地鐵車站給排水設計要點研究

劉征

關鍵詞： 地鐵車站 給排水設計 污水排水 消防供水 生活供水

中圖分類號： TU992.23 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2023）15-0183-04

地鐵是城市交通系統的主要組成部分，其施工工程質量一直是社會主要關注的問題。其中，對給排水系統的設計非常重要，不僅能滿足供排水需求，還能在根源上保障地鐵的運行安全性。因此，相關建設單位要提高對地鐵車站給排水設計的重視程度，提高設計質量，為后續的給排水系統施工提供正確的設計引導，對保障地鐵車站的安穩運行有極為重要的現實意義。

1 地鐵車站給排水設計的必要性

在新版地鐵車站設計規范中，對給排水系統的設計要求進行了重新定義，規劃方案中對給排水水質、節水、水壓以及用水定額等原則進行了考慮[1]。與此同時，地鐵車站給排水設計還要考慮管道材料、管道鋪設和連接等因素。一般情況下，在地鐵車站供水系統設計初期階段，消防用水和生活用水應分開設計，施工人員在對材料進行選擇時，應著重選擇復合鋼、球墨鑄鐵等具有一定抗壓性的材料。在地鐵車站給排水設計的中期階段，需要對側通道、污水池、壓力井以及排水管線之間的相互作用進行考慮，以便對施工廢水和消防廢水進行排放處理。地下消防自動滅火系統主要是由噴水、自動氣體滅火系統組成，因為電纜、地鐵車站采用的包層材料為不可燃材料，且安檢程序與火災探測器設定較為嚴格，火災發生風險較低。

另外，因為地鐵車站人流量大、內部結構復雜，過于狹窄的排水環境是地下污水處理系統建設的主要原因之一。地鐵車站內部的乘客與員工，每天都需要進行持續供水，且消防系統也需要及時供水確保滅火系統的正常運行。而且，地鐵車站每天都會產生大量的污水廢水，必須要及時排放，確保地鐵車站的安全、穩定運行。在這種情況下，給排水系統的設計，對地鐵車站的平穩運行有著極為關鍵的作用，甚至在一定程度上能夠保障乘客和員工的人身財產安全。

2 地鐵車站給排水設計中的問題

2.1 生活給水設計中的問題

地鐵車站的功能決定了其具有較高的人群密度。生活供水作為地鐵車站給排水系統中重要的供水組成，一方面需要滿足車站的應用需求，另一方面還需要對各方面因素進行考慮，結合市民的生活方式，使地鐵車站內部供水更加人性化、科學化。因此，對于地鐵車站來說，供水系統的供水量會對車站內可服務人群數量以及未來車站建設都將起到直接影響[2]。一般情況下，地鐵車站的日客流量都在數萬，重大節假日將會更多，如果在對地鐵車站給排水系統進行設計時忽略了人員超負荷問題，將會導致地鐵車站各環節運作缺水，使地鐵車站難以正常運轉。

2.2 消防系統設計中的問題

地鐵車站給排水設計中，消防系統設計是其中的關鍵部分。地鐵車站現場的消防管道比較復雜，很難對孔位進行準確預留，如果出現疏漏問題，那么地鐵車站軌道的回填層就需要二次去除，大幅度增加工程量。與此同時，因為地鐵車站在進行線路規劃時，開始逐漸增加減震道床的使用率，再加上給排水工程施工具有機電特性，導致浮板道床在部分特殊區域不能鋪設管槽通道。通風井與隧道進入水口間的連接管必須要按照規定鋪設保護層，避免管道的漏水問題。因此，不僅消防連通管保護層的鋪設難以達到標準，還會使管板的水位進行額外設置，消防連接管的設計難度再次上浮。在這種情況下，雙水站設計概念是目前地鐵車站給排水系統設計的主要設計方向，其中一個水站臺將其納入消防滅火系統，連接處處于風道口。這種方法能夠對消防系統連接管的設計進行簡化，還能將聯通管電動閥的設置在站臺內，方便了工作人員的操作與控制。

