城市地下軌道交通給排水及消防案例優化設計研究

作者簡介：劉青青（1993— ），女，漢族，江西吉安人，本科，工程師，研究方向：給排水設計。

摘要： 本文以某城市地下軌道交通2號線為例，分析了其給排水系統和消防系統的設計要點，明確了設計中存在的問題，并提出了有效的優化設計措施，如消防水池用水量和補水措施優化、污水系統優化等。結果顯示，在經過優化設計后，2號線整體給排水系統及消防系統運行的穩定性和安全性得到了顯著提升，也有效降低了系統運行成本。

關鍵詞：軌道交通；給排水系統；消防系統；優化設計

引言

地下軌道交通在城市規劃建設中發揮著至關重要的作用。給排水系統及消防系統是地下軌道交通工程的主要內容，需要設計單位結合工程的實際需求，把握給排水及消防系統的設計要點，針對存在的問題進行優化，提升設計的有效性，確保地下軌道交通工程的最終設計效果能夠達到預期。

一、項目概況

某城市地下軌道交通2號線（南北向）全長1732km，全線一共設置有14個車站，包含2個換乘車站。整條線路全部處于地下，與現有的1號線（東西向）以及3號線（環線）共同構成了完整的地下軌道交通網絡。在2號線規劃設計環節，給排水設計和消防設計是兩個最關鍵的內容，其設計效果關系著線路的整體運營。考慮2號線在建設標準方面有了一定的更新，設計單位依照1號線和3號線的設計經驗，在明確設計要點的基礎上，進一步優化了給排水及消防系統的設計，獲得了良好的反饋效果。

二、初始設計

（一）設計要點

1.給水系統

工程優先使用市政自來水作為水源供給，給水管采用的是DN80管道，在車站內呈現樹枝狀布局。為了確保管道壓力達標，加強用水監控，設置了水表井并配備了生產生活計量水表。設計人員計算了車站的平均用水量，依照計算結果選擇衛生器具和沖洗閥組等設施。另外，為了提高給水系統整體運行的穩定性，引入了新型監測設施，可以智能監測給水系統的運行情況，及時找出系統中存在的問題，并做好維護工作^[1]。

2.排水系統

（1）污廢水系統。污水系統采用了密封式設備，污水先排放到室外泄壓井中泄壓，再排入化糞池處理，達標后進入市政污水管網。在每個站點選擇適當位置設置泵房和排水泵，區間線路選擇低點位設置廢水泵站，每個泵站配備2臺或3臺排水泵，通過臨近車站將廢水排出。在污水系統設計中，需要考慮區域內市政污水管網的具體情況，如果各方面條件達標，可以取消化糞池，以節約成本費用。

（2）雨水系統。雨水系統設計的主要依據是《建筑給水排水設計標準》（GB50015-2019）。在高架車站頂面設置虹吸排水系統，所有管道采用隱蔽安裝，不影響乘客通行及美觀。雨水管道沿墻柱布設，從方便檢修的角度，在進出口兩端分別預留長度為200mm的不銹鋼法蘭接頭，以便當管道出現腐蝕情況時可以更換。

3.消防系統

（1）消火栓。消火栓水源主要來自消防水池和泵房，設置了兩路水源，在車站兩個不相鄰出入口各設置一組室外消火栓，管道直徑為DN150。同時，設置了增壓和穩壓系統，以保障消火栓的供水效果?？紤]到該工程所處城市冬季氣溫較低，對管道及消火栓進行了防凍處理，使用玻璃棉管殼搭配05mm厚鋁合金保護層，保證了消防系統在低溫環境下的穩定運行。

（2）自動噴淋滅火系統?？紤]到地鐵車站巨大的人流量，如果采用噴水滅火的方式，地面積水后變得濕滑，會影響人群疏散，因此車站主體不設置自動噴淋滅火系統，主要設置在區間、商業開發區等位置，與地下軌道交通系統相互獨立。

（3）氣體滅火系統。在車站變電所、設備房等位置設置了氣體滅火系統。使用的氣體是IG541混合惰性氣體，搭配自動、手動和應急操作三種啟動方式^[2]。

（二）存在的問題

完成初步方案設計后，設計人員對方案的可行性進行分析和論證。結果顯示，方案能夠較好地契合2號線的整體規劃設計要求，同時也存在一定的問題。在排水系統設計中，部分車站和區間缺乏相應的排水條件，周邊沒有市政雨污水管網覆蓋，污水和廢水排放困難。同時，2號線整體排水量巨大，不同污水、廢水的排放方式有所區別。在消防系統中，對于消防水池水源的補充，采用的是常規的浮球閥物理自控措施。這種措施是最為常用的方式，可能出現浮球閥失靈的情況，導致消防水池連續補水，引發漏水問題。此外，在更換故障浮球閥過程中，無法實現自動化供水控制。2號線一共有14個車站，其中有12個站點設置在交通擁堵地段。在工程建設中，車站和市政給排水管線的接駁需要挖開路面，交通管制給車輛通行以及周邊市民的日常出行帶來不便。

