帶上蓋物業開發的半地下地鐵車輛基地給排水設計探討

王波

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣州 510030）

1 工程概況

1.1 地鐵工程概況

福州2 號線竹岐停車場場址位于閩侯縣竹岐鄉蘇洋村內。停車場用地面積為11.09 hm2，用地范圍內場坪標高為8.55 m，軌面標高定為9.4 m，為半地下停車場。

竹岐停車場按上蓋開發條件進行設計，8.5 m 蓋板與停車場同步建設，蓋上主要為住宅（兼容公服配套）。竹岐停車場由北往南分為3 部分，南側為連接車站的出入場線區，長度約250 m，設有工程車存放線、信號轉換段等；中部為咽喉區，設有洗車機庫及控制室、牽引變電所、材料裝卸線及材料堆場；北部為庫房區及廠前區，廠前區包括綜合樓、司機休息室、污水處理站等，庫房區包括停車列檢庫、周月檢庫、臨修庫及運轉輔助間等。

1.2 上蓋開發工程概況

上蓋開發項目為商業地產開放項目，主要布置為4～7 層住宅、1～2 層的配套用房。目前，地鐵工程已經投入運營，蓋板平臺為蓋下地鐵庫房的臨時屋面。上蓋工程目前已在建設中，預計于2021 年11 月完成主體工程。

1.3 工程重難點

本工程為帶上蓋開發停車場，目前對于消防系統設計的規范方面存在不明確、不完善的地方，需要進行專業的消防性能化設計；廠址為半地下式停車場，排水條件不暢，排水方案較復雜；周邊市政管網不完善，給排水系統設計需要全面考慮、特殊設計。

2 車輛基地消防給水及自動滅火系統設計

2.1 消火栓系統設計

本工程中，自來水公司只能保證0.14 MPa 的最低供水壓力，不能滿足常高壓的要求，市政只有一路水源，市政水源難以滿足兩路供水的需要，因此，消火栓給水系統只能采用臨時高壓系統[1]。針對此，可以在車輛基地段場內設置室內外消防系統共用的消防水池、消防泵組，室內外消防系統共用室外消防環管，室外消火栓、各單體建筑消火栓系統引入管均直接與環狀管網相連。車輛段消防系統設計的主要參數有：

1）室外消火栓系統與室內消火栓系統分別設置消防增壓設備，加壓后在場站內成環狀敷設。

2）室外消防最大用水量為30 L/s，室內消火栓最大用水量為15 L/s，火災延續時間2 h。

3）室外消火栓沿道路設置，咽喉區設室內消火栓。

4）室內消火栓系統從室外消火栓管網上接駁。

5）在綜合樓頂蓋上1 層設置高位消防水箱，有效容積為18 m3。

6）各室內消火栓系統設置消防水泵接合器。

2.2 自動噴水滅火系統設計

本工程根據GB 51298—2018《地鐵設計防火標準》和GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018 版）及消防性能報告要求，自噴系統的主要設計方案是：

1）運用庫、綜合樓及運轉輔助間設置自動噴水滅火系統。

2）本段采用了上蓋開發模式，出于安全性考慮，運用庫增設自動噴水滅火系統。按非倉庫類高大凈空場所考慮，凈空高度8 m＜h＜12 m，噴水強度≥12 L/min·m2，作用面積300 m2，設計流量90 L/s，火災持續噴水時間為1 h。

3）綜合樓自動噴水滅火系統設計參數：中危險I 級，噴水強度6 L/min·m2，作用面積160 m2，設計流量30 L/s，火災延續時間1 h。

4）運轉輔助間中危險I 級，凈空高度h＜8 m，噴水強度6 L/min·m2，作用面積160 m2，設計流量30 L/s 計，火災延續時間1 h。

5）各建筑合用噴淋泵組和管網系統，配置相應數量的消防水泵接合器[2,3]。

2.3 自動滅火系統設計

GB 51298—2018《地鐵設計防火標準》中對于車輛基地的自動滅火設置范圍沒有明確規定，相關要求有：控制中心的綜合監控設備室、通信機房、信號機房、自動售檢票機房、計算機數據中心、電源室等無人值守的重要電氣設備用房設置自動滅火系統。本工程考慮為半地下、有上蓋開發車輛基地。氣體滅火的設計原則如下：

1）在綜合樓內不宜用水撲滅的電氣設備用房內設置氣體滅火系統。

2）氣體滅火系統設置：采用IG541 作為滅火劑。系統采用組合分配系統，1 套組合分配系統的防護區滅火劑存儲容器數量≤8 個。

3）氣體滅火系統保護范圍有：聯鎖機械室、通信設備室、綜合監控設備及電源室、微機室、信號電源室。

4）氣體滅火系統設備的監控設置獨立的氣滅主機，氣滅主機通過通信接口，向FAS 發送報警防護區火災報警信號和設備故障信號。

3 車輛基地生產生活給水及排水系統設計

3.1 生產、生活給水系統

從附近316 國道市政給水管引1 路DN 250 mm 給水管至本場內，于總水表后接出1 路DN 250 mm 給水管供本段用水。市政接管點水壓按城市最低服務水壓0.14 MPa 計。

