地鐵給排水設(shè)計中的細節(jié)問題研究

梁浩楠

（中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西 西安 710021）

1 地鐵給排水設(shè)計的意義

1.1 地鐵給排水系統(tǒng)概述

新版地鐵設(shè)計規(guī)范包含地鐵給排水系統(tǒng)設(shè)計的一般要求，在規(guī)劃時考慮了節(jié)水、擴散、用水定額、水質(zhì)和水壓等原則。同時還規(guī)定了管道材料的選擇以及管道的鋪設(shè)和連接要求。首先，供水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計初期，生活用水和消防用水必須分開供給，施工管理人員的選擇和安裝需要選擇復合鋼管和塑料或球墨鑄鐵管道等具有良好的抗壓性的材料。其次，給排水系統(tǒng)需要側(cè)通道、中間污水池、污水泵和壓力井以及沿線的公共排水管線的相互作用，以有效處理沖洗、系統(tǒng)和施工廢水以及消防廢水的排放問題。最后，地下消防自動滅火系統(tǒng)主要由自動氣體滅火系統(tǒng)和噴水滅火系統(tǒng)組成。由于地鐵采用的包層材料及電纜等均是無法燃燒的，而且地鐵內(nèi)部有火災探測器及嚴格的安檢程序，所以地鐵發(fā)生火災的風險很低。

1.2 地鐵給排水系統(tǒng)的意義

地鐵客流量大、結(jié)構(gòu)復雜、環(huán)境狹窄是地下水系統(tǒng)污水處理工程建設(shè)的主要原因。車站的大量員工和乘客每天必須及時供水，發(fā)生火災時必須有理想的滅火系統(tǒng)。其次，生活污水、消防廢水、結(jié)構(gòu)滲漏廢水也必須及時排放，以確保地鐵的運行。因此，給排水系統(tǒng)對地鐵的平穩(wěn)運行起著重要作用。地鐵的地下水和給排水規(guī)劃人員必須認真仔細地規(guī)劃并注意設(shè)計中的細節(jié)。

2 地鐵給水設(shè)計中的相關(guān)細節(jié)問題

2.1 生活給水設(shè)計的細節(jié)問題

地鐵站的性質(zhì)決定了群眾聚集的高密度。生活供水作為地下水供水的組成部分，既要滿足負責人員的應用需求，又要兼顧各種因素，完善市民的生活方式，使站內(nèi)供水更加人性化。對于地鐵站而言，其內(nèi)部供水系統(tǒng)的供水量直接關(guān)系到車站可服務(wù)的乘客數(shù)量和未來的發(fā)展。以西安地鐵站為例，人口密度很高，每天的客流量在幾萬，重要的節(jié)假日在幾十萬甚至幾百萬。在規(guī)劃地鐵站給排水系統(tǒng)時，沒有考慮人員量超負荷問題，這不可避免地導致節(jié)假日地鐵站的各類環(huán)節(jié)缺水，使地鐵站無法繼續(xù)正常工作。

2.2 消防系統(tǒng)設(shè)計的細節(jié)問題

在規(guī)劃地鐵項目的給排水系統(tǒng)時，規(guī)劃消防供水是一個關(guān)鍵要素。根據(jù)工程師的經(jīng)驗，地鐵現(xiàn)場的消防管道很難準確預留孔位。如果發(fā)現(xiàn)了疏漏問題，那么，軌道中的回填層需要被二次去除。同時，由于地鐵線路規(guī)劃中減震道床的使用越來越多，加上施工過程的機電特性，浮板上的道床在某些區(qū)域不允許管槽和通道。中間通風井與隧道進出水口之間的連接管必須覆蓋50mm左右的保護層，以阻擋管道排水。這樣，消防連通管不僅缺少堅固的保護層，而且還在管板上設(shè)置50mm左右的水位，這使得消防連接管的設(shè)計十分復雜。在此背景下，新地鐵線路上的給排水系統(tǒng)規(guī)劃專家正在考慮雙水站概念，其中一個站臺區(qū)間是防火環(huán)節(jié)的一部分，消防連接位于風道區(qū)域。采用這種方法不僅簡化了消防系統(tǒng)連接管的設(shè)計，而且還可以將聯(lián)通管的電動閥內(nèi)置于站內(nèi)，使工作人員的操作和控制更加簡單便捷。

3 地鐵排水設(shè)計的細節(jié)問題

3.1 地鐵排水設(shè)計細節(jié)

首先，車站平臺板下方的垂直排水通道必須繞過自動扶梯和升降機坑，并繼續(xù)對基坑建設(shè)進行嚴格防水。其次，不能屏蔽門前2.0m絕緣區(qū)的地板上安裝排水裝置，使水不會損壞絕緣區(qū)的保護層，使絕緣效果變差。最后，風亭不能設(shè)在地鐵主體。如果需要內(nèi)置到主體結(jié)構(gòu)中并排水，可以內(nèi)置一個小圍堰，以防止雨水溢出。

3.2 不同類型排水系統(tǒng)的設(shè)計

（1）雨水系統(tǒng)的設(shè)計。為了收集污水、雨水和過濾水，排水泵和收集井通常安裝在風亭的開放位置或地鐵站入口處。井內(nèi)有兩臺污水泵，必要時（暴雨天氣或者消防排水）會同時開啟。具體操作為將雨水升到地面，并排至城市的排水網(wǎng)路。

