铁路车站室外给水及消防系统管网结合设计方案

耿一迪

（中国铁路设计集团有限公司 机械动力与环境工程设计研究院，天津 300308）

0 引言

铁路作为国民经济大动脉，与国民经济、地方发展联系紧密。我国继“四纵四横”高速铁路网主骨架基本形成后，国家发展改革委、交通运输部、中国铁路总公司于2016年联合发布了《中长期铁路网规划》，勾画了新时期“八纵八横”高速铁路网的宏大蓝图［1］。这一规划充分体现我国在铁路事业发展上的决心和信心。

随着我国高速铁路建设的持续发展，路网规模不断扩大，铁路车站逐步增多、加大［2］。目前，我国已成功建成多个具有世界影响力的超大型高速铁路枢纽站，取得众多成果并积累了丰富的经验［3］。与普通铁路车站相比，高速铁路枢纽站用水量大、消防要求高，在铁路设计中常作为给水站进行设计。随着铁路车站的规模不断加大，铁路给水与消防系统的安全性、可靠性要求不断提高，如何在兼顾实用性与安全性的基础上，提高工程建设的经济性，降低运营维管的繁冗度，满足环保节能的要求，也逐渐成为铁路车站给排水设计中需要考虑的重要因素。

1 铁路车站室外给水及消防设计

1.1 室外给水系统设计

铁路车站的给水主要包括车站生活、生产用水以及旅客列车给水。给水系统的选择应通过技术、经济比较后综合考虑确定［4］。随着民生工程建设力度加大，推进市政给水系统的全面覆盖，目前铁路车站大多具备市政自来水作为水源的条件，无需自建水源，因此以铁路车站具备市政水源为基础展开讨论。

当市政给水能力充足时，宜优先采用市政直供水方式向铁路车站供水；当市政水压或水量无法满足铁路车站用水要求时，铁路车站采用二次加压给水系统，在站内设置供水设备及贮配水构筑物［5］。

中小型铁路车站的给水系统设置相对简单。以潍莱铁路昌邑站为例，车站最高用水点所需水压0.30 MPa，站前广场市政水压0.35 MPa，市政给水可满足车站生产、生活用水需求，车站给水采用市政自来水直供。室外给水干管管径DN150，支状布置，不设加压设施，既满足车站用水要求，又能降低系统繁杂性，节省工程建设投资，同时避免因系统繁冗、管道过长、管内长期存水而影响供水水质。

1.2 室外消防系统设计

铁路工程应同时设计消防、给水系统［6］。当市政给水管网连续供水时，消防给水系统可采用市政给水管网直接供水［7］。当市政给水条件不满足铁路消防要求时，铁路车站通常采用独立的消防系统，在站内设置消防泵房及消防水池。铁路车站室外消防管道环状敷设，以提高消防系统的安全性、可靠性［8］。

铁路室外消防控制点通常为站房、生活综合楼、仓库等体积大于50 000 m3的建构筑物，室外消防秒流量40 L/s［7］，室外消防管网应环状敷设［6］。同样以昌邑站为例，站房室外消防秒流量40 L/s，室外消防管道应环状敷设。由于市政管道仅可提供1路水源，无法满足消防管网环状敷设要求，因此昌邑站采用独立消防系统，在站房内设消防泵房及消防水池，消防泵房为站房室内外消防共用，其中设有室外消防泵2套，互为备用，单泵规格满足站房室外消防要求，自泵房引出2路扬水管道，向室外环状消防管网供水。消防泵自消防水池吸水，市政给水作为水源给消防水池补水，水池容积V=800 m3，满足站房1次室内、外消防所需最大消防用水量之和。站房室外消防管道管径DN150，沿站房四周环状敷设。

铁路车站设置的独立消防系统不与生活给水系统连通，消防系统水池存水量大，除检修外水池不排空，管道总长度较长，管径较大，系统内长期大量存水，且流动性差，水质易发生变化。

1.3 给水及消防合用管网

对于有旅客列车给水要求的铁路车站，以及有客车整备要求的站、段、所等，需要设置旅客列车给水设施。为保证旅客列车给水系统的安全及可靠性，管道多为环状布置［9］。当车站生产生活及旅客列车给水设备秒流量之和与车站室外最大消防秒流量相近、或大于车站室外最大消防秒流量时，铁路车站室外消防给水管道可与客车给水系统合用管网，以减少管道工程量，节省工程投资。济青高铁济南东、红岛等站均采用给水及消防合用管网系统。