2.3 排水設計中的問題

地鐵車站的平臺板下方垂直排水管道，需要繞過自動扶梯進行設計，并對基抗建設安裝嚴格的防水措施。而且在屏蔽門前的絕緣區域內也不能進行排水裝置安裝，不然排水裝置會對絕緣層保護層產生嚴重破壞。另外，風亭的設置應在地鐵主體以外，如果特殊情況下需要內置在主體結構中進行排水，可以利用設置小圍堰的方法阻隔雨水滲出。

3 地鐵車站給排水的設計要點

3.1 地鐵車站給水設計要點

水源是地鐵車站給水設計中的主要設計要點之一，一般情況下，地鐵車站都將自來水作為給水設計的水源選擇，滿足地鐵的給水需求。在此期間需要對不同用水進行區分，并為消防系統設置專門的消防用水。在管線設置方面，給水系統通常需要滿足車站的生產、運行以及消防滅火等多方面用水需求。在這種情況下，就需要對水管道位置進行重視，管道材料的選擇與應用，應與地鐵車站的實際情況相契合，保障材料之間不會出現沖突問題。在對給水管道的位置進行設計時，需要對地鐵車站中的電氣設備與通信設備所處位置進行明確，給水管道的設計應盡量遠離這些設備區域，避免漏水產生安全事故[3]。具體設計中，可以將泄壓閥的位置設計在給水管道的最低處，排氣閥設計在最高處，波紋管伸縮器則可以安排在縫隙之中，避免構件之間的設計沖突。在實際施工過程中，給水水管管線的鋪設可能會存在過長或短缺等問題，為了確保管線能夠契合實際情況，可以采用敷設暗管的方法對水管進行鋪設，保障鋪設工作的有序開展。如果施工人員將干管與支管進行連接后，產生的折角難以滿足管道伸縮的自然程度需求，就需要將支架替換為固定支架，完成管道鋪設作業。但是這種施工就需要將管道之間的間隙進行縮小并對管道加以固定，避免因壓力過大出現水管爆裂的問題。

3.2 給水立管與沖洗栓箱的設計要點

沖洗栓箱作業的開展，能夠為地鐵車站的后續清潔工作提供幫助，加強排放污染物的能力。一般情況下，沖洗栓箱操作采取暗箱敷設的方式，在地鐵車站的站廳與站臺兩端進行分離式操作鋪設。沖洗栓箱的灑水栓頭往往會安裝專門的閘閥，能夠為灑水栓頭的更換以及沖洗作業提供幫助，提高作業效率，還能在很大程度上保障供電系統的正常運行。

3.3 排水系統的設計要點

地鐵車站排水系統主要分為兩方面：一是針對地鐵車站正常運行所產生的污水而設計的污水排水系統；二是針對地鐵車站消防用水與雨水等污水排水系統。目前，許多地鐵車站的排水系統往往都會采用PVC 管材，作為排水管道的鋪設材料。車站內部有很多的熱鍍鋅材質，往往要安排相關的施工設計，以杜絕材料之間產生的沖突隱患。其中，支架等構件是預制構件品，需要進行事前的鉆孔作業才能正式投入使用，在鉆孔結束后采取油漆處理后，才能進行安裝操作；存水彎可以在地鐵車站的衛生器、地漏等位置進行安裝，避免臭氣的泄露與大量聚集。

因為地鐵車站處于地下區域，排水系統首先需要利用壓力將車站內的污水廢水送至地面，排入市政污水處理系統后再進行綜合處理。一般情況下，地鐵車站風亭的雨水排放首先要接入市政雨水系統，但在不同的區域內地鐵車站排水是接入雨水管道還是污水管道，還需要結合實際情況[4]。設計單位要對當地的排水管理部門制定的政策規定進行全面掌握，有針對性地開展施工設計，避免工程重復、反復返工的問題。

