蔣金輝,陳 軍

(1.中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063；2.鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院,北京 100038)

1 修編的必要性

鐵道部1999年頒發(fā)的《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)已使用近10年,整體上反映了20世紀90年代中期鐵路給水排水的科技水平,由于近10年來科學技術的不斷進步,鐵路給水排水技術有了較大的發(fā)展,一大批科技成果經(jīng)過實踐驗證已經(jīng)具備了納規(guī)條件,此外,鐵路勘測設計和施工技術裝備水平有了較大的進步,運營維護及管理水平也有了很大的提高,原有規(guī)范中部分條文已經(jīng)制約了鐵路運輸生產(chǎn)力的發(fā)展,阻礙了鐵路工程建設技術進步。此外,隨著國家對節(jié)約資源和環(huán)境保護要求的提高,鐵路既有線提速和客運專線建設的需要,對鐵路工程建設急需的技術標準、新工藝、新材料和新設備有了新的要求,同時修編后的國家標準《室外給水設計規(guī)范》(GB50013—2006)、《室外排水設計規(guī)范》(GB50014—2006)已開始實施,鑒于上述原因,及時開展對《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)進行全面修編是十分必要的[1]。

2 修編依據(jù)

(1)根據(jù)鐵道部《關于編制2006年鐵路工程建設標準編制計劃的通知》(鐵建設函[2005]1026號)的要求,對《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)進行全面修編。

(2)近年國家相繼頒布的一系列法律、法規(guī)和技術標準。國家的法律、法規(guī)和技術標準是制定行業(yè)技術標準必須遵循的準則。另外,國家及鐵道行業(yè)有關給排水工程建設的有關技術政策也應通過本規(guī)范的全面修編加以體現(xiàn)和認真貫徹執(zhí)行。

(3)鐵道部建設管理司主持召開的有關《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)規(guī)范復審會議形成的專家復審意見。

(4)《鐵路給水排水設計規(guī)范》征求意見稿和送審稿審查會專家審查意見。

(5)全路各有關勘察設計院、鐵路局、工程局等單位對《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)全面修編提出的書面意見。

3 主要修編原則

(1)本規(guī)范的全面修編應全面貫徹國家節(jié)約用地、節(jié)約資源、節(jié)約用水、節(jié)約能源、保護環(huán)境等法律法規(guī)政策,充分體現(xiàn)規(guī)范的政策性、先進性、經(jīng)濟性、安全性和適用性。

(2)本規(guī)范充分吸取現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行以來鐵路工程勘察設計、施工、運營的成功經(jīng)驗,積極采納了新技術、新工藝、新材料、新設備,并將成熟的鐵路給水排水工藝技術及時納規(guī)。

(3)根據(jù)鐵路運輸生產(chǎn)力布局的調整和運輸裝備現(xiàn)代化的要求,增補有關旅客列車上水及卸污系統(tǒng)設計和給排水檢測與控制的相關技術要求,以適應鐵路既有線提速改造、客運專線鐵路建設及鐵路信息化建設的需要。

(4)本規(guī)范的全面修編注意與國家及鐵道部行業(yè)相關標準的相容性和協(xié)調性,充分體現(xiàn)鐵路給水排水的行業(yè)特點及技術水平。

4 主要修編內(nèi)容

原規(guī)范包括10章共121條,經(jīng)本次全面修編后調整增加為14章共183條,主要內(nèi)容包括：總則,術語,基本規(guī)定,給水站和生活供水站(點),用水量、水質和水壓,水源,給水泵站,輸、配水管道,貯、配水構筑物,給水廠(所),排水,旅客列車卸污,污水處理,檢測與控制等[2]。

本次規(guī)范全面修編主要修改調整與增加補充的內(nèi)容有：

(1)增加了術語、基本規(guī)定、旅客列車卸污和檢測與控制等章節(jié)。

(2)增加了特大型、大型旅客車站采用直飲水系統(tǒng)設計的有關規(guī)定。

特大型、大型站房通常位于大城市或經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),候車人數(shù)較多,對飲用水的需求量比較大,為了提高鐵路運輸服務水平,創(chuàng)造優(yōu)越的候車條件,本次修編增加了直飲水系統(tǒng)的設計要求,提高了飲用水水質標準,為保證旅客飲用水衛(wèi)生安全創(chuàng)造了條件。