采用合用管网系统时，为保证给水及消防系统能良好运行并定期维护检修，对应的运营管理人员需要同时具备给水及消防设施检修技能及专业资质，同时运营单位应对维管人员进行合理的权责划分，避免由于分工模糊导致工作疏漏而影响合用系统的安全性及可靠性。

2 铁路给水站室外给水及消防设计

铁路给水站指设有为运输、生产、生活、消防等供水的设备和配套建（构）筑物的处所［9］。常见的铁路给水站包括设有旅客列车给水设备和配套设施的车站、动车段（所）、铁路物流中心等。铁路给水站给水与消防系统的设计，根据车站布置形式、占地规模、管理模式等因素的不同，可设计为合用管网系统或独立管网系统。

2.1 合用管网系统

2.1.1 市政直供水

合用管网系统的铁路给水站，当市政给水压力、流量可满足车站用水及室外消防要求，并能提供2路稳定给水的水源时，车站从市政管网接引2路水源，在站内形成环状给水管网，管网兼具消防给水及生活给水功能。合用管网系统布置形式见图1。

图1 合用管网系统布置形式（市政直供）

采用市政直供水的铁路给水站，要求市政给水连续稳定，给水秒流量不小于车站室外最大消防秒流量，给水压力满足车站最不利消防点所需的消防水头。同时，用作2路消防给水的市政水源，应接自市政环状给水管网，或2条不同的市政给水干管［7］，不应接自同一条支状市政管道，以此来保证车站消防的可靠性。

采用市政直供水的合用管网系统，站内管网与市政管网充分衔接，条件允许时，可考虑将站内管网的维护管理工作社会化，定期引入或委托社会资源进行检修保养，以减轻运营单位的管理压力。

2.1.2 二次加压给水

多数情况下，由于铁路给水站距离市中心较远，车站周边市政配套设施尚不完善，市政给水无法满足铁路给水站所需的2路水源要求，需要采用二次加压给水方式，自建给水加压泵房和消防泵房。当采用合用管网系统时，给水设备与消防给水设备向同一套管网供水，管网环状敷设。正常情况下变频供水设备启动，满足用水点生产及生活用水需求；当火灾发生时，消防设备启动，满足消防秒流量及压力要求。

设有旅客列车给水设施的铁路给水站，由于给水及消防系统所需的最大流量、压力相近，车站给水和消防可按合用管网设计。合用管网系统布置形式见图2。

图2 合用管网系统布置形式（二次加压）

采用二次加压给水的车站，由于车站设有独立的储水及加压设施，当市政管网短期停水或市政管网末端压力不稳、不足时，均不影响车站正常给水。但相比市政直供水，增加了储配水设施，工程投资增加，系统繁杂性有所提高，运营维护成本增加。

利用合用管网系统给水，能够有效减少室外给水管道工程量，减少室外不同管线、线缆的交叉，减小综合管沟截面尺寸，降低施工难度，缩短工期，节省工程投资，同时减少后期运营维护工作量。

2.2 独立管网系统

独立管网系统指生活给水和消防给水分别采用独立的管网。

2.2.1 市政直供水

对于无需设置旅客列车上水设施的铁路给水站，例如铁路物流中心，通常站内生产、生活用水秒流量小于最大消防秒流量。当市政直供水无法满足消防要求，但可满足站内用水需求时，生产、生活用水可由市政管网直供，同时在站内设置独立的消防系统。独立管网布置形式见图3。

图3 独立管网布置形式（市政直供）

以铁路物流中心为例，其特点为占地面积较大，各功能区划分明显，作业区与生活区分开设置，生活区房屋布置相对集中，作业区物流仓库、堆场等大型建（构）筑物无用水要求或用水量少，无旅客列车给水等集中用水设施，但消防要求较高，此类给水站宜采用给水管道与消防管道分系统设置［10］，生产、生活给水管网可支状敷设。

