基于EPC 模式下有轨电车给排水及消防系统优化设计研究

吴春光，郑爱军，韩德志

（北京城建设计发展集团股份有限责任公司，北京 100037）

1 工程概况

青岛市城阳区现代有轨电车示范线全长8.77km，全部为地面线，设站12 座。前旺疃车辆场规划用地面积约2.0hm2，承担示范线初近期配属车辆的年检、周月检、列检、停放、日常维修等工作。本工程为国内首次将“EPC”建设模式引入到轨道交通建设领域，具有如下特点：

1）工程投资控制严格，需将整个项目投资控制在业主的要求范围内；

2）工程建设周期短，2015 年4 月正式开展初步设计工作，2015 年12 月20 日满足通车试运行条件，总工期不到10 个月；

3）工程总体质量要求高，本工程为青岛市乃至山东省的首条有轨电车建设项目，同时，也将是山东省通车的首条轨道交通建设项目，因此具有很强的示范效果，因而也就需要具备较高的总体质量。

鉴于EPC 项目的工程特点，并充分考虑未来项目实际运营管理的需求，在确定给排水及消防系统的设计方案时，通过总结青岛及国内其他城市类似轨道交通工程的设计及实施情况，主要对以下几个方面进行了重点研究与分析：车辆场消防系统设置方案；联合检修库给排水优化设计；含油废水采用地埋式一体化处理设备；节能环保技术的应用。实践证明，这几方面的设计对于此类型工程整体方案的合理性起着举足轻重的作用。

2 车辆场消防系统设置特点

2.1 室内消防直接从市政管网抽水

本工程周边有2 路市政水源，室外消防采用低压消防，从2 路市政给水干管上分别接1 路DN200mm 给水管供给车辆场室内、外消防给水。

为节约综合楼地下室空间，在征得市政主管部门同意后，本工程室内消防给水采用直接从市政环状管网抽水，不设置消防水池的方案。整个车辆场单体室内消防用水量最大为综合楼15L/s。

借鉴轨道交通工程的传统做法并考虑到本工程的特殊性，本工程采用市政管网直接抽水，减少了消防水池的土建投资，充分利用市政管网压力，且有效利用地下空间，节省了消防水池的日常维护成本。

GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第6.1.12 条规定：“当市政给水管网能满足生产生活和消防给水设计流量，且市政允许消防水泵直接吸水时，临时高压消防给水系统的消防水泵宜直接从市政给水管网吸水【1】。”本工程的做法迎合新规范对消防给水系统直抽的要求，在市政条件许可条件下，尽量从市政管网直接抽水，不设置消防水池的理念。

2.2 采用气体顶压设备替代高位水箱

在综合楼-1 层消防泵房内设置2 台室内消火栓加压水泵和增压稳压设备1 套（稳压水泵2 台，1 用1 备，气体顶压罐1 个），稳压管与室内消火栓给水环网连接。消防水泵及增压稳压设备同时供给车辆场内其他单体的室内消防用水，消防给水管网成环状布置，管径为DN200mm，各建筑单体的室内消防用水均接自此消防管网。

车辆场最高建筑为综合楼，出于建筑外立面的要求，规划部门要求综合楼屋面不允许设置高出屋面的消防水箱间等设备房间。为满足上述要求，本工程采用气体顶压罐替代屋顶高位水箱，满足前10min 消防用水量需求，该做法征得了当地消防部门的认可。

新版GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第6.19 条规定：“室内采用临时高压消防给水系统时，应设置高位消防水箱，但当设置高位消防水箱确有困难，且采用安全可靠的消防给水形式时，可不设高位消防水箱，但应设稳压泵。”因此，本工程的做法也满足最新版消防规范的相关要求。

3 联合检修库给排水优化设计

3.1 库内含油废水的二次提升

联合检修库库内含油废水排水点分散，排水路径长，起点埋深大，生产废水通过库内废水排水管道汇合后如采用重力流排至室外含油废水处理设备，则出户管标高约为-3m，但后续含油废水处理设备埋深太深，不利于设备后期的维护及运行节能。为解决此问题，含油废水在出大库前设置1 处2 000mm×1 800mm×2 000mm（深）二次提升泵站，内设 2 台潜污泵，经过二次提升后使废水管出大库时埋深为-1m，从而减少了后续处理设施的埋深，有效地解决了室外重力排水管埋深过深的问题。

排水泵站设置为2 层，管道阀门及压力表等附件设置在上层空间，地面上只留1 个人孔，泵孔设置在中间隔板上，这样从地面看只可看到1 个人孔盖板，不会看到任何管道，从而很好地处理了景观问题，同时，也有效地降低了设备检修、维护的安全风险。