段內室外給水采用生產、生活給水和室外消防用水分開的獨立系統，生產、生活給水管網成枝狀布置，各建筑物室內用水的市政壓力直供部分從室外低壓管網上就近接駁。

段內綜合樓（2 層地面建筑）及各單體建筑的生產、生活用水全部采用市政直供，無須設置增壓。

3.2 生產、生活排水系統

車輛基地室外排水采用分流制，室外雨水、生產廢水與生活污水均分流排放。因相關規劃污水管線工期滯后于停車場工期，原設計方案為：（1）近期生活污水和生產廢水都經污水處理站處理達到一級A 排放標準后排入北面的雨水排水系統；（2）待室外市政污水管網建成后采用生活污水直接接入污水管網，生產廢水經處理達標后排入市政污水管網。

但在環評單位進行后環評時，提出了“由于竹岐停車場和蘇洋站東北側有1 處上街鎮清源水廠侯官水源保護區，要求施工過程中嚴禁將生產廢水及生活污水排入水源保護區及其上游水體。”由此可見，原方案不能滿足環評要求。針對這一情況，可采取的處理方案有：

1）以環評批復為依據，推進當地政府按期實施市政道路及管線建設，取得當地政府相關部門規劃管線建設通水完成時間（在試運行前）的回復。

2）污水處理站增加生活污水和生產廢水深化處理設備，提升處理標準，回用于道路沖洗、綠化、運用庫地面沖洗。

3）增設污水池，儲存污水處理站處理后的污水，委托環境公司定期槽車外運。

經過多輪協調，最后市政部門在短時期內完成了市政管網建設，從停車場西邊400 m 左右的污水處理站建設了1 根市政污水管接到停車場西北角，以便在運營前做好停車場投入使用后的生活和生產污水的排放。

4 車輛基地雨水排水系統設計方案

4.1 蓋上排水系統

有組織屋面排水，分重力流排水和虹吸排水2 種形式：

1）重力流排水系統中水流依靠重力作用自排，懸吊管必須具備一定坡度，其排水效率較低，需較多排水管，但初期建設成本較低。

2）虹吸式排水系統管內可形成滿管有壓水流，利用建筑物與地面的高差形成虹吸作用，使屋面雨水快速排除，其懸吊管可不設坡度，且排水速度快、效率高，排水管數量較少，占用空間較小，但造價較為昂貴。

本工程排水管需要跨越消防車道，管道布置空間受限，采用虹吸排水系統。虹吸總匯水面積為85 000 m2，一共分成85 個子系統。虹吸排水管的主管徑為200～300 mm，通過設置鋼結構橫梁，虹吸管固定在橫梁上跨過消防車道，排入場外雨水溝。

4.2 蓋下排水系統

除蓋上部分，蓋下段場仍有部分露天區域（主要是消防車道）雨水和地下滲漏水，雨水匯入地勢低洼的站場排水溝，排水溝匯集蓋下雨水后接入新建的臨時排洪工程。

由于洪水或內澇期間雨水無法重力排出，停車場需考慮防倒灌、防淹問題，因此，增設雨水強排措施：（1）在總排水出口設1 座雨水強排泵站及2 處鑄鋼閘門（帶啟閉機）；（2）閘門1 位于站場排水溝和臨時排洪工程交界處，閘門2 位于站場排水溝與強排泵站集水井之間，當室外發生洪澇無法自行排出時，關閉1 號鑄鋼閘門啟閉機，切斷與臨時排洪工程接口，防止市政雨水倒灌，打開2 號鑄鋼閘門啟閉機，段場內排水匯入雨水強排泵站，啟動強排措施，通過雨水混流泵提升至市政雨水管排放。

地鐵車輛基地是地鐵線路的關鍵設施，一旦發生水淹事故，影響很大，針對本項目情況，除了上述常規排水措施，還增加了以下3 項保障措施。

1）地下防滲：停車場的百年一遇洪水位為14.0 m，停車場地坪標高為8.55 m，遠低于洪水位標高，且地層主要為砂層，存在沿砂層向停車場滲水的可能。故沿停車場周邊設置截水措施，停車場建設紅線邊，設置直徑850 mm@600 mm 的三軸攪拌樁進行防水，三軸攪拌樁深度為穿透砂層進入不透水層不小于1 m。

2）防洪擋墻：在停車場四周設置防洪擋墻，防洪墻采用鋼筋混凝土結構，頂部高程16.0 m。擋土墻采用頂寬0.5 m 的薄壁結構，底板寬度2.5 m，每隔5 m 設置肋板。

3）緩沖水池：本項目利用材料堆場地下空間，在強排泵站隔壁設置一個5 000 m2的緩沖水池，與強排泵站集水池之間設置一個溢流擋墻。當出現極端情況，泵站排水能力不足時，倒灌雨水溢流進入緩沖水池，極端天氣過后再通過排空泵排出。

5 結語

對于有上蓋物業開發的半地下城市軌道交通車輛段，其給排水及消防設計不同于傳統的車輛基地，對此，應充分借鑒國內同類工程的設計經驗，適當提高消防系統的標準，并提前得到消防部門的認可，同時，在設置生產生活給排水系統的過程中，應該充分與市政部門溝通，協調市政部門完善市政管網建設。雨水排水系統在滿足規范要求基礎上還需要增加保障措施，確保極端情況下也能避免場地積水，保障地鐵運營。概言之，上蓋開發和蓋下地鐵設施的給排水和消防系統要盡量單獨設置，以避免蓋上對蓋下影響。