高铁车站给排水设计方案分析

熊青

（中土集团福州勘察设计研究院有限公司，福州 350000）

1 工程概况

某市高铁站位于整座城市的核心区域，车站位于2 条道路夹角处，背面靠山。站房面积3 km2，建筑高度32 m，同时可容纳4 000 余名旅客候车，候车厅约1.1 km2，站台雨棚面积1.8 km2。站场总规模3 台7 线，设基本站台1 座，岛式站台2 座。车站整体由站房、站台、落客平台、包裹库、行包通道、轨行区以及高架车道构成，其中站房主体建筑为3 层，其中地上2 层，地下1 层，包括站前平台、进站集散厅、售票厅、候车大厅及出站通道等。

1.1 建筑规模

该车站最高聚集人数及高峰小时发送旅客人数4 000 人，根据客运专线旅客车站建筑规模参考指标，如表1 所示，该车站为中型客运专线旅客车站。

表1 客运专线旅客车站建筑规模参考指标表

1.2 车站站型

按照车站站房1 层地面和站台面间的标高关系进行分类，站台可以分为线平型、线上型以及线下型3 种常规类型。其中线平型又分为线侧平式、线侧平与线正上复合式2 种；线上型分为线侧上式与线正上式2 种；线下型可以分为线侧下式与线正下式2 种[1]。该车站采用的是线侧下式。

2 高铁车站给排水设计内容

2.1 项目整体设计内容

在本项目中，根据车站规模以及类型，整体设计内容涵盖以下几方面：一是站房和站台给排水与消防系统设计，包括综合管廊、站台雨棚排水系统以及相关消防设施；二是轨行区排水系统设计；三是列车上水、卸污系统设计；四是落客平台与高架车道的给排水与消防系统水；五是车站室外区域的给排水以及消防系统设计。

2.2 项目设计界面划分

2.2.1 车站广场

高铁车站的广场区域由当地政府负责出资建设，但是由于车站的给排水管线需要穿越车站广场区域，并连接到市政给排水管网中。因此，在设计上必须对这部分区域进行合理划分及规划。在本项目中，结合市政供水条件于站房一侧设置市政供水总接口，供站房生活、生产、消防用水；结合市政雨、污管设置情况于站房两侧分别设置市政雨水、污水排放接口。在车站广场的规划设计中需要为车站给排水管道预留管位。

2.2.2 高架商业夹层

高铁车站高架商业夹层在车站正式运营后需要进行整体装修才能对外招商，但是在设计车站给排水系统方案时必须提前考虑到这部分给排水系统以及消防系统设计[2]。在本项目中，选择在车站东西南北4 个方位各设置1 组立水管，包括给水管道、废水管道、排水管道、污水管道以及消防供水管道。立水管全部铺设到车站高架商业夹层板面，并预留好管道接口，以便高架商业夹层在后期装修时使用。高架商业夹层的消防系统涵盖在车站给排水系统及消防系统设计方案当中，但是后续所需的相关消防设备费用由车站高架商业夹层商户承担。考虑后期车站高架商业夹层的商户中可能会产生厨房油污水。因此，单独设计1 组排污管道，管道预留在室内，隔油池与车站室外的污水管道相连，处理后的污水经污水管道排出[3]。

3 高铁车站给排水设计重点

3.1 用水量

高铁车站的用水量主要与站房生活用水、列车运输用水、绿化用水、洒扫用水以及消防用水等几方面有关，其中用水量最大的是列车运输用水以及站房生活用水，也是影响车站用水量的关键因素。

首先，关于列车运输用水量按照式（1）计算：

式中，Q 为总用水量，m3/d；N 为列车数量，列/d；ni为列车最大编组数，辆，我国的高铁最大编组数为16 辆，列车头尾2 节未设置水箱，其余14 辆有水箱，补水时间为6∶00～24∶00，即18 h/d；qi为列车水箱的容积，m3/辆，目前我国各种型号的高铁水箱容积在400～1 800 L。

其次，关于站房生活用水量按照公式Q=αHqg×103计算。式中，Q 为站房生活用水总量，m3/d；α 为系数，客运专线一般取1.0～2.0，客货专线一般取2.0～3.0，在本项目中取1.5；H 为车站站房最高聚集人数；qg为站房生活用水指标。客运专线车站站房生活用水量用水指标为3～4L/（人·d），时变化系数为3～2.5；饮用水量用水指标为0.2～0.4L/（人·d），时变化系数为1。客货共线车站站房生活用水量用水指标15～20 L/（人·d），时变化系数为3～2；饮用水量用水指标1.0～2.0 L/（人·d），时变化系数为1。本项目中站房生活用水量用水指标取3.5 L/（人·d），时变化系数取2.8；饮用水量用水指标取0.3 L/（人·d），时变化系数取1。