地鐵車站排水構筑物的設計內容，主要包括化糞池、壓力檢查井以及普通排水檢查井等方面，因此在進行排水構建物設計過程中，需要對梁頂標高數據、地鐵翻梁等方面進行精準掌握，對地鐵車站的覆土情況進行了解，保障排水構筑物施工與地面覆土范圍相契合。其中，化糞池的設置需要格外注意，需要結合當地城市排水管理部門的意見與要求進行化糞池設計，并從以下幾方面進行：第一，為了化糞池的機動清掏工作的順利開展，化糞池的設計位置應盡量選擇綠地或人行道等區域，并與周圍的建筑物保持一定距離；第二，如果地鐵車站的覆土滿足標準要求，化糞池可以選擇設計在室外，高度設計一般在3.15 m 以上。如果覆土要求難以滿足，則化糞池位置的安置應在附屬范圍以外。

地鐵車站的排水接駁設計往往因為設計問題，導致路面恢復難以與市政管網進行對接，使地鐵車站機電安裝驗收工作開展遇到許多阻礙。排水接駁設計也是地鐵車站排水系統中的設計重難點。地鐵車站的施工過程會造成很大的交通影響，對市民的日常出行生活造成了一定困擾，所以通常情況下政府部門會要求破路施工恢復后的一定時間內，不能再次進行挖掘施工作業。因此，在對地鐵車站給排水系統進行設計時就需要與管線遷改單位進行全面交接，并在道路附近預留接駁井，嚴格審批施工圖紙，減少排水接駁對市政排水管的損害。

3.4 不同類型排水系統的設計要點

3.4.1 雨水系統

為了加強地鐵車站的廢水、雨水以及滲漏水的收集力度，一般情況下都會將排水泵、集水井設計在地鐵車站的出入口或風亭等敞開的開闊位置。集水井排污泵應根據地鐵車站的規模與實際情況進行預設，通常情況下應為2 臺左右，遇到大暴雨等極端天氣時同時開啟，將雨水抬升到地面位置，進入市政雨水管網。

3.4.2 廢水系統

地鐵車站的廢水泵房，往往都會在實際線路中的最低坡度上進行設計安置，通常情況下兩臺排污泵就能滿足地鐵車站的排污需求，在需要提供消防用水時才會同時開啟[5]。地鐵車站的廢水集水池，能夠容納的最大水量，約為最大排水泵20 min 左右的出排水量。當地鐵車站內的廢水提升至地面后，會與城市排水系統進行對接，這就需要按照當地城市的地下結構滲水量的實際情況下進行針對性設計。

3.4.3 污水系統

地鐵車站內部都有衛生間的設置，其中又分為公用衛生間、工作人員用衛生間，這就需要利用管道對污水進行整合，集中升級到污水泵房后，提升至地面傳輸到市政污水系統。

3.5 設計風險管理的要點

地鐵車站的給排水工程設計屬于地下施工，相比于普通施工來說，施工環境更復雜、施工環節更多樣，因此，在進行地鐵車站給排水設計時需要充分結合當前的施工環節進行設計，進行實地勘察對施工環境數據進行收集整合，便于設計工作的后續開展。要制定全面的風險預防措施，明確施工相關權責，在出現事故后能夠對各個部門的工作責任進行明確，規避互相推卸、扯皮的現象。因此，單位應做好地鐵車站給排水設計的風險管理工作，形成部門之間的通力合作、互相協調，搭建出高效的、科學的風險監測體系，切實把控設計中可能存在的風險因素，及時對風險進行預警，及時發現及時處理，保障設計方案的最優化，確保施工環節能夠規范化開展[6]。地鐵車站給排水設計事關車站的安全與供水，需要嚴格按照國家相關設計規定進行開展，能夠結合地鐵車站所處的省市習慣，以及部門對給排水設計要求進行開展，把握各環節中的設計要點，提高工程建設質量與效率，避免因給排水設計方案不嚴謹、不合理，為后續的施工與系統運行產生不利影響。

3.6 套管預埋的要點

從施工單位、地鐵車站實際運行情況以及施工人員等方面的綜合情況了解，在進行給排水設計時，預留管套管問題一直是其中的突出問題，主要體現在預埋套管的材質、長度以及型號等方面，在預埋套管的位置設計過程也常常遇到許多阻礙。地鐵車站的給排水施工設計需要結合外部資料，并從以下幾方面給予重視。

