地下空间给排水设计经验总结与思考——以广州南沙灵山岛尖地下空间为例

黎献纲

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010）

1 项目背景

灵山岛尖地下空间工程项目位于广州市南沙区，是该区域第一个集交通、人防、商业、休闲等功能于一体的地下商业综合体。该地下空间工程，区外联通地铁15 号线、明珠湾过江隧道，区内实现了周边高端商务区综合体的互联互通，成为相邻地块之间、地下和地上连接的枢纽。

该项目对于完善当地城市公共配套及商业配套具有重要意义，是一个既满足公益性又能追求商业价值的项目。给排水专业是项目重要的组成部分，其设计水平直接影响项目品质。在该项目给排水设计过程中，遇到了一系列设计难点，以下对其展开讨论[1]。

2 防洪防涝措施

本项目位于灵山岛，台风登陆时会带来持续的强降水，加上地下水位高，故防水排水措施是保证本项目安全性的重要环节。地下空间项目在防洪方面处于“先天弱势”，当周边区域排水不畅时，地下空间处于地势低点，容易成为区域洪涝水汇集之处。由于地下空间的积水难以快速排出，容易造成巨大的生命财产损失，因此，本项目的防洪设计十分重要。

本工程根据广州市城市防洪总体规划，合理设置地下空间各出入口的绝对高程，使出入口、敞口风井等出地面设施比四周市政道路路牙高0.3～0.5 m。同时在地下主要出入口采取设置梯级等挡水措施，防止地面雨水漫流进入室内[2]。

3 敞口段雨水排水设计

本项目中的地下空间有大面积的敞口段，包括下沉广场敞口区域及送风/排风井和出地面敞口风井，这给雨水排水设计带来一定困难，需要考虑如何在满足规范、保证排水安全的前提下，不影响下沉广场的建筑方案效果。本项目在各个主出入口都设计了下沉广场，它可以在一定程度上为地下空间解决采光、通风、消防等固有的缺陷。但同时下沉广场带有大面积的敞口空间，其中最大一处敞口面积约为1900 m2。

本项目下沉广场地面整体采用透水铺装材料排出地面雨水，在透水铺装地面之下，通过结构降板，设计约0.4 m 深的调蓄空间，储存下渗雨水。下渗雨水通过引导设施汇流至雨水机房，雨水机房下方为雨水池及雨水提升泵，上方设置检修通道，方便人员操作控制柜及进入雨水池检修水泵。下沉广场蓄水空间如图1 所示。

图1 下沉广场蓄水空间

雨水排水设计流量的计算是根据《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003），《室外排水规范》（GB 50014—2006）来选取设计重现期的。按50 年重现期选取排水设计流量，按照100 年重现期校核调蓄容积+排水设计流量[3]。对于雨水机房排水潜污泵选型，在考虑其开启的最大值满足50 年重现期的排水设计流量的同时，也要考虑经济性。结合作者的工作经验，在本项目中应考虑以下3 点。

（1）计算汇水面积时，需同时考虑敞口面积+侧墙面积。

（2）计算扬程时，需考虑雨水内混合的杂质的影响，适当选取安全系数。

（3）计算总流量时，考虑多台水泵并联运行的影响，本项目采用3 台3 用水泵，3 台全开出水时，总流量折减系数取0.75。

对于水泵台数的选取，需分别计算年平均降雨时和一年一遇至50 年一遇的设计流量，尽量做到平时降雨时开启一台水泵，雨季大雨时开启两台水泵，重现期极端降雨时开启全部水泵。这样设计不仅可以使水泵组在大多数时间内处于互相备用的状态，还能节省电量。

对于雨水提升潜污泵，在设计时，应对其设备的质量提出具体要求，以避免因交代不清，导致施工单位购买的设备不满足使用条件。潜污泵的要求如下。

（1）泵壳、轴承体以及支承架、轴封压盖、轴承压盖等承压部件为球磨铸铁材质，需保证有足够的厚度，使之能在工作温度下经受住最大容许压力并限制变形。

（2）叶轮为球墨铸铁材质，表面挫光。为保证其静止平衡和动平衡，采用保护帽密封，使其牢固地装在泵轴上，无论是沿着顺时针还是逆时针方向旋转，叶轮都不会松动。

（3）泵轴采用304 不锈钢材质，能承受轴向和径向负载，并与液体完全隔离。泵轴必须具有足够的强度和刚度，才能承受正常工作、启动、停机时可能出现的最大扭矩，确保自身运行平稳。

（4）性能要求：①水泵的工作曲线是连续上升的，在工作范围内，相应的效率曲线比较平缓。而选型在水泵特性曲线的高效区。②潜污泵应为单级、易拆卸的双通道无阻塞型潜污泵，带自动搅拌装置，泵体与潜水电机直接相连。③潜污泵在全淹没或部分淹没的条件下能够连续运行，同时也能够在间歇运行和长期停机后恢复正常启动运行。④潜污泵在设计负荷范围内，无振动和气蚀现象，运行平稳。⑤潜污泵采用立式耦合式安装方式。配置自耦安装的潜污泵，需配备出水弯管、自耦底座和移动、自动就位时起连接作用的不锈钢导轨及提升链。

（5）电机：①电机为全密封潜水全淹式电机，绝缘等级为F 级，防护等级为IP68，电源为三相/380 V/50 Hz。②水泵所用电机需有足够的功率储备，使水泵在性能曲线允许的范围之内工作时，不会超负荷。③电机能够连续和间歇运行，每小时启动次数为15次，且不会对泵带来任何有害影响。