（2）廢水系統(tǒng)的設(shè)計。廢水泵站通常安裝在整條線路的最低坡度上，一般安裝兩臺潛水泵。當同時開啟消防水時，根據(jù)兩個排水泵的最大容量，可以吸入廢水集水池的時間約為20min。當廢水上升到地表時，最終接入城市的排水系統(tǒng)，因此在設(shè)計時需要考慮城市中各種地下結(jié)構(gòu)的實際情況。

（3）污水系統(tǒng)的設(shè)計。地鐵站的廁所是按規(guī)定設(shè)計的。廁所分為員工廁所和公共廁所。污水系統(tǒng)的管道用于收集。將污水送到地面后，經(jīng)化糞池處理后排入城市污水管道。

4 套管預埋的問題

4.1 預埋套管的標注

地鐵的建設(shè)需要大量的工作環(huán)節(jié)。通常是先制作套管，在土木工程中，要預留給排水孔洞，所以要注意主體的尺寸以及主體和結(jié)構(gòu)板的高度，同時要在設(shè)計圖紙上作出標記。首先，套管的尺寸必須與管道尺寸相匹配。通常，圖紙還應顯示套管留洞的外徑。其次，套管分為地漏套管和一般套管。在這種情況下，地漏管必須與建筑板齊平，其他管道必須高于建筑結(jié)構(gòu)板。為保證以后管道維修無阻礙，設(shè)計者必須準確測量實際高度。最后，設(shè)計者要明確套管材質(zhì)，盡量避免使用塑料表殼，盡量使用鋼殼。

4.2 套管的安裝問題

無論是給排水系統(tǒng)還是滅火系統(tǒng)，設(shè)計者不僅要考慮套管穿孔的大小和套管與建筑板的高度差，還要考慮穿孔的尺寸和深度以及套管中的凹槽。建筑方面結(jié)合地鐵項目的地形和整體設(shè)計，以降低施工難度，確保供水和排水系統(tǒng)以及地鐵的整體協(xié)調(diào)。此外，給排水規(guī)劃人員必須考慮鉆探管道所需的空間和現(xiàn)場施工的復雜性，以確保套管形狀和位置的精確程度。

5 西安市地鐵14號線工程水消防實例分析

本文以西安地鐵14號線工程為例。4號和14號線（機場線）客運北站位于高鐵北廣場下方，2號線客運北站位于高鐵北站房下方，是西安最重要的交通樞紐。2號線與4號線、14號線（機場線）之間的客流必須在出站后二次安檢和購票后重新?lián)Q乘，十分不便。高鐵北站作為西安重要的窗口，具有顯著的名片效應，需要拓寬高鐵和地鐵之間以及地鐵2號線和14號線之間的過渡。

5.1 水消防設(shè)計概述

將廊橋作為地鐵連通的一部分，同時沒有改變建筑物的原防火分區(qū)和建筑物疏散區(qū)。改造過程中，新建的廊橋上下安裝若干消防栓，橋下增設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)，避免發(fā)生火災時出現(xiàn)盲點。消火栓安裝在廊橋上方，消防管網(wǎng)接至已開通四號線現(xiàn)有管網(wǎng)。自噴系統(tǒng)安裝在橋下的封閉區(qū)域，緊鄰國家鐵路的服務(wù)信號。

5.2 自動噴淋系統(tǒng)

新的噴淋滅火系統(tǒng)將安裝在有廊橋下的盲點區(qū)域。新的主噴淋滅火管線將鋪設(shè)在重疊區(qū)域和帶有信號閥的國鐵大廳報警閥間旁邊，該信號閥位于國家鐵路軸線的13-V區(qū)。在原安全報警閥后新增了109個噴頭，共計450個，符合新標準規(guī)范。橋體上部分將安裝8個消火栓，與4號線預留滅火線網(wǎng)北端相連，最大距離不大于30m。4號線消防水源由市政直接供水，供水的水量和壓力符合本項目的要求，同時消防泵站和消防水池不涉及其中。

5.3 廊橋消防系統(tǒng)

合理地與結(jié)構(gòu)專業(yè)結(jié)合，有效地節(jié)省層高空間。廊橋結(jié)構(gòu)鋼梁腹板開洞，為管線敷設(shè)預留條件，為滿足腹板開洞的結(jié)構(gòu)受力及構(gòu)造要求，所有橫梁采用統(tǒng)一尺寸。廊橋下方消防管道與結(jié)構(gòu)工字梁的結(jié)合設(shè)計為行人通行區(qū)域提供了相對充足的空間。設(shè)計情況及安裝預留示意如下圖所示。

圖1 廊橋消防系統(tǒng)剖面圖示意

圖2 廊橋消防預留安裝孔洞示意

6 結(jié)語

綜上所述，地鐵給排水及消防系統(tǒng)是地鐵工作環(huán)境的重要組成部分，為乘客提供安全和舒適的乘坐環(huán)境。由于設(shè)計方面及地下工程相對復雜的原因，通常會影響地下空間的利用率。結(jié)合有關(guān)實例分析得知，與結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)積極地結(jié)合優(yōu)化布置，合理利用既有的資源及有限的地下空間，提高當前的設(shè)計理念和技術(shù)創(chuàng)新能力，地鐵的設(shè)計應在考慮允許投資項目的同時，還需考慮地鐵的人文關(guān)懷理念。