地铁给排水设计中的细节问题研究

梁浩楠

（中铁第六勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710021）

1 地铁给排水设计的意义

1.1 地铁给排水系统概述

新版地铁设计规范包含地铁给排水系统设计的一般要求，在规划时考虑了节水、扩散、用水定额、水质和水压等原则。同时还规定了管道材料的选择以及管道的铺设和连接要求。首先，供水系统规划设计初期，生活用水和消防用水必须分开供给，施工管理人员的选择和安装需要选择复合钢管和塑料或球墨铸铁管道等具有良好的抗压性的材料。其次，给排水系统需要侧通道、中间污水池、污水泵和压力井以及沿线的公共排水管线的相互作用，以有效处理冲洗、系统和施工废水以及消防废水的排放问题。最后，地下消防自动灭火系统主要由自动气体灭火系统和喷水灭火系统组成。由于地铁采用的包层材料及电缆等均是无法燃烧的，而且地铁内部有火灾探测器及严格的安检程序，所以地铁发生火灾的风险很低。

1.2 地铁给排水系统的意义

地铁客流量大、结构复杂、环境狭窄是地下水系统污水处理工程建设的主要原因。车站的大量员工和乘客每天必须及时供水，发生火灾时必须有理想的灭火系统。其次，生活污水、消防废水、结构渗漏废水也必须及时排放，以确保地铁的运行。因此，给排水系统对地铁的平稳运行起着重要作用。地铁的地下水和给排水规划人员必须认真仔细地规划并注意设计中的细节。

2 地铁给水设计中的相关细节问题

2.1 生活给水设计的细节问题

地铁站的性质决定了群众聚集的高密度。生活供水作为地下水供水的组成部分，既要满足负责人员的应用需求，又要兼顾各种因素，完善市民的生活方式，使站内供水更加人性化。对于地铁站而言，其内部供水系统的供水量直接关系到车站可服务的乘客数量和未来的发展。以西安地铁站为例，人口密度很高，每天的客流量在几万，重要的节假日在几十万甚至几百万。在规划地铁站给排水系统时，没有考虑人员量超负荷问题，这不可避免地导致节假日地铁站的各类环节缺水，使地铁站无法继续正常工作。

2.2 消防系统设计的细节问题

在规划地铁项目的给排水系统时，规划消防供水是一个关键要素。根据工程师的经验，地铁现场的消防管道很难准确预留孔位。如果发现了疏漏问题，那么，轨道中的回填层需要被二次去除。同时，由于地铁线路规划中减震道床的使用越来越多，加上施工过程的机电特性，浮板上的道床在某些区域不允许管槽和通道。中间通风井与隧道进出水口之间的连接管必须覆盖50mm左右的保护层，以阻挡管道排水。这样，消防连通管不仅缺少坚固的保护层，而且还在管板上设置50mm左右的水位，这使得消防连接管的设计十分复杂。在此背景下，新地铁线路上的给排水系统规划专家正在考虑双水站概念，其中一个站台区间是防火环节的一部分，消防连接位于风道区域。采用这种方法不仅简化了消防系统连接管的设计，而且还可以将联通管的电动阀内置于站内，使工作人员的操作和控制更加简单便捷。

3 地铁排水设计的细节问题

3.1 地铁排水设计细节

首先，车站平台板下方的垂直排水通道必须绕过自动扶梯和升降机坑，并继续对基坑建设进行严格防水。其次，不能屏蔽门前2.0m绝缘区的地板上安装排水装置，使水不会损坏绝缘区的保护层，使绝缘效果变差。最后，风亭不能设在地铁主体。如果需要内置到主体结构中并排水，可以内置一个小围堰，以防止雨水溢出。

3.2 不同类型排水系统的设计

（1）雨水系统的设计。为了收集污水、雨水和过滤水，排水泵和收集井通常安装在风亭的开放位置或地铁站入口处。井内有两台污水泵，必要时（暴雨天气或者消防排水）会同时开启。具体操作为将雨水升到地面，并排至城市的排水网路。

