高鐵車站給排水設計方案分析

熊青

（中土集團福州勘察設計研究院有限公司，福州 350000）

1 工程概況

某市高鐵站位于整座城市的核心區域，車站位于2 條道路夾角處，背面靠山。站房面積3 km2，建筑高度32 m，同時可容納4 000 余名旅客候車，候車廳約1.1 km2，站臺雨棚面積1.8 km2。站場總規模3 臺7 線，設基本站臺1 座，島式站臺2 座。車站整體由站房、站臺、落客平臺、包裹庫、行包通道、軌行區以及高架車道構成，其中站房主體建筑為3 層，其中地上2 層，地下1 層，包括站前平臺、進站集散廳、售票廳、候車大廳及出站通道等。

1.1 建筑規模

該車站最高聚集人數及高峰小時發送旅客人數4 000 人，根據客運專線旅客車站建筑規模參考指標，如表1 所示，該車站為中型客運專線旅客車站。

表1 客運專線旅客車站建筑規模參考指標表

1.2 車站站型

按照車站站房1 層地面和站臺面間的標高關系進行分類，站臺可以分為線平型、線上型以及線下型3 種常規類型。其中線平型又分為線側平式、線側平與線正上復合式2 種；線上型分為線側上式與線正上式2 種；線下型可以分為線側下式與線正下式2 種[1]。該車站采用的是線側下式。

2 高鐵車站給排水設計內容

2.1 項目整體設計內容

在本項目中，根據車站規模以及類型，整體設計內容涵蓋以下幾方面：一是站房和站臺給排水與消防系統設計，包括綜合管廊、站臺雨棚排水系統以及相關消防設施；二是軌行區排水系統設計；三是列車上水、卸污系統設計；四是落客平臺與高架車道的給排水與消防系統水；五是車站室外區域的給排水以及消防系統設計。

2.2 項目設計界面劃分

2.2.1 車站廣場

高鐵車站的廣場區域由當地政府負責出資建設，但是由于車站的給排水管線需要穿越車站廣場區域，并連接到市政給排水管網中。因此，在設計上必須對這部分區域進行合理劃分及規劃。在本項目中，結合市政供水條件于站房一側設置市政供水總接口，供站房生活、生產、消防用水；結合市政雨、污管設置情況于站房兩側分別設置市政雨水、污水排放接口。在車站廣場的規劃設計中需要為車站給排水管道預留管位。

2.2.2 高架商業夾層

高鐵車站高架商業夾層在車站正式運營后需要進行整體裝修才能對外招商，但是在設計車站給排水系統方案時必須提前考慮到這部分給排水系統以及消防系統設計[2]。在本項目中，選擇在車站東西南北4 個方位各設置1 組立水管，包括給水管道、廢水管道、排水管道、污水管道以及消防供水管道。立水管全部鋪設到車站高架商業夾層板面，并預留好管道接口，以便高架商業夾層在后期裝修時使用。高架商業夾層的消防系統涵蓋在車站給排水系統及消防系統設計方案當中，但是后續所需的相關消防設備費用由車站高架商業夾層商戶承擔?？紤]后期車站高架商業夾層的商戶中可能會產生廚房油污水。因此，單獨設計1 組排污管道，管道預留在室內，隔油池與車站室外的污水管道相連，處理后的污水經污水管道排出[3]。

3 高鐵車站給排水設計重點

3.1 用水量

高鐵車站的用水量主要與站房生活用水、列車運輸用水、綠化用水、灑掃用水以及消防用水等幾方面有關，其中用水量最大的是列車運輸用水以及站房生活用水，也是影響車站用水量的關鍵因素。

首先，關于列車運輸用水量按照式（1）計算：

式中，Q 為總用水量，m3/d；N 為列車數量，列/d；ni為列車最大編組數，輛，我國的高鐵最大編組數為16 輛，列車頭尾2 節未設置水箱，其余14 輛有水箱，補水時間為6∶00～24∶00，即18 h/d；qi為列車水箱的容積，m3/輛，目前我國各種型號的高鐵水箱容積在400～1 800 L。

其次，關于站房生活用水量按照公式Q=αHqg×103計算。式中，Q 為站房生活用水總量，m3/d；α 為系數，客運專線一般取1.0～2.0，客貨專線一般取2.0～3.0，在本項目中取1.5；H 為車站站房最高聚集人數；qg為站房生活用水指標。客運專線車站站房生活用水量用水指標為3～4L/（人·d），時變化系數為3～2.5；飲用水量用水指標為0.2～0.4L/（人·d），時變化系數為1?？拓浌簿€車站站房生活用水量用水指標15～20 L/（人·d），時變化系數為3～2；飲用水量用水指標1.0～2.0 L/（人·d），時變化系數為1。本項目中站房生活用水量用水指標取3.5 L/（人·d），時變化系數取2.8；飲用水量用水指標取0.3 L/（人·d），時變化系數取1。

