城市轨道交通工程地下车站给排水及消防系统设计分析

王刚，王莹莹

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100037）

1 引言

给排水以及消防系统作为城市轨道交通工程的重要组成部分，对于地下车站的正常运行以及消防安全有着极大的影响，而且整个系统的复杂性相对较高，需要考虑的因素较多，设计难度较大。因此，加强对于地下车站给排水及消防系统设计过程中的难点分析和探讨是十分有必要的。

2 工程概况

本文以青岛市地铁5号线工程重庆路站工程建设项目为例，针对其中地下车站给排水及消防系统设计要点展开分析。车站为明挖3层岛式车站，全长182 m，标准段宽为21.9 m。重庆路站总建筑面积15 550 m2，主体建筑面积12 730 m2，附属建筑面积2 820 m2。

车站站厅层5~6轴处设有工作人员卫生间，站台层4~6轴处设有公共卫生间，并设置污水泵房；车站站台层1~2轴、18~19轴处设有两座废水泵房，C出入口处设有消防泵房。重庆路站—地铁大厦站区间位于常宁路下方，区间线路为V字坡，最低点设有区间废水泵房。

3 生产、生活给水系统设计

3.1 设计难点

首先，地下车站生产以及生活给水系统的水源主要来自城市用水，因此，在实际进行系统设计的过程中，应加强对于用水量方面的研究和分析，在确保供水充足的情况下，实现对于城市自来水的充分利用，坚持综合利用、节约用水原则。其次，由于地下车站自身结构复杂，包括变电所、通信信号机房、弱电设备房、控制室等电气设备用房，因此，在进行相应管道设计的过程中，因确保管道走线合理、安全。再次，给水系统不仅需要满足工作人员以及乘客生活用水，同时还需要满足相应生产用水，即空调冷冻水补水以及冲洗用水要求。最后，基于平战结合要求，该地下车站给水量还需要能够满足战时给水要求。

3.2 解决方案

案例工程给水系统水源主要来自城市自来水，为满足站生产、生活水量、水压要求，工程设计从室外引入一路DN80 mm的给水管，然后由车站1号风亭送风井进入车站，并在车站成枝状布置。为保障管道压力等方面符合车站给水要求，强化对于车站生产生活用水的监控，还需要在室外设置水表井，并在风道内设置生产、生活给水计量水表组合。同时，以节水环保为前提选择节水型卫生器具、冲洗阀组等，并根据相应器具耗水情况对车站用水量进行计算，详细用水量情况如表1所示。此外，在进行给水系统管道设计的过程中，还应加强对于管道线路的设计研究，严禁任何管道穿过变电所的电气设备用房，并尽可能将供水管道设置在远离电气用房的位置[1]。

表1 生产、生活用水量

4 生活污水、生产废水系统设计

4.1 设计难点

生活污水、生产废水排水系统设计的过程中，系统相对较为复杂，不仅包括车站冲洗水、环控机房废水等，还包括地下区间隧道的冲洗水以及结构渗漏水等，而污水系统则主要指的是卫生间生活污水的排放处理，不仅排水量较大，而且不同污水、废水的排放方式不尽相同。此外，基于当前新冠肺炎疫情防控背景，对于相应污水排放有一定标准要求，这也在一定程度上加强了地下车站污水废水排放系统的设计难度。

4.2 解决方案

首先，加强排水量计算。在进行生活污水、生产废水系统设计的过程中，应结合车站情况，针对车站排水量以及区间排水量情况对排水量进行计算，相应排水标准和排水量计算结果如表2、表3所示。