(3)增加了鐵路貨運中心、動車段(所)按給水站設計的規(guī)定,修訂了旅客列車給水站的分布間距。

原規(guī)范中旅客列車給水站設置間距規(guī)定為150～250 km,在鐵路提速后已不適用。本次修編按鐵路旅客列車不同的設計運行速度進行了調整。由于鐵路提速后增加了大量的空調列車,車站之間運行時間大大縮短,旅客用水量相對減少,水箱內(nèi)水的使用時間相對延長。在我國,大城市分布距離一般在250～400 km,鐵路旅客列車設計運行速度在200 km/h以下時,調整后的給水站設置間距正好與之相適應。

目前,正在施工的京滬高速鐵路在北京、天津、濟南、南京南、上海南翔、上海虹橋設置了動車段或動車運用所,其間距約為148、357、577、286、3 km。京廣客運專線在北京、石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州設置了動車段或動車運用所, 其間距約為277、412、516、382、648 km。其他客運專線動車段或動車運用所的設置間距也類似,故規(guī)定列車設計運行速度在200 km/h及以上時,給水站間距宜為300～700 km。

(4)修訂了旅客運輸用水量計算方法和鐵路主要用水點的服務水頭及客車給水栓給水秒流量。增加了不同類型車站站房用水量的計算方法及動車組整備、檢修,綜合維修基地，鐵路貨運中心，洗衣房等設計用水量標準。

旅客運輸用水量是綜合考慮車輛水箱容量、上滿水后的溢水等因素確定的。車輛型號不同則水箱容量也不同,目前水箱容量在400～1 800 L。因此在原規(guī)范公式基礎上引入了每輛車水箱容積參數(shù)(qi),使該項用水量計算更加準確。原規(guī)范采用的耗水系數(shù)是1.4,近年來旅客列車給水從技術和管理等方面得到了相應的加強,溢水、漏水現(xiàn)象得到了一定的控制,1.2的系數(shù)完全可以滿足用水要求,由此推算出旅客運輸用水量的計算公式如下

N——旅客列車的總列數(shù)，列/d；

ni——每日旅客列車的最大編組輛數(shù)，輛/列；

qi——旅客列車每輛車水箱容積，m3/輛。

關于鐵路旅客車站站房等生活用水量標準是根據(jù)《鐵路旅客車站建筑設計規(guī)范》(GB50226—2007)和《建筑給水排水設計規(guī)范》(GB50015—2003)的相關內(nèi)容,對原規(guī)范表3.1.1-2中有關數(shù)據(jù)進行了修改、調整,增加了站房飲用水用水量和職工食堂、浴室用水量標準。鐵路旅客車站站房用水量可按下列公式計算

Qz=α×H×qg×10-3

式中Qz——鐵路旅客車站站房用水量，m3/d；

α——系數(shù)(客運專線鐵路旅客車站站房可取1.0～2.0,客貨共線鐵路旅客車站站房可取2.0～3.0)；

H——鐵路旅客車站站房最高聚集人數(shù)，人；

隨著城市軌道交通系統(tǒng)的迅速發(fā)展，地鐵盾構隧道在運營期將不可避免地出現(xiàn)一系列病害現(xiàn)象，這將影響到地鐵運營的安全性、經(jīng)濟性和耐久性。目前，國內(nèi)外學者對隧道結構的病害問題已有大量研究，但大多是集中于對山嶺、公路、鐵路隧道結構病害的研究，對盾構隧道結構的病害成因及治理措施的研究相對較少[1]，因而對盾構隧道常見的病害原因及治理措施展開進一步研究顯得尤為重要。

qg——鐵路旅客車站站房生活用水量。

鐵路旅客車站站房用水量計算公式系數(shù)取值采用1.0～3.0,主要考慮了不同功能旅客車站的特點?？瓦\專線鐵路旅客車站,由于旅客列車到發(fā)頻次較高,旅客候車時間相對較短,所以采用了1.0～2.0的用水系數(shù),在以前的鐵路旅客車站設計中也采用過1.0的系數(shù),實踐證明可以滿足站房用水需求。客貨共線鐵路旅客車站由于旅客候車時間相對較長,用水量也相對要大一些,設計中可以根據(jù)旅客車站規(guī)模、水資源等具體情況,采用2.0～3.0的用水系數(shù)。在用水量計算選擇用水系數(shù)時,應該根據(jù)旅客車站的性質和規(guī)模、不同區(qū)域、不同生活習俗和旅客流動因素的影響,在考慮遠期發(fā)展和節(jié)約用水原則的情況下進行合理選擇。