3.2 库门口的水管保温措施

联合检修库内进、出口部位的给水及消防管道因为管道内流体常态静止且经常处于室外环境温度下，因此需考虑采取防冻保温措施。大库不设门的一侧（与室外相通，此部分房间无采暖）给水及消防管道设置恒功率电伴热系统。为减少库门口管线冻裂，过门处水管采用入地直埋，以减少水管冻裂的概率。

4 地埋式含油废水处理设备应用

车辆场联合检修库承担车辆的年检、周月检、列检、停放、日常维修等工作，车辆检修及清扫作业会产生一定的含油废水，含油废水的水量约为10m3/d。 根据环评报告要求：车辆场的生产废水经格栅、隔油、沉淀、气浮、过滤处理后，各污染物均可满足CJ 343—2010《污水排入城镇下水道水质标准》B 等级标准限值要求，通过市政管网收集、输送排入城阳污水处理厂【2】。

目前，国内轨道交通车辆基地含油废水的传统处理方案是：分散设置含油废水处理站，处理站多设计为地上、地下结合的建筑单体，并采用固定水处理工艺流程。而实际上车辆基地单位面积用水量较小，如废水收集、处理设施分散设置，由于其废水处理站规模过小，导致建设和运行成本偏高，且管理不便，运行效果不稳定，从而造成很多处理站难以正常运行。

本工程车辆场土建用地紧张，无设置废水处理站的土建条件，经过方案比选和专家评审，最终确定采用一体化地埋式含油废水处理设备（见图1、图2）。在室外联合检修库附近绿地下方设置一体隔油处理设备，占地面积约9m×4m，为保证设备的安全性和使用寿命，土方开挖后，在底板设置基础，并设置混凝土围护结构，将一体化设备置于内部。设备上方设计为地面停车位和局部绿化。

图1 地埋式含油污水处理设备图

图2 地埋式含油污水处理设备施工后效果图

联合检修库和洗车库内的事故排放通过废水管道收集集中于地埋式含油废水处理设备，统一进行处理。含油废水经过格栅井后进入调节池，在调节池内进行水质、水量的调节，设备间顶部设置鼓风机，并减少污泥的沉积；调节池内设置提升泵，提升泵为2 台，互为备用，由超声波液位计控制，低液位时停泵，高液位时启泵，超高液位时报警，在池外完成事故超越的排放。含油废水在调节池内经过水质、水量的调节和预曝气后进入混凝器，在混凝器内投加混凝剂和助凝剂，由提升泵提升后进入气浮机，通过反应、释放分离、浮选去除废油，浮渣流入废渣箱后经污泥池处理。气浮出水流入中间水池再由水泵提升至核桃壳过滤器，进一步去除污水中的微小颗粒和悬浮物，达到污水排放标准后排放。浮渣经沉淀浓缩外运。

车辆场内含油废水处理采用地埋式一体化处理设备，既满足环保要求，又最大限度地减少车辆场地面占地，增加了场内绿地面积和停车位。

5 结语

基于EPC 建设模式下，轨道交通建设项目中给排水及消防系统的设计方案，目前，国内尚缺乏相关的工程经验，因此，对此类工程设计方案的特点也缺乏相应的认识和总结，通过青岛城阳现代有轨电车示范线工程的设计实践认为，针对同类项目应重点从以下3 方面着手并提出解决方案：

1）车辆场消防系统设计应重点考虑工程的整体安全性，在满足相关规范和消防部门许可的前提下，充分考虑景观、工期及投资控制需求，制定相应切实可行的系统方案，比如，本项目中考虑消防加压水泵从市政管网直接抽水，从而取消消防水池，采用气体顶压罐提供非消防工况下的压力及初期消防用水量替代高位水箱，以满足工程实际的需求。

2）应结合车辆场内用地及管线情况，合理选择含油废水处理站的设置方案，针对现代有轨电车的车辆场，一般用地都比较紧凑，且排水规模比较小，因此，可考虑优先采用地埋式一体化含油废水处理设备，在满足功能的前提下最大限度地节约用地，增加场地绿化，缩减建设周期。

3）车辆场给排水及消防系统的设计应综合考虑场区内建筑物类型、高度、体量、功能、位置等因素，通过优化给排水系统设计方案，秉承精细化设计和限额设计的理念在保证系统的安全性、可靠性、稳定性的前提下最大限度地迎合EPC 建设模式对建设周期、投资控制等方面的要求，并最大限度地体现节能、环保、绿色的设计理念，实现系统设计方案的全局最优。