3.2 消火栓设计参数和依据

高铁车站消火栓的设计包括了站台、站房、包裹库、落客平台以及出站通道等多个部分。不同部分的消防规范存在一定差异，具体需要依据规范确定设置消火栓的必要性以及具体的设计参数，需要设计人员予以明确。在本项目中，关于站房部分，室内与室外环境（包括落客平台、包裹库、出站通道）的消火栓设计均参照GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版）与GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》。站台部分的消火栓设计参照TB 10063—2016《铁路工程设计防火规范》。

3.3 站房给排水管线布设

该车站为线侧下式车站，用水区域主要设置在候车区域的东、西两侧。这样设置致使服务区域相距较远，“过路”管道较长，给排水管道布置存在较大难度。本项目总结设计、运营经验，制定了“模块化”布设原则，即依建筑布局，将服务区域分为东、西两大区块，在每一区块尽可能居中位置设置一组主立管道，各组竖向贯通每个楼层。每区每层再以该主立管为服务源点，接出横干管、横支管等。由一套设备统一服务的每组主立管道再用主横管道在出站层联通。由此不仅缩小了服务区域，而且为后期运营管理、维修维护创造了便捷条件。

3.4 站台、股道给排水系统与消防系统设计

在本项目中，车站站台、股道的给排水系统以及消防系统主要包括站台雨棚雨水排水及地道排水、站台消火栓与消防设施、列车上水系统与卸污系统、股道间明沟。

3.4.1 站台雨棚雨水排水及地道排水

本项目各站台均设置站台等长的站台雨棚，采用混凝土结构，雨棚雨水采用重力排水系统，于站台设置雨水管网，雨棚雨水经雨水管网汇集后最终排水站场排水沟。站台雨棚雨水排水设计重现期为10 a，并设置溢流装置，屋面雨水排水工程与溢流设施的总排水能力按重现期不小于50 a 的雨水量校核。各站台通过地下通道连通，地下通道设置集水口及潜污泵，将地道中的地面水压力排放至轨道间明沟。

3.4.2 站台消火栓以及消防设施

本项目最高聚集人数及高峰小时发送人数为4 000 人，属于中型旅客车站，因此站台区域的消火栓设计以及消防设施布设极为关键。结合车站的实际情况以及安全方面的考量，本项目中在各站台首尾两端各设1 座室外消火栓。每个站台均设置1 个消防器材箱，并配备4 支水枪与8 条长度为25 m水带。

3.4.3 列车上水系统与卸污系统

目前，大部分高铁车站采用的是自动上水系统，这主要是由于高铁的停站时间比较短，自动化上水系统更加高效。在本项目中，列车自动上水系统安装在车站股道间的上水栓井当中，待列车停靠后，栓井内部的上水管道接头和列车注水口快速对接，远程控制阀门开启，开始为列车上水，待达到水箱设定水位后，远程控制阀门关闭，同时上水管道接头脱离，完成上水作业。本项目中，共设计2 排自动旅客列车上水栓，单排设置20 个上水栓，可实现2 排同时上水。

列车卸污系统采用的真空卸污系统，主要构成包括真空机组、卸污管道、抽吸单元设备、控制系统与信息处理系统。其中真空机组主要负责保持系统的真空度、指示以及排污功能正常运行；卸污管道主要负责将列车上的污物输送至真空机组；抽吸单元设备主要负责抽吸列车上的集便器，并将污物输送至真空机组；控制系统主要负责进行远程控制；信息处理系统主要负责监测吸引运行状态。本项目中，共设计2 排吸污系统，单排设置18 个吸污单元，设计卸污量为220 m3/d。

3.4.4 股道间明沟设计

在高铁车站中一般会设计排水明沟，主要是负责排出雨水、冲洗站台的废水以及消防废水，同时还要接纳车站地下出站口通道集水坑内的潜污泵排水。在本项目中，每2 条股道间设计1 条排水明沟，深度为1.4 m，宽度为0.6 m，明沟底部设计为纵坡，坡度不低于0.2%，纵坡站台端部的过轨排水箱涵，箱涵深度为1.5 m，宽度为2.0 m，箱涵底部设计为坡度不低于0.5%的纵坡。雨水、冲洗站台的废水以及消防废水经过排水明沟进入过轨排水箱涵，最终排到市政排水管道当中。

4 结语

综上所述，高铁车站的给排水系统设计工作涉及内容比较复杂，涵盖多个子系统，不同部分需要参考不同的标准或者设计规范。因此，要求设计人员在设计高铁车站给排水系统方案时必须充分了解车站的规模、类型、空间结构以及设计界面划分，同时明确应当参考和执行的标准规范，从而确定具体的设计参数。在实际设计作业过程中，需要重点把握车站用水量计算、站房给排水管线布设、站台综合管沟设计、站台两侧箱涵排水设计、股道间明沟设计、站台消火栓与消防设施、列车上水系统与卸污系统设计等，这些方面都关系到整个设计方案的成败。