城市軌道交通工程地下車站給排水及消防系統設計分析

王剛，王瑩瑩

（北京城建設計發展集團股份有限公司，北京 100037）

1 引言

給排水以及消防系統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行以及消防安全有著極大的影響，而且整個系統的復雜性相對較高，需要考慮的因素較多，設計難度較大。因此，加強對于地下車站給排水及消防系統設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項目為例，針對其中地下車站給排水及消防系統設計要點展開分析。車站為明挖3層島式車站，全長182 m，標準段寬為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軸處設有工作人員衛生間，站臺層4~6軸處設有公共衛生間，并設置污水泵房；車站站臺層1~2軸、18~19軸處設有兩座廢水泵房，C出入口處設有消防泵房。重慶路站—地鐵大廈站區間位于常寧路下方，區間線路為V字坡，最低點設有區間廢水泵房。

3 生產、生活給水系統設計

3.1 設計難點

首先，地下車站生產以及生活給水系統的水源主要來自城市用水，因此，在實際進行系統設計的過程中，應加強對于用水量方面的研究和分析，在確保供水充足的情況下，實現對于城市自來水的充分利用，堅持綜合利用、節約用水原則。其次，由于地下車站自身結構復雜，包括變電所、通信信號機房、弱電設備房、控制室等電氣設備用房，因此，在進行相應管道設計的過程中，因確保管道走線合理、安全。再次，給水系統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生產用水，即空調冷凍水補水以及沖洗用水要求。最后，基于平戰結合要求，該地下車站給水量還需要能夠滿足戰時給水要求。

3.2 解決方案

案例工程給水系統水源主要來自城市自來水，為滿足站生產、生活水量、水壓要求，工程設計從室外引入一路DN80 mm的給水管，然后由車站1號風亭送風井進入車站，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，強化對于車站生產生活用水的監控，還需要在室外設置水表井，并在風道內設置生產、生活給水計量水表組合。同時，以節水環保為前提選擇節水型衛生器具、沖洗閥組等，并根據相應器具耗水情況對車站用水量進行計算，詳細用水量情況如表1所示。此外，在進行給水系統管道設計的過程中，還應加強對于管道線路的設計研究，嚴禁任何管道穿過變電所的電氣設備用房，并盡可能將供水管道設置在遠離電氣用房的位置[1]。

表1 生產、生活用水量

4 生活污水、生產廢水系統設計

4.1 設計難點

生活污水、生產廢水排水系統設計的過程中，系統相對較為復雜，不僅包括車站沖洗水、環控機房廢水等，還包括地下區間隧道的沖洗水以及結構滲漏水等，而污水系統則主要指的是衛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，基于當前新冠肺炎疫情防控背景，對于相應污水排放有一定標準要求，這也在一定程度上加強了地下車站污水廢水排放系統的設計難度。

4.2 解決方案

首先，加強排水量計算。在進行生活污水、生產廢水系統設計的過程中，應結合車站情況，針對車站排水量以及區間排水量情況對排水量進行計算，相應排水標準和排水量計算結果如表2、表3所示。

表2 車站排水量

其次，科學進行排水方式設計。在車站內部設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中，再就近排入城市污水管網，為保障污水集水箱的運行效果，采用“雙集水箱、雙泵配置”策略，并在污水泵房當中設置便攜式潛污泵，以此確保在進行設備維修、清洗的過程中，污水也能夠得到有效處理和排放。結合車站生活污水排放實際需求，公共衛生間污水集水箱的容積設計為1 500 L，其中有效容積為900 L。對于廢水系統而言，通過在每層邊墻角下按30~40 m間隔設排水地漏的方式，實現對于結構滲漏水、生產廢水的有效收集，然后流入車站廢水集水，再就近排入城市雨水管網。此外，為保障車站排水的順暢性，還在內部配備了移動式真空排水設備以及電源接口，作為備用設施[2]。此外，為保障區間排水的順暢性，同時實現成本節約，將地下區間隧道廢水泵房設在區間線路實際坡度的最低點，區間廢水泵房結合區間防災聯絡通道設置，其中心里程為YCK23+900.000。主要排除區間隧道內的結構滲漏水、沖洗廢水和消防廢水等。

最后，針對當前疫情防控要求，對地下車站密閉式污水系統設計方案進一步進行了優化調整，補充了應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設計

5.1 設計難點

第一，在進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面積超過5 000 m2，均需要設置自動噴水滅火系統，因此，對于消防用水的需求量相對較大。第二，結合實際情況進行分析，發現城市管網供水壓力不滿足車站室內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，還應加強對于消火栓設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的有效性，還應對相應保溫措施進行設計研究。

5.2 解決方案

針對上述地下車站消防給水系統設計過程中的難點問題，在實際進行系統設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，應進一步與相關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，根據市政水源情況考慮設置消防水池與消防泵房的設計方式。

其次，針對城市管網供水壓力不足的情況，通過在室內消火栓系統當中設置消防加壓、穩壓供水系統的方式，確保消火栓供水。相應消防供水系統設備以及型號參數如表4所示。

表4 消防供水系統設備參數

再次，在進行消火栓箱位置設計的過程中，應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，并保障每股水柱流量均能夠達到5 L/s，水柱長度應至少為10 m，以此為基礎展開消火栓箱的設計。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，其他消火栓均采用單口單閥設計形式，并確保消火栓間距控制在30 m之內，以此保障地下車站運行安全。

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采取相應防凍保溫措施。對此，主要采用的是電伴熱保溫方式，同時在相應管道外部設置保溫殼，保溫殼材料為50 mm厚離心玻璃棉管殼以及0.6 mm厚鋁合金薄板保護層，以此達到保溫效果，確保消防給水系統的正常運行[3]。

6 結語

在實際進行地下車站給排水及消防系統設計的過程中，由于車站用水均來自城市管網，應結合車站用水實際情況，合理進行供水量計算，并科學進行給水系統設計，確保生產生活用水以及消防用水供應充足，在必要情況下可設置消防水池與消防泵房滿足相應消防用水需求，并結合當地實際情況，適當采取室外管道保溫措施，合理進行消防栓箱位置的設計，全面保障地下消防安全。在進行排水系統的設計時，應結合實際排水量，合理設計排水方式，并根據疫情防控需求，采取相應應急消毒措施。相信隨著對地下車站給排水及消防系統的設計研究，城市軌道交通工程的建設水平和質量將會得到進一步提升。