铁路物流中心的消防控制点一般为仓库、堆场等建（构）筑物，根据其体积、类型、货物种类等因素不同，设置满足其室外消防要求的消防水池及消防泵房，室外消防管道沿消防车道环状敷设。当有室内消防需求时，可将室内外消防泵房合设，以减少泵房数量；当2个或2个以上建（构）筑物需要室内消防，且相互距离较远时，室内外消火栓管网可合用［11］，从而有效减少室外埋地管道工程量，此时室外埋地消防管道管径需满足室内外消火栓最大秒流量之和，环状敷设。

2.2.2 二次加压给水

动车段（所）、存车场等给水站占地面积较大，一般设在用地资源不紧张、地价较便宜的市郊地带，或位于市政管网末端，市政给水压力不足，或靠近主供水管道，自市政主干管引水需要大量市政协调工作，不易实现，需铁路长距离铺管至市区内的干管分支接管。因此，此类给水站的市政给水条件通常不理想。

动车段（所）、存车场等给水站出于运输组织需求，均设有旅客列车给水设施［12］。旅客列车给水设施最小服务水头要求从轨顶算起20 m［9］，此时市政直供水无法满足车站用水需求，车站需自建清水池和给水二次加压设施，给水管道在站内环状敷设，保证生产生活用水及旅客列车上水所需的给水压力及流量。

动车段（所）、存车场等给水站内设有动车存车线、停放线、整备线等，要求每隔2条线在线路间设置消火栓，消防秒流量20 L/s，水枪充实水柱10 m（从轨顶算起）［8］。由于存车线数量多，消防管道沿存车线环状敷设，且每隔2股道设置1排，消防管道数量多，管道内存水量大。

当存车线与生活房屋、客车整备库等用水点分区域布置、存车线附近未设或少设有生产生活用水设施时，若采用给水与消防合用管网，则存车线区域管道内大量存水，长期不流动，水质易发生变化，会对给水水质产生影响。此时，设置独立的消防系统，使消防管道与给水管道相互独立，可避免因消防管道中长期存水引起水质变化影响生活给水水质。

独立管网布置形式见图4。

图4 独立管网布置形式（二次加压）

3 结论

分析铁路车站给水及消防系统设计方案，重点分析了不同给水站的给水及消防系统设置形式，总结了适用于不同条件的铁路车站给水及消防系统，为今后新建铁路车站的给水及消防系统设计提供参考。

（1）对于任何需要用水的铁路车站，当车站周围市政给水条件可满足车站生活用水或消防用水需求时，应优先选择市政直供水方式，减少或取消给水机械、消防设备的设置，在确保系统安全可靠的基础上，提高工程经济性，达到铁路建设节能减排、经济环保的目的。

（2）对于最大消防用水量与生活用水量相差较大的铁路车站，为保证室外给水系统的安全性及消防系统的可靠性，应采用生活与消防独立管网设置。当市政直供水可同时满足车站生活用水及消防用水要求时，也可采用生活与消防给水共用管网系统，以提高工程建设经济性，减少运营过程中机械设备的维护成本。

（3）对于铁路给水站，当车站占地面积较大，且消防要求较高并需要全区域覆盖，但生活用水量较小或用水点集中时，如铁路物流基地、铁路存车场等，应尽量采用生活与消防独立管网设置，以保证生活用水供水水质，提高给水安全性。根据室内消防设置情况，可酌情考虑室内外消防合用管网。

（4）对于铁路给水站，当车站平面布局紧凑，用水点与消防点相互交叉，如设有旅客列车给水系统的铁路客运站，可采用室外给水及消防系统合用管网，保证给水、消防2套系统安全可靠的同时，降低工程造价，缩短工期，降低维管难度。

（5）当室外给水及消防系统合用管网供水时，应对车站给水运营管理人员进行岗前培训，以同时满足给水及消防设施运维资质条件，或由运营单位对维管人员进行合理的权责划分，以保证合用管网可得到长期有效的维护管理，维持系统安全可靠运行，满足车站生活给水及消防要求。条件允许时，也可考虑委托社会资源进行维护保养，以减轻运营单位工作压力。

（6）传统的室外给水及消防系统相互独立的管网可满足铁路车站对于给水、消防的安全性与可靠性要求，而设计合理的合用管网，在保证车站给水与消防安全可靠的同时，能够有效减少工程消耗，降低成本，从而提高车站建设的经济价值。