（6）控制柜：①控制柜应具有水位控制功能。超过高水位时声光报警；降至设计的下限水位时，自动停泵；恢复到启泵水位时，自动启动。具有系统爆管时的保护功能，实现水泵自动交替运行，保证各水泵运行时间相同。②控制柜应具有定时自动切换的功能。定时轮流循环，自动按照先开先停的顺序控制各台水泵的启停，并根据流量的变化自动投入运行或切除，保证各台水泵能够均等工作，以延长其使用寿命。③控制柜具有故障自动切换的功能。运行过程中单台水泵出现故障，系统自动将故障泵切除，下一台水泵自动投入运行，实现完全无人守候，自动运行。控制柜具有手动和自动控制功能，实现低水位停泵、高水位启泵、超高水位两台同时运行并报警（含一台情形）；两泵运行一泵故障时，备用泵自动投入运行并有故障显示。

通过广场地下降板+雨水机房调蓄池，本项目每处下沉广场都具备一定规模的调蓄空间。该方法在规范基础上提高了排水安全性，雨水收集池调节容积达到10 min 降雨量，能应付诸如极端天气、室外积水倒灌、设备损坏等突发状况，使地下空间的防涝安全系数得到大幅提高。

为配合地面景观效果，本项目大部分出地面的风井为敞口设置，故除下沉广场外，敞口风井也是另一处雨水能直接进入地下的地段。本项目在各风井底部设置地漏，风井周围就近设置集水井，风井内积水通过地漏流至集水井进行加压排放。

4 商业餐饮排水的规划及预留条件

在现代地下商业空间的设计中，为商铺预留餐饮改造的条件，是给排水规划应着重考虑的问题。地下空间刚建成时，周边的出让地块还处于未建成或启动阶段，故地下空间的商业业态并不发达。但作为区域内各出让地块的连接通道，地下空间将慢慢成为人流汇集的场所，商业价值也逐步提升，商业业态也变得更加丰富。在当今社会，商业业态中餐饮的占有比例越来越高，因此，如何在地下空间设计中为商铺预留餐饮改造条件以满足招商业态的多样性需求，就成为一个普遍性的问题。

本项目采取餐饮排水管沟加隔油间的方式解决该问题。在方案阶段配合土建工程技术，根据业态分布，在各商铺厨房区域地面以下分别设置餐饮排水管沟。商铺餐饮排水经管沟汇合至油水处理间，经隔油处理、加压提升后就近排至市政管道。在布置管沟的同时，将本项目各商业区域划分为不同排水分区，每个分区设置一处隔油间。管沟尺寸为1000 mm×1400 mm，可安装 3～5 根 DN150 排水管，并预留走管找坡空间。餐饮排水管沟构造如图2 所示。

图2 餐饮排水管沟构造

管沟在公共区域为暗沟，在各商业餐饮区域内设置检修入孔800 mm×800 mm。隔油间部分提资土建做下沉房间，隔油间利用当层下方的空间，不占用当层业态面积。隔油间的设备房门统一开在安全通道，油渣可以不通过公共通道及商业通道，直接运送至室外。排水暗沟+检修口的合理布置，既不影响公共区域的环境卫生，又能方便商铺排水管安装及管道的检修，这有助于提高地下空间的商业价值[4]。

5 与市政设施对接

本项目面临与市政设施对接的布置空间有限的问题。地下空间整体位于市政道路下方，其上方有市政综合管沟、市政雨水管、河涌水景等设施，周边也有各出让地块的用地红线，因此，可用的地面基本为市政道路两侧的人行道，宽3～5 m。

本项目采取将人行道定义为缓冲地带的方式解决该问题，并将排水出户井及构筑物设置于地面缓冲区。在水平层面，合理定位各出户管线及构筑物，避免与市政管线发生冲突，使地下空间管线与市政管线的界面更明晰；在竖向层面，采用局部降板的方式以满足排水构筑物的竖向设置要求，降低市政道路的覆土厚度，减少工程整体开挖。整体而言，项目地下空间各卫生间、雨水、餐饮、消防的排水都以压力流方式排入就近市政管道，接驳点比较分散。设计过程中建筑给排水与市政给排水工程紧密配合，合理布置了市政接驳井、排水出户管、化粪池和消能井等排水构筑物。

对于消防系统，本项目合理布置室外消火栓点位，实现仅用一套消防系统即可同时保护市政路及地下空间。本项目的室外消火栓设置于各出入口附近，室外消防全部由市政消火栓供水[5]。

6 其余系统经验总结

生活给水系统充分利用市政水压供水，以区域为单位设置专用的水表间，集中设置水表，同时预留可供后期扩容的给水接口及水表安装空间。这样既满足业态升级的要求，也为运营管理及维护创造便利。

卫生间排水系统在各公共卫生间旁设置污水提升间，卫生间污水经加压提升后排至地面化粪池，处理后就近排至市政管道。污水提升间利用卫生间下方的空间，不占用当层业态面积。

7 综合管线

本项目中的地下空间有商铺、设备房、走道等多重功能区域。因此对室内消火栓及喷淋系统管网的布置有供水距离远和地下空间设备管线密集等不利因素。项目结合建筑信息化（building information modeling, BIM）技术，通过合理规划管线路由，将消防管主环、支环、支管互相结合布置，提高了管网的安全性，降低了水损能耗，并且满足了综合管线的要求。

8 结语

灵山岛尖地下空间给排水设计在安全性及经济性间找到平衡点，贯彻了以有限的公共投入，引导城市活动向地下延展，发掘城市更多的空间价值的理念，达到了整合空间资源的规划效果。通过地上地下一体化设计，落实“低碳节能”的建设理念，为灵山岛尖实现打造具有世界先进水平的粤港澳大湾区中央商务区的目标奠定了坚实的基础。本项目既充分借鉴已有项目的经验，也结合自身特点进行创新，充分发挥主观能动性，成功打造了一个令各方满意的项目。