3.2 消火栓設計參數和依據

高鐵車站消火栓的設計包括了站臺、站房、包裹庫、落客平臺以及出站通道等多個部分。不同部分的消防規范存在一定差異，具體需要依據規范確定設置消火栓的必要性以及具體的設計參數，需要設計人員予以明確。在本項目中，關于站房部分，室內與室外環境（包括落客平臺、包裹庫、出站通道）的消火栓設計均參照GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018 年版）與GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統技術規范》。站臺部分的消火栓設計參照TB 10063—2016《鐵路工程設計防火規范》。

3.3 站房給排水管線布設

該車站為線側下式車站，用水區域主要設置在候車區域的東、西兩側。這樣設置致使服務區域相距較遠，“過路”管道較長，給排水管道布置存在較大難度。本項目總結設計、運營經驗，制定了“模塊化”布設原則，即依建筑布局，將服務區域分為東、西兩大區塊，在每一區塊盡可能居中位置設置一組主立管道，各組豎向貫通每個樓層。每區每層再以該主立管為服務源點，接出橫干管、橫支管等。由一套設備統一服務的每組主立管道再用主橫管道在出站層聯通。由此不僅縮小了服務區域，而且為后期運營管理、維修維護創造了便捷條件。

3.4 站臺、股道給排水系統與消防系統設計

在本項目中，車站站臺、股道的給排水系統以及消防系統主要包括站臺雨棚雨水排水及地道排水、站臺消火栓與消防設施、列車上水系統與卸污系統、股道間明溝。

3.4.1 站臺雨棚雨水排水及地道排水

本項目各站臺均設置站臺等長的站臺雨棚，采用混凝土結構，雨棚雨水采用重力排水系統，于站臺設置雨水管網，雨棚雨水經雨水管網匯集后最終排水站場排水溝。站臺雨棚雨水排水設計重現期為10 a，并設置溢流裝置，屋面雨水排水工程與溢流設施的總排水能力按重現期不小于50 a 的雨水量校核。各站臺通過地下通道連通，地下通道設置集水口及潛污泵，將地道中的地面水壓力排放至軌道間明溝。

3.4.2 站臺消火栓以及消防設施

本項目最高聚集人數及高峰小時發送人數為4 000 人，屬于中型旅客車站，因此站臺區域的消火栓設計以及消防設施布設極為關鍵。結合車站的實際情況以及安全方面的考量，本項目中在各站臺首尾兩端各設1 座室外消火栓。每個站臺均設置1 個消防器材箱，并配備4 支水槍與8 條長度為25 m水帶。

3.4.3 列車上水系統與卸污系統

目前，大部分高鐵車站采用的是自動上水系統，這主要是由于高鐵的停站時間比較短，自動化上水系統更加高效。在本項目中，列車自動上水系統安裝在車站股道間的上水栓井當中，待列車?？亢?，栓井內部的上水管道接頭和列車注水口快速對接，遠程控制閥門開啟，開始為列車上水，待達到水箱設定水位后，遠程控制閥門關閉，同時上水管道接頭脫離，完成上水作業。本項目中，共設計2 排自動旅客列車上水栓，單排設置20 個上水栓，可實現2 排同時上水。

列車卸污系統采用的真空卸污系統，主要構成包括真空機組、卸污管道、抽吸單元設備、控制系統與信息處理系統。其中真空機組主要負責保持系統的真空度、指示以及排污功能正常運行；卸污管道主要負責將列車上的污物輸送至真空機組；抽吸單元設備主要負責抽吸列車上的集便器，并將污物輸送至真空機組；控制系統主要負責進行遠程控制；信息處理系統主要負責監測吸引運行狀態。本項目中，共設計2 排吸污系統，單排設置18 個吸污單元，設計卸污量為220 m3/d。

3.4.4 股道間明溝設計

在高鐵車站中一般會設計排水明溝，主要是負責排出雨水、沖洗站臺的廢水以及消防廢水，同時還要接納車站地下出站口通道集水坑內的潛污泵排水。在本項目中，每2 條股道間設計1 條排水明溝，深度為1.4 m，寬度為0.6 m，明溝底部設計為縱坡，坡度不低于0.2%，縱坡站臺端部的過軌排水箱涵，箱涵深度為1.5 m，寬度為2.0 m，箱涵底部設計為坡度不低于0.5%的縱坡。雨水、沖洗站臺的廢水以及消防廢水經過排水明溝進入過軌排水箱涵，最終排到市政排水管道當中。

4 結語

綜上所述，高鐵車站的給排水系統設計工作涉及內容比較復雜，涵蓋多個子系統，不同部分需要參考不同的標準或者設計規范。因此，要求設計人員在設計高鐵車站給排水系統方案時必須充分了解車站的規模、類型、空間結構以及設計界面劃分，同時明確應當參考和執行的標準規范，從而確定具體的設計參數。在實際設計作業過程中，需要重點把握車站用水量計算、站房給排水管線布設、站臺綜合管溝設計、站臺兩側箱涵排水設計、股道間明溝設計、站臺消火栓與消防設施、列車上水系統與卸污系統設計等，這些方面都關系到整個設計方案的成敗。