3.6.1 預埋套管的設計標注要點

套管在圖紙的標注過程中主要存在套管大小、與結構板的相對高度與材質問題，其中，套管尺寸設計標注過程需要將套管的外徑也進行標注。例如：DN150剛性防水套管的應預埋外徑應當符合02S404防水套管圖集標準。預埋套管與結構板的相對高度設計也是其中的要點，結構板在位置上需要保持與預埋套管處于平齊狀態，其他管道的預留套管要求需要高出裝修完成面，保證防水性能達到要求。在對預埋套管的材質選擇上，需要在設計圖紙中，標志預埋套管的材質，避免因材料不適配造成重復返工的情況。

3.6.2 預埋套管穿軌頂風道設計要點

軌頂排熱風道的主要作用，是對地鐵運行時產生的熱風進行排放。這就需要保證風道的密閉性，防止因排放熱風產生的高溫對管線造成損害。因此，就要求管道在穿越軌頂時，必須要采用整體鋼套管，保證套管的長度能夠貫穿軌頂風道。

3.6.3 風道或出入口結構預埋套管設計要點

地鐵車站的外墻結構具有厚度較高的圍護機構，因此在風道或車站出入口的引入管道設計中，需要在結構墻周圍對預留套管進行標高設計，通常情況下低出地面500～1 000 mm 左右，主體結構墻的預埋套管標高設計過程中，需要對圍護結構情況進行考慮，保證套管能夠深處圍護結構，具體高度應在結構專業出圍護結構施工圖的事前階段，與結構專業商討后進行確定。

3.7 消防管從車站進入區間的設計要點

3.7.1 消防橫管與地漏立管的空間交叉設計

消防管道在地鐵車站的設計過程中，需要對消防管道的區間敷設進行考慮，應敷設在行車道的右側區域，在此區域進行敷設能夠保證給排水管道的地漏立管與消防管道在空間內交叉。如果不能進行合理設計，很有可能出現入侵限界的嚴重問題，難以保證設計的美觀性與實用性，因此可以選擇消防水管從車站的最端頭橫穿，能夠最大限度地避免這種問題的出現。

3.7.2 消防橫管阻擋車站接觸網隔離開關柜的開啟

為了加強管道敷設的銜接性與高效性，消防管道的安裝高度，應在車站和區間內保持基本一致，避免消防水管與隔離開關柜產生碰撞。一般情況下，消防水管在此區間的安裝高度需要靈活調控，安裝在距離地鐵軌道450 mm 以下。隔離開關柜與水管位置要全面考慮，避免因水管設計不到位擋住開關門開啟。

3.8 島式站臺設備房端頭沖洗水栓箱排水的設計要點

通常情況下，島式站臺沖洗栓的設計，往往處于設備房端頭位置，因為此墻體的外掛離壁墻內沒有排水溝，所以就需要在沖洗栓附近額外設計一個地漏進行排水。地漏的位置可以在排熱室與設備房的右側路中線，距離應在2 m 以內，在這種情況下，如果沖洗栓取水遇到了水資源泄露等問題，需要經過較遠的距離散水才能排除。因此，地漏的設置應在保證套管敷設正常的前提下，盡量靠近沖洗栓位置，加強與裝修專業的協商，實現靈活的設計調控。另外，在自動扶梯下的局部廢水泵房設計，往往會忽視水管閥門、壓力表、蓋板的位置，后續的檢修作業較為困難，在這種情況下，就可以在集水坑內增設鋼平臺，能夠加強檢修的便捷性。

4 結語

綜上所述，地鐵車站給排水設計是地鐵運行的重要組成部分，不僅能為乘客提供安全、舒適的地鐵乘坐環境，也是地鐵車站生活、消防用水排水的重要手段。地下施工與常規施工存在一定差異，施工環境更為復雜多樣，需要地鐵車站給排水設計嚴謹、科學，并對地鐵車站給水設計、給水立管與沖洗栓箱的設計、排水系統的設計、不同類型排水系統的設計等設計要點進行明確，確保設計方案的準確合理，促進給排水系統施工質量的提高，保障地鐵車站的正常運行。