由于原規(guī)范規(guī)定的最小服務水頭適用于未提速前的列車停站和整備時間要求。提速后,旅客列車到站停站時間明顯縮短,上水時間隨之減少,產(chǎn)生了鐵路主要生產(chǎn)用水點最小服務水頭和水量不能滿足運輸要求的情況。為了滿足運輸生產(chǎn)需求,本次修編,根據(jù)旅客列車水箱容積、注水管直徑、注水管至水箱最大長度、注滿水箱所需時間等,分析計算了注水所需壓力,并結合現(xiàn)場實際操作情況,對原規(guī)范表3.3.2中有關數(shù)據(jù)進行了修改。調整情況詳見表1。

表1 客車給水栓最小服務水頭規(guī)范修改前后對照 m

注：從軌頂算起。

(5)增加了自建水源的車站應進行水資源論證的內(nèi)容和地表水源設計枯水流量的年保證率，以及取水構筑物的防洪標準等內(nèi)容。

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展及綜合國力的增強,全國各地城鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村自來水普及率不斷提高,給新建或改建鐵路車站水源接用城鎮(zhèn)自來水創(chuàng)造了條件。因此,在選擇鐵路車站供水水源時,應該優(yōu)先采用城鎮(zhèn)自來水,這不僅有利于降低工程投資和運營成本、同時也簡化和方便了運營管理。

由于我國是水資源匱乏的國家,對目前尚不具備接用城鎮(zhèn)自來水的車站,當需要自建供水水源時,應該遵守國家對水資源的管理要求,不管是取用地下水還是采用地表水水源,都應根據(jù)2006年國務院第460號令《取水許可和水資源費征收管理條例》的規(guī)定,做好建設項目水資源論證工作,以達到科學合理利用水資源的目的。

采用地表水作為車站供水水源時,應該根據(jù)車站性質和保障用水的重要程度,可采用90%～97%設計枯水流量的年保證率[2]。對于給水站,考慮其性質和用水的重要性,設計枯水流量的年保證率可以采用較大值；對生活給水站(點)或干旱地區(qū)及山區(qū)枯水季節(jié)徑流量較小的車站,枯水流量的年保證率可以取較小值,這樣有利于就近取水,增加了水源比選條件。

給水站取水構筑物的防洪標準與鐵路站場主體工程防洪標準保持一致,主要是由于其供水范圍較大,供水保障性要求較高而確定的。

(6)增加了消防給水管網(wǎng)和消防水池設計的有關要求,修訂了配水管網(wǎng)的計算方法和給水排水管道穿越鐵路設置防護涵洞、防護套管的要求[4]。

根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》(GB50016—2006)8.1.4條“建筑的低壓室外消防給水系統(tǒng)可與生產(chǎn)、生活給水管道系統(tǒng)合并。合并的給水管道系統(tǒng),當生產(chǎn)、生活用水達到最大時(淋浴用水量可按15%計算,澆灑及洗刷用水量可不計算在內(nèi)),仍能保證全部消防用水量”[5]的要求,原《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98) 第6.1.8條規(guī)定的內(nèi)容已不能滿足需要。本次修編主要考慮鐵路運輸生產(chǎn)、生活并結合消防用水要求,適當提高了管網(wǎng)設計標準。由于鐵路用水的特點,其管網(wǎng)的供水規(guī)模、能力無法與城鎮(zhèn)管網(wǎng)相比,如果按全部運輸、生產(chǎn)、生活和消防用水計算管網(wǎng),則正常用水時整個用水管網(wǎng)的管徑會偏大,管道流速達不到經(jīng)濟流速的要求,會造成投資和運營成本大量增加。另外,為保證消防要求,可以根據(jù)《鐵路工程設計防火規(guī)范》(TB10063—2007)第7.1.2條的規(guī)定通過設置消防水池來滿足消防用水的需求[6]。

隨著鐵路設計運行速度的不斷提高,對路基建設標準有了很高的要求。給水管道如果直接鋪設在路基中,管道一旦出現(xiàn)漏水事故則會危及鐵路路基和行車安全,也不便于修復,所以在管道穿越鐵路咽喉區(qū)、區(qū)間正線時應該設置防護涵洞。考慮人員進入后的檢修條件,本次修訂取消了原條文中圓涵φ1 250 mm的有關內(nèi)容,規(guī)定最小圓涵按φ1 500 mm設置。為避免多種管線多處穿越鐵路引起工程投資和維護費用的增加及對鐵路行車安全的考慮,在管道設計時應該對給水和排水管道進行統(tǒng)籌考慮,采用涵洞方式集中通過這些重要位置。