三、優化設計

針對原本設計方案中存在的問題，技術人員在經過深入研究和討論的情況下，開展了優化設計。

（一）排水系統優化

1.優化排水方式

在部分不具備排水條件的車站，設置一體化污水集水箱，借助管道完成了污水和廢水的匯流。為了最大限度保障排水效果，采用了雙集水箱和雙水泵的方案，并在污水泵房中安裝了便攜式潛污泵，以便在進行設備清洗或者維修更換時，保障污水的順利排放。依照車站及相鄰區域的排水需求，將集水箱的容積設計為1600L。

2.優化廢水處理

在車站每一層的墻角位置，以30m作為間隔，設置排水地漏，以確保有效收集滲漏水和生產廢水，就近排放到市政雨污水管網中。同時，從確保車站排水順暢、減少積水問題的角度，在站內配備了可移動的真空排水設施，確保在積水較多時能夠作為備用設施。

3.優化區間排水

在區間線路最低點設置隧道廢水泵房，確保其能夠結合區間防災聯絡通道同步設置，解決渠道隧道結構滲漏、沖洗以及消防產生的廢水問題^[3]。結合2號線的具體情況，排水量如表1和表2所示。

經過優化設計，車站和區間的污水廢水排放量減少，降低了排水系統的運行壓力。

（二）消防系統優化

消防系統的優化包括消防水池優化和室外消防優化兩個方面。

1.消防水池優化

針對原本設計方案中存在的補水問題，在水池中安裝了超聲波液位計，并在補水管一側設置電動蝶閥。當浮球閥因為各種原因失靈時，超聲波液位計會及時反饋異常信息，并自動控制電動蝶閥開啟或者關閉，在確保消防水池水量充足的同時，避免過度供水導致的水資源浪費問題。

2.室外消防優化

依照《地鐵設計防火標準》（GB51298-2018）的相關要求，優化室外消防系統，室外消火栓系統的設計流量為20L/s，部分車站采用了單水源供給方式，由市政供水管網供水。在車站非相鄰出入口分別設置了室外消火栓。消火栓采用了單口單閥設計，間距控制在30m左右，最大限度保障車站的運行安全^[4]。

（三）管線優化改遷

針對2號線與市政管網接駁問題，對接駁點進行了優化設計，推動了接駁與管線改遷工作的同步進行。在實際操作中，在確定車站附屬方案后，同步確定管線接駁方案，向市政管線部門提交相應的管線接駁需求，確保其能與市政管線整體規劃保持高度一致。另外，在附屬施工圍擋以及道路恢復前，預留好市政和管線接駁口，為后續給排水管線接入提供便利。

（四）其他優化設計

在車站上方開發區域，優化消防系統，依照區間標準，控制室外消火栓間距為40m，整體使用消防器材箱和SA65型室外消火栓的形式。即便火災發生時消防車沒有及時到達，也可以展開人工救援工作，及時做好火情撲救，為人員疏散爭取時間，減少火災造成的損失^[5]。在車輛段設置有物資總庫，高度為122m，依照《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2017）的相關要求，可以采用兩種不同的噴頭。第一種噴頭的最小工作壓力為01MPa，噴頭數量為20個，噴頭為直立型結構；第二種噴頭的最小工作壓力為02MPa，噴頭數量為12個，噴頭為下垂型結構。設計人員從成本、工期和效果等方面展開了全面分析，最終選擇了第二種噴頭，搭配吊頂設計，在保障消防安全的同時，降低了前期的資金投入。

結語

總而言之，在該地下軌道交通2號線的建設中，設計人員依照實際情況，優化了給排水系統和消防系統的設計方案，并將經過優化后的方案提交給消防部門審查，得到了高度認可。目前，2號線已經正式運營超過2年，給排水及消防系統取得了較為理想的反饋效果，消防水池的水量始終控制在安全線內，避免了斷水以及漫水的情況。污水系統經過優化后，車站衛生間的停用率對比1號線，從22%下降到了68%。在后續地下軌道交通建設中，需要進一步推動給排水及消防系統的優化，引入先進的技術手段和節能節水設備，運用全生命周期設計理念，結合云計算、BIM等，加強對地下軌道交通系統中給排水與消防系統的設計和管理，推動軌

道交通系統穩定健康發展。

參考文獻

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[5]盧丹，劉旭東.淺析“雙碳”目標下城市軌道交通節能減排的措施[J].上海節能，2023（05）：679-683.