淺談地鐵車站的排水系統設計摘 要: 簡要介紹地鐵車站的排水種類和方式, 重點探討排水地漏的布置, 以及地鐵車站廢水泵站和污水泵站的設計及控制方式等問題, 供設計人員參考。關鍵詞: 排水地漏; 污水泵站; 廢水泵站1 前言 近年隨著城市化進程的加快, 城市人口急劇增多, 國內各大城市的地面交通均面臨著巨大的壓力,城市軌道交通成為一種有效疏導地面人流和緩解交通堵塞的重要手段, 目前已在國內多個城市中建成并投入運營, 且大多以地下鐵道為主。 地鐵車站的排水設計是車站給排水及防災設計的主要內容之一, 及時排放車站內部的積水, 對車輛的正常運行及各類電器設備的保護有著重要意義。地鐵車站排水系統采用分流制, 主要由廢水系統、污水系統和雨水系統組成, 其中廢水系統包括車站沖洗水、消防廢水和結構滲漏水等; 污水主要為衛生間生活污水; 雨水主要來自敞開式的出入口和風亭等。2 地鐵車站廢水系統設計 車站內廢水收集和排放流程如下: 各類廢水→排水地漏→軌道排水明溝→主廢水泵站→壓力檢查井→市政污水系統。2.1 各類廢水量設計計算標準 車站沖洗水排水量為 4L m/2次, 計算面積為站廳站臺層公共區域, 一日一次, 每次按 1h 計算; 結構滲漏水通常設計標準為 1Lm/2日, 計算面積為車站內表面積; 消防廢水按一次消防水量 100%計算。2.2 排水地漏的布置 車站各類廢水均由設在站臺層、站廳層和有用水點的房間內的地漏收集, 通過排水立管排放至軌道兩側的排水明溝內。站廳層排水地漏設在車站主體內側排水淺溝內, 相互間隔約 40m, 此外車站出入口進站處應設置截水溝和排水地漏; 環控機房、保潔間、污水泵房、廢水泵房、茶水間等有給水點的房間也應設置地漏。站臺層地漏主要排放公共區沖洗廢水, 與站臺邊緣相距 2.5m 以上。對于各類風道進入車站主體處的地漏設置,《地鐵設計規范》中并無明確規定, 筆者認為要避免不同類型風道因排水淺溝連通而造成的相互干擾, 每個風道入口處均應設置排水地漏, 不同風道不能共用排水地漏, 如圖 1 所示。
2.3 主廢水泵站設計 主廢水泵站主要排放結構滲漏水、凝結水和生產、沖洗及消防廢水等, 應設在車站或線路的最低點, 其設計關鍵是確定廢水池容積和廢水泵參數, 車站主廢水泵應設置 2 臺, 平時互為備用和輪換工作,消防或必要時同時工作, 排水泵流量按消防時排水量和結構滲水量之和確定。主廢水池有效容積按照主廢水泵 20min 出水量且不小于 30m3 確定。主廢水泵站剖面如圖 2 所示。 對于部分地鐵車站與地下商業建筑合建的情況,筆者認為為了避免商業建筑火災時對地鐵車站的影響, 應在兩者之間設置擋水和截水措施, 商業部分內部應設置獨立的局部廢水泵站。3 車站污水泵站設計 地鐵車站的污水主要來源于車站工作人員日常用水, 一般在車站的站廳層設備區內設有衛生間供工作人員使用, 生活用水量按 50L班/人計, 排水量按生活用水量的 95%考慮。 污水泵站應設置在衛生間下的站臺層設備區內,污水集水池有效容積一般按 6h 的污水量確定, 但有效容積不應小于 2m3, 污水泵流量按衛生間排水設計秒流量選取。在實際設計中, 污水池平面不宜過大,以免污水在污水池內停留時間過長, 同時污水池應設置排氣管道, 直接與車站排風管道連接。污水泵站布置剖面如圖 3 所示。4 車站雨水泵站設計 雨水泵站主要設置在車站敞開式風亭內及敞開式出入口扶梯下, 雨水排水量按設計暴雨重現期 50年 10min 集流時間計算。出入口處雨水泵流量按出入口消防水量與雨水量之和選取, 風亭處雨水泵流量按計算雨水量選取。各處集水池有效容積按雨水泵的 10min 出水量確定。對于非敞開式出入口的排水泵站, 可歸于局部廢水泵站, 水泵設計流量僅考慮消防排水量。設有頂蓋的風亭, 可不設雨水泵站, 風亭的結構滲漏水可沿風道排入車站內, 由地漏收集后排放至主廢水池。5 各泵站控制水位設置及水泵控制方式 車站控制室監視排水泵的工作狀態、手 自動狀態、故障狀態和水位狀態; 對廢水池、集水池、污水池的危險水位進行自動監視, 超高報警; 對所有排水泵設自動運行計時, 并按設定運行時間進行主備泵自動切換, 按維修設定計劃提供檢修報告。排水泵通過泵房控制箱實現水位自動控制和手動控制。控制箱采用一控二方式, 其中水位控制方式采用浮球開關, 浮球開關與控制水位一對一設置。 廢水泵房內的 2 臺潛污泵, 平時一用一備, 輪換運行。消防時兩臺同時工作, 廢水池內設超低水位、停泵水位和第 1、2 臺泵啟動水位共 4 個控制水位。 