表2 车站排水量

其次，科学进行排水方式设计。在车站内部设计一体化污水集水箱，然后通过管道将车站生活污水集中到污水箱当中，再就近排入城市污水管网，为保障污水集水箱的运行效果，采用“双集水箱、双泵配置”策略，并在污水泵房当中设置便携式潜污泵，以此确保在进行设备维修、清洗的过程中，污水也能够得到有效处理和排放。结合车站生活污水排放实际需求，公共卫生间污水集水箱的容积设计为1 500 L，其中有效容积为900 L。对于废水系统而言，通过在每层边墙角下按30~40 m间隔设排水地漏的方式，实现对于结构渗漏水、生产废水的有效收集，然后流入车站废水集水，再就近排入城市雨水管网。此外，为保障车站排水的顺畅性，还在内部配备了移动式真空排水设备以及电源接口，作为备用设施[2]。此外，为保障区间排水的顺畅性，同时实现成本节约，将地下区间隧道废水泵房设在区间线路实际坡度的最低点，区间废水泵房结合区间防灾联络通道设置，其中心里程为YCK23+900.000。主要排除区间隧道内的结构渗漏水、冲洗废水和消防废水等。

最后，针对当前疫情防控要求，对地下车站密闭式污水系统设计方案进一步进行了优化调整，补充了应急消毒措施以更好地满足防疫要求。

5 地下车站消防给水系统设计

5.1 设计难点

第一，在进行地下车站修建的过程中，同时修建了面积在500 m2以上的地下商场以及地下停车库等，而且地下车站站厅层公共区面积超过5 000 m2，均需要设置自动喷水灭火系统，因此，对于消防用水的需求量相对较大。第二，结合实际情况进行分析，发现城市管网供水压力不满足车站室内最不利点消火栓供水要求。第三，由于地下车站空间较大，为保障灭火急救效果，还应加强对于消火栓设置位置的研究和分析。第四，基于青岛市实际气候条件情况，为保障室外消火栓系统的有效性，还应对相应保温措施进行设计研究。

5.2 解决方案

针对上述地下车站消防给水系统设计过程中的难点问题，在实际进行系统设计时可采取以下方式予以解决。

首先，针对消防供水需求较大的问题，应进一步与相关部门落实全线市政给水、排水的接驳条件，对于消防水源的接口，根据市政水源情况考虑设置消防水池与消防泵房的设计方式。

其次，针对城市管网供水压力不足的情况，通过在室内消火栓系统当中设置消防加压、稳压供水系统的方式，确保消火栓供水。相应消防供水系统设备以及型号参数如表4所示。

表4 消防供水系统设备参数

再次，在进行消火栓箱位置设计的过程中，应确保任何着火点均能够及时有两支水枪充实水柱同时到达，并保障每股水柱流量均能够达到5 L/s，水柱长度应至少为10 m，以此为基础展开消火栓箱的设计。其中，岛式车站站台层的消火栓采用2个单口单阀的消火栓栓口，并确保间距控制在50 m之内，其他消火栓均采用单口单阀设计形式，并确保消火栓间距控制在30 m之内，以此保障地下车站运行安全。

最后，由于青岛冬季最低气温低至-4℃以下，需要对室外消火栓系统采取相应防冻保温措施。对此，主要采用的是电伴热保温方式，同时在相应管道外部设置保温壳，保温壳材料为50 mm厚离心玻璃棉管壳以及0.6 mm厚铝合金薄板保护层，以此达到保温效果，确保消防给水系统的正常运行[3]。

6 结语

在实际进行地下车站给排水及消防系统设计的过程中，由于车站用水均来自城市管网，应结合车站用水实际情况，合理进行供水量计算，并科学进行给水系统设计，确保生产生活用水以及消防用水供应充足，在必要情况下可设置消防水池与消防泵房满足相应消防用水需求，并结合当地实际情况，适当采取室外管道保温措施，合理进行消防栓箱位置的设计，全面保障地下消防安全。在进行排水系统的设计时，应结合实际排水量，合理设计排水方式，并根据疫情防控需求，采取相应应急消毒措施。相信随着对地下车站给排水及消防系统的设计研究，城市轨道交通工程的建设水平和质量将会得到进一步提升。