（2）废水系统的设计。废水泵站通常安装在整条线路的最低坡度上，一般安装两台潜水泵。当同时开启消防水时，根据两个排水泵的最大容量，可以吸入废水集水池的时间约为20min。当废水上升到地表时，最终接入城市的排水系统，因此在设计时需要考虑城市中各种地下结构的实际情况。

（3）污水系统的设计。地铁站的厕所是按规定设计的。厕所分为员工厕所和公共厕所。污水系统的管道用于收集。将污水送到地面后，经化粪池处理后排入城市污水管道。

4 套管预埋的问题

4.1 预埋套管的标注

地铁的建设需要大量的工作环节。通常是先制作套管，在土木工程中，要预留给排水孔洞，所以要注意主体的尺寸以及主体和结构板的高度，同时要在设计图纸上作出标记。首先，套管的尺寸必须与管道尺寸相匹配。通常，图纸还应显示套管留洞的外径。其次，套管分为地漏套管和一般套管。在这种情况下，地漏管必须与建筑板齐平，其他管道必须高于建筑结构板。为保证以后管道维修无阻碍，设计者必须准确测量实际高度。最后，设计者要明确套管材质，尽量避免使用塑料表壳，尽量使用钢壳。

4.2 套管的安装问题

无论是给排水系统还是灭火系统，设计者不仅要考虑套管穿孔的大小和套管与建筑板的高度差，还要考虑穿孔的尺寸和深度以及套管中的凹槽。建筑方面结合地铁项目的地形和整体设计，以降低施工难度，确保供水和排水系统以及地铁的整体协调。此外，给排水规划人员必须考虑钻探管道所需的空间和现场施工的复杂性，以确保套管形状和位置的精确程度。

5 西安市地铁14号线工程水消防实例分析

本文以西安地铁14号线工程为例。4号和14号线（机场线）客运北站位于高铁北广场下方，2号线客运北站位于高铁北站房下方，是西安最重要的交通枢纽。2号线与4号线、14号线（机场线）之间的客流必须在出站后二次安检和购票后重新换乘，十分不便。高铁北站作为西安重要的窗口，具有显著的名片效应，需要拓宽高铁和地铁之间以及地铁2号线和14号线之间的过渡。

5.1 水消防设计概述

将廊桥作为地铁连通的一部分，同时没有改变建筑物的原防火分区和建筑物疏散区。改造过程中，新建的廊桥上下安装若干消防栓，桥下增设自动喷水灭火系统，避免发生火灾时出现盲点。消火栓安装在廊桥上方，消防管网接至已开通四号线现有管网。自喷系统安装在桥下的封闭区域，紧邻国家铁路的服务信号。

5.2 自动喷淋系统

新的喷淋灭火系统将安装在有廊桥下的盲点区域。新的主喷淋灭火管线将铺设在重叠区域和带有信号阀的国铁大厅报警阀间旁边，该信号阀位于国家铁路轴线的13-V区。在原安全报警阀后新增了109个喷头，共计450个，符合新标准规范。桥体上部分将安装8个消火栓，与4号线预留灭火线网北端相连，最大距离不大于30m。4号线消防水源由市政直接供水，供水的水量和压力符合本项目的要求，同时消防泵站和消防水池不涉及其中。

5.3 廊桥消防系统

合理地与结构专业结合，有效地节省层高空间。廊桥结构钢梁腹板开洞，为管线敷设预留条件，为满足腹板开洞的结构受力及构造要求，所有横梁采用统一尺寸。廊桥下方消防管道与结构工字梁的结合设计为行人通行区域提供了相对充足的空间。设计情况及安装预留示意如下图所示。

图1 廊桥消防系统剖面图示意

图2 廊桥消防预留安装孔洞示意

6 结语

综上所述，地铁给排水及消防系统是地铁工作环境的重要组成部分，为乘客提供安全和舒适的乘坐环境。由于设计方面及地下工程相对复杂的原因，通常会影响地下空间的利用率。结合有关实例分析得知，与结构、建筑等专业积极地结合优化布置，合理利用既有的资源及有限的地下空间，提高当前的设计理念和技术创新能力，地铁的设计应在考虑允许投资项目的同时，还需考虑地铁的人文关怀理念。