污水泵房內的 2 臺潛污泵一用一備, 輪換運行,設停泵、啟泵水位和超高報警水位共 3 個控制水位。 車站出入口自動扶梯底部以及洞口集水坑內設2 臺潛污泵, 平時一用一備, 必要時雙泵運行, 設停泵水位和第 1、2 臺泵啟動水位共 3 個控制水位。6 排水管道材料及其他重要防護措施 一般來說, 車站內壓力排水管可采用涂塑或襯塑鋼管, 重力排水管采用阻燃性 UPVC 管。排水管穿越不同防火分區時應設置阻火圈; 地鐵內引出至地鐵外的排水金屬管線應絕緣處理后方可引出, 可采用安裝絕緣法蘭或者絕緣短管的方式。另外, UPVC排水管道不能直接穿越軌頂風道, 在風道內的部分應設置鋼套管防護, 避免消防時高煙氣對管道造成破壞。7 結語 以上概括了地鐵排水設計中的重點內容, 由于地鐵車站排水設計有別于其它民用建筑地下室排水設計, 對排水的可靠性和及時性要求更高, 設計人員通過解決設計和施工中遇到的問題, 不斷總結和完善地鐵排水的設計技術, 以達到安全、合理、經濟的目的。
2.3 主廢水泵站設計 主廢水泵站主要排放結構滲漏水、凝結水和生產、沖洗及消防廢水等, 應設在車站或線路的最低點, 其設計關鍵是確定廢水池容積和廢水泵參數, 車站主廢水泵應設置 2 臺, 平時互為備用和輪換工作,消防或必要時同時工作, 排水泵流量按消防時排水量和結構滲水量之和確定。主廢水池有效容積按照主廢水泵 20min 出水量且不小于 30m3 確定。主廢水泵站剖面如圖 2 所示。 對于部分地鐵車站與地下商業建筑合建的情況,筆者認為為了避免商業建筑火災時對地鐵車站的影響, 應在兩者之間設置擋水和截水措施, 商業部分內部應設置獨立的局部廢水泵站。3 車站污水泵站設計 地鐵車站的污水主要來源于車站工作人員日常用水, 一般在車站的站廳層設備區內設有衛生間供工作人員使用, 生活用水量按 50L班/人計, 排水量按生活用水量的 95%考慮。 污水泵站應設置在衛生間下的站臺層設備區內,污水集水池有效容積一般按 6h 的污水量確定, 但有效容積不應小于 2m3, 污水泵流量按衛生間排水設計秒流量選取。在實際設計中, 污水池平面不宜過大,以免污水在污水池內停留時間過長, 同時污水池應設置排氣管道, 直接與車站排風管道連接。污水泵站布置剖面如圖 3 所示。4 車站雨水泵站設計 雨水泵站主要設置在車站敞開式風亭內及敞開式出入口扶梯下, 雨水排水量按設計暴雨重現期 50年 10min 集流時間計算。出入口處雨水泵流量按出入口消防水量與雨水量之和選取, 風亭處雨水泵流量按計算雨水量選取。各處集水池有效容積按雨水泵的 10min 出水量確定。對于非敞開式出入口的排水泵站, 可歸于局部廢水泵站, 水泵設計流量僅考慮消防排水量。設有頂蓋的風亭, 可不設雨水泵站, 風亭的結構滲漏水可沿風道排入車站內, 由地漏收集后排放至主廢水池。5 各泵站控制水位設置及水泵控制方式 車站控制室監視排水泵的工作狀態、手 自動狀態、故障狀態和水位狀態; 對廢水池、集水池、污水池的危險水位進行自動監視, 超高報警; 對所有排水泵設自動運行計時, 并按設定運行時間進行主備泵自動切換, 按維修設定計劃提供檢修報告。排水泵通過泵房控制箱實現水位自動控制和手動控制。控制箱采用一控二方式, 其中水位控制方式采用浮球開關, 浮球開關與控制水位一對一設置。 廢水泵房內的 2 臺潛污泵, 平時一用一備, 輪換運行。消防時兩臺同時工作, 廢水池內設超低水位、停泵水位和第 1、2 臺泵啟動水位共 4 個控制水位。 污水泵房內的 2 臺潛污泵一用一備, 輪換運行,設停泵、啟泵水位和超高報警水位共 3 個控制水位。 車站出入口自動扶梯底部以及洞口集水坑內設2 臺潛污泵, 平時一用一備, 必要時雙泵運行, 設停泵水位和第 1、2 臺泵啟動水位共 3 個控制水位。6 排水管道材料及其他重要防護措施 一般來說, 車站內壓力排水管可采用涂塑或襯塑鋼管, 重力排水管采用阻燃性 UPVC 管。排水管穿越不同防火分區時應設置阻火圈; 地鐵內引出至地鐵外的排水金屬管線應絕緣處理后方可引出, 可采用安裝絕緣法蘭或者絕緣短管的方式。另外, UPVC排水管道不能直接穿越軌頂風道, 在風道內的部分應設置鋼套管防護, 避免消防時高煙氣對管道造成破壞。7 結語 以上概括了地鐵排水設計中的重點內容, 由于地鐵車站排水設計有別于其它民用建筑地下室排水設計, 對排水的可靠性和及時性要求更高, 設計人員通過解決設計和施工中遇到的問題, 不斷總結和完善地鐵排水的設計技術, 以達到安全、合理、經濟的目的。