地鐵給排水設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題研究

梁浩楠

（中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710021）

1 地鐵給排水設(shè)計(jì)的意義

1.1 地鐵給排水系統(tǒng)概述

新版地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范包含地鐵給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求，在規(guī)劃時(shí)考慮了節(jié)水、擴(kuò)散、用水定額、水質(zhì)和水壓等原則。同時(shí)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(jì)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(fù)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(dòng)滅火系統(tǒng)主要由自動(dòng)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(zāi)探測(cè)器及嚴(yán)格的安檢程序，所以地鐵發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)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(fù)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(shí)供水，發(fā)生火災(zāi)時(shí)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(shí)排放，以確保地鐵的運(yùn)行。因此，給排水系統(tǒng)對(duì)地鐵的平穩(wěn)運(yùn)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(rèn)真仔細(xì)地規(guī)劃并注意設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)。

2 地鐵給水設(shè)計(jì)中的相關(guān)細(xì)節(jié)問題

2.1 生活給水設(shè)計(jì)的細(xì)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(fù)責(zé)人員的應(yīng)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(duì)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(shí)，沒有考慮人員量超負(fù)荷問題，這不可避免地導(dǎo)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(jì)的細(xì)節(jié)問題

在規(guī)劃地鐵項(xiàng)目的給排水系統(tǒng)時(shí)，規(guī)劃消防供水是一個(gè)關(guān)鍵要素。根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)，地鐵現(xiàn)場的消防管道很難準(zhǔn)確預(yù)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(shí)，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(jī)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(fēng)井與隧道進(jìn)出水口之間的連接管必須覆蓋50mm左右的保護(hù)層，以阻擋管道排水。這樣，消防連通管不僅缺少堅(jiān)固的保護(hù)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(jì)十分復(fù)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(gè)站臺(tái)區(qū)間是防火環(huán)節(jié)的一部分，消防連接位于風(fēng)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(jì)，而且還可以將聯(lián)通管的電動(dòng)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(jì)的細(xì)節(jié)問題

3.1 地鐵排水設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

首先，車站平臺(tái)板下方的垂直排水通道必須繞過自動(dòng)扶梯和升降機(jī)坑，并繼續(xù)對(duì)基坑建設(shè)進(jìn)行嚴(yán)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(huì)損壞絕緣區(qū)的保護(hù)層，使絕緣效果變差。最后，風(fēng)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(gè)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(jì)

（1）雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(fēng)亭的開放位置或地鐵站入口處。井內(nèi)有兩臺(tái)污水泵，必要時(shí)（暴雨天氣或者消防排水）會(huì)同時(shí)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(jì)。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(tái)潛水泵。當(dāng)同時(shí)開啟消防水時(shí)，根據(jù)兩個(gè)排水泵的最大容量，可以吸入廢水集水池的時(shí)間約為20min。當(dāng)廢水上升到地表時(shí)，最終接入城市的排水系統(tǒng)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮城市中各種地下結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。

（3）污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。地鐵站的廁所是按規(guī)定設(shè)計(jì)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(yù)埋的問題

4.1 預(yù)埋套管的標(biāo)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(yù)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(shí)要在設(shè)計(jì)圖紙上作出標(biāo)記。首先，套管的尺寸必須與管道尺寸相匹配。通常，圖紙還應(yīng)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(jì)者必須準(zhǔn)確測(cè)量實(shí)際高度。最后，設(shè)計(jì)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(jì)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(xiàng)目的地形和整體設(shè)計(jì)，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(fù)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(hào)線工程水消防實(shí)例分析

本文以西安地鐵14號(hào)線工程為例。4號(hào)和14號(hào)線（機(jī)場線）客運(yùn)北站位于高鐵北廣場下方，2號(hào)線客運(yùn)北站位于高鐵北站房下方，是西安最重要的交通樞紐。2號(hào)線與4號(hào)線、14號(hào)線（機(jī)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(yīng)，需要拓寬高鐵和地鐵之間以及地鐵2號(hào)線和14號(hào)線之間的過渡。

5.1 水消防設(shè)計(jì)概述

將廊橋作為地鐵連通的一部分，同時(shí)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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，避免發(fā)生火災(zāi)時(shí)出現(xiàn)盲點(diǎn)。消火栓安裝在廊橋上方，消防管網(wǎng)接至已開通四號(hào)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(hào)。

5.2 自動(dòng)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(diǎn)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(hào)閥的國鐵大廳報(bào)警閥間旁邊，該信號(hào)閥位于國家鐵路軸線的13-V區(qū)。在原安全報(bào)警閥后新增了109個(gè)噴頭，共計(jì)450個(gè)，符合新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。橋體上部分將安裝8個(gè)消火栓，與4號(hào)線預(yù)留滅火線網(wǎng)北端相連，最大距離不大于30m。4號(hào)線消防水源由市政直接供水，供水的水量和壓力符合本項(xiàng)目的要求，同時(shí)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(yù)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(jì)為行人通行區(qū)域提供了相對(duì)充足的空間。設(shè)計(jì)情況及安裝預(yù)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(yù)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(jì)方面及地下工程相對(duì)復(fù)雜的原因，通常會(huì)影響地下空間的利用率。結(jié)合有關(guān)實(shí)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(dāng)前的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)創(chuàng)新能力，地鐵的設(shè)計(jì)應(yīng)在考慮允許投資項(xiàng)目的同時(shí)，還需考慮地鐵的人文關(guān)懷理念。