢固地裝在泵軸上，無論是沿著順時針還是逆時針方向旋轉，葉輪都不會松動。

（3）泵軸采用304 不銹鋼材質，能承受軸向和徑向負載，并與液體完全隔離。泵軸必須具有足夠的強度和剛度，才能承受正常工作、啟動、停機時可能出現的最大扭矩，確保自身運行平穩。

（4）性能要求：①水泵的工作曲線是連續上升的，在工作范圍內，相應的效率曲線比較平緩。而選型在水泵特性曲線的高效區。②潛污泵應為單級、易拆卸的雙通道無阻塞型潛污泵，帶自動攪拌裝置，泵體與潛水電機直接相連。③潛污泵在全淹沒或部分淹沒的條件下能夠連續運行，同時也能夠在間歇運行和長期停機后恢復正常啟動運行。④潛污泵在設計負荷范圍內，無振動和氣蝕現象，運行平穩。⑤潛污泵采用立式耦合式安裝方式。配置自耦安裝的潛污泵，需配備出水彎管、自耦底座和移動、自動就位時起連接作用的不銹鋼導軌及提升鏈。

（5）電機：①電機為全密封潛水全淹式電機，絕緣等級為F 級，防護等級為IP68，電源為三相/380 V/50 Hz。②水泵所用電機需有足夠的功率儲備，使水泵在性能曲線允許的范圍之內工作時，不會超負荷。③電機能夠連續和間歇運行，每小時啟動次數為15次，且不會對泵帶來任何有害影響。

（6）控制柜：①控制柜應具有水位控制功能。超過高水位時聲光報警；降至設計的下限水位時，自動停泵；恢復到啟泵水位時，自動啟動。具有系統爆管時的保護功能，實現水泵自動交替運行，保證各水泵運行時間相同。②控制柜應具有定時自動切換的功能。定時輪流循環，自動按照先開先停的順序控制各臺水泵的啟停，并根據流量的變化自動投入運行或切除，保證各臺水泵能夠均等工作，以延長其使用壽命。③控制柜具有故障自動切換的功能。運行過程中單臺水泵出現故障，系統自動將故障泵切除，下一臺水泵自動投入運行，實現完全無人守候，自動運行。控制柜具有手動和自動控制功能，實現低水位停泵、高水位啟泵、超高水位兩臺同時運行并報警（含一臺情形）；兩泵運行一泵故障時，備用泵自動投入運行并有故障顯示。

通過廣場地下降板+雨水機房調蓄池，本項目每處下沉廣場都具備一定規模的調蓄空間。該方法在規范基礎上提高了排水安全性，雨水收集池調節容積達到10 min 降雨量，能應付諸如極端天氣、室外積水倒灌、設備損壞等突發狀況，使地下空間的防澇安全系數得到大幅提高。

為配合地面景觀效果，本項目大部分出地面的風井為敞口設置，故除下沉廣場外，敞口風井也是另一處雨水能直接進入地下的地段。本項目在各風井底部設置地漏，風井周圍就近設置集水井，風井內積水通過地漏流至集水井進行加壓排放。

4 商業餐飲排水的規劃及預留條件

在現代地下商業空間的設計中，為商鋪預留餐飲改造的條件，是給排水規劃應著重考慮的問題。地下空間剛建成時，周邊的出讓地塊還處于未建成或啟動階段，故地下空間的商業業態并不發達。但作為區域內各出讓地塊的連接通道，地下空間將慢慢成為人流匯集的場所，商業價值也逐步提升，商業業態也變得更加豐富。在當今社會，商業業態中餐飲的占有比例越來越高，因此，如何在地下空間設計中為商鋪預留餐飲改造條件以滿足招商業態的多樣性需求，就成為一個普遍性的問題。

本項目采取餐飲排水管溝加隔油間的方式解決該問題。在方案階段配合土建工程技術，根據業態分布，在各商鋪廚房區域地面以下分別設置餐飲排水管溝。商鋪餐飲排水經管溝匯合至油水處理間，經隔油處理、加壓提升后就近排至市政管道。在布置管溝的同時，將本項目各商業區域劃分為不同排水分區，每個分區設置一處隔油間。管溝尺寸為1000 mm×1400 mm，可安裝 3～5 根 DN150 排水管，并預留走管找坡空間。餐飲排水管溝構造如圖2 所示。

圖2 餐飲排水管溝構造

管溝在公共區域為暗溝，在各商業餐飲區域內設置檢修入孔800 mm×800 mm。隔油間部分提資土建做下沉房間，隔油間利用當層下方的空間，不占用當層業態面積。隔油間的設備房門統一開在安全通道，油渣可以不通過公共通道及商業通道，直接運送至室外。排水暗溝+檢修口的合理布置，既不影響公共區域的環境衛生，又能方便商鋪排水管安裝及管道的檢修，這有助于提高地下空間的商業價值[4]。

5 與市政設施對接

本項目面臨與市政設施對接的布置空間有限的問題。地下空間整體位于市政道路下方，其上方有市政綜合管溝、市政雨水管、河涌水景等設施，周邊也有各出讓地塊的用地紅線，因此，可用的地面基本為市政道路兩側的人行道，寬3～5 m。

本項目采取將人行道定義為緩沖地帶的方式解決該問題，并將排水出戶井及構筑物設置于地面緩沖區。在水平層面，合理定位各出戶管線及構筑物，避免與市政管線發生沖突，使地下空間管線與市政管線的界面更明晰；在豎向層面，采用局部降板的方式以滿足排水構筑物的豎向設置要求，降低市政道路的覆土厚度，減少工程整體開挖。整體而言，項目地下空間各衛生間、雨水、餐飲、消防的排水都以壓力流方式排入就近市政管道，接駁點比較分散。設計過程中建筑給排水與市政給排水工程緊密配合，合理布置了市政接駁井、排水出戶管、化糞池和消能井等排水構筑物。

對于消防系統，本項目合理布置室外消火栓點位，實現僅用一套消防系統即可同時保護市政路及地下空間。本項目的室外消火栓設置于各出入口附近，室外消防全部由市政消火栓供水[5]。

6 其余系統經驗總結

生活給水系統充分利用市政水壓供水，以區域為單位設置專用的水表間，集中設置水表，同時預留可供后期擴容的給水接口及水表安裝空間。這樣既滿足業態升級的要求，也為運營管理及維護創造便利。

衛生間排水系統在各公共衛生間旁設置污水提升間，衛生間污水經加壓提升后排至地面化糞池，處理后就近排至市政管道。污水提升間利用衛生間下方的空間，不占用當層業態面積。

7 綜合管線

本項目中的地下空間有商鋪、設備房、走道等多重功能區域。因此對室內消火栓及噴淋系統管網的布置有供水距離遠和地下空間設備管線密集等不利因素。項目結合建筑信息化（building information modeling, BIM）技術，通過合理規劃管線路由，將消防管主環、支環、支管互相結合布置，提高了管網的安全性，降低了水損能耗，并且滿足了綜合管線的要求。

8 結語

靈山島尖地下空間給排水設計在安全性及經濟性間找到平衡點，貫徹了以有限的公共投入，引導城市活動向地下延展，發掘城市更多的空間價值的理念，達到了整合空間資源的規劃效果。通過地上地下一體化設計，落實“低碳節能”的建設理念，為靈山島尖實現打造具有世界先進水平的粵港澳大灣區中央商務區的目標奠定了堅實的基礎。本項目既充分借鑒已有項目的經驗，也結合自身特點進行創新，充分發揮主觀能動性，成功打造了一個令各方滿意的項目。