在站場范圍內(nèi)如果采用涵洞鋪設管徑小于DN100 mm管道很不經(jīng)濟。因此,小于DN100 mm管道穿越時可采用防護套管。由于防護套管無法進人檢修,一旦管道接口出現(xiàn)漏水,維修困難。為防止漏水,管道應該采用焊接的連接方式,套管的接口也應該設于兩條線路之間。對于DN100 mm及以上的給水管道穿越站場范圍內(nèi)時,新條文規(guī)定宜采用防護涵洞的方式通過,以方便檢修。

(7)考慮目前中小型車站用水的實際情況,增加了用水量小于等于500 m3中小車站貯、配水構筑物的貯水系數(shù),為設計提供了依據(jù)。另外,飲用水貯水設施由于使用管理不當或存在設計缺陷,造成水質污染,不僅影響人們的身體健康,同時造成社會影響。為此,跟據(jù)安全和衛(wèi)生防疫要求,增加了水塔和清水池溢水管和泄水管的安全防護和防止污染的規(guī)定。

(8)修訂了給水廠和給水所規(guī)模劃分的方法,補充了水質消毒方法。

原規(guī)范給水廠規(guī)模是根據(jù)城建行業(yè)標準《城鎮(zhèn)給水廠附屬建筑物和附屬設備設計標準》(CJJ41)進行劃分的。本次修訂,根據(jù)鐵路用水特點和運輸管理要求,重新對給水廠和給水所的規(guī)模進行了劃分,對設計標準進行了調整,有利于提高給水廠、給水所的管理水平。

為確保衛(wèi)生安全,生活飲用水必須消毒。目前,國內(nèi)執(zhí)行的生活飲用水衛(wèi)生標準為《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749—2006)和《城市供水水質標準》(CJ/T206—2005)。按規(guī)定氯與水接觸30 min后,出廠水游離余氯應大于0.3 mg/L,二氧化氯與水接觸30 min后,出廠水二氧化氯余量應大于0.1 mg/L[7]。

目前鐵路水廠常用的消毒方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、紫外線及消毒緩釋藥劑等。對于給水站,由于有專人管理,采用氯消毒和二氧化氯消毒法較多；而對于鐵路沿線生活供水站(點)由于用水量不多,采用紫外線消毒及消毒緩釋藥劑等方法更為經(jīng)濟,同時也便于運營管理。

(9)增加了鐵路貨運中心、動車段、動車運用所、大型養(yǎng)路機械段、綜合維修基地排水設施的設置規(guī)定。

(10)補充了污水經(jīng)處理后回用的有關要求。

污水經(jīng)處理后回用,是減少污染、實現(xiàn)水資源多元化、節(jié)約用水的重要途徑,也是貫徹國家節(jié)能減排的重要途徑和方法。不但可以減少了自來水的應用,同時也減少了排放量。目前,國家對回用水提供了政策、技術和經(jīng)濟上的支持。本規(guī)范根據(jù)國家的有關要求,增加了污水處理后回用的規(guī)定。

5 關于強制性條文

自《建設工程質量管理條例》實施以來,國家采用了《工程建設標準強制性條文》作為《建設工程質量管理條例》具體實施的配套法規(guī),逐步確立了工程建設技術法規(guī)構架,并作為政府實施監(jiān)督的法律依據(jù)。

原《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)沒有規(guī)定強制性條文,使得國務院《建設工程質量管理條例》和《建設工程勘察設計管理條例》“堅持先勘察、后設計、再施工的原則[8]”和“建設工程勘察、設計應當與社會、經(jīng)濟發(fā)展水平相適應,做到經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一[9]”中有關執(zhí)行強制性標準的要求難以落實。正是基于上述原因,本次全面修編后的《鐵路給水排水設計規(guī)范》對強制性條文作出了具體規(guī)定,在總共183條條文中確定了13條為強制性條文,并以黑體字加以表示。這些強制性條文的制定對確保鐵路運輸和人民財產(chǎn)安全、人體健康、保護環(huán)境和保護公眾利益具有十分重要的意義。因此,在鐵路給水排水工程設計中必須要認真貫徹,嚴格執(zhí)行。

6 存在問題和建議

近5年來，全國各鐵路地區(qū)相繼建成了部分動車段(所)及大型鐵路客運站旅客列車動車組上水及卸污系統(tǒng),根據(jù)鐵路運營單位反饋的意見反映使用效果總體尚可,但也存在部分系統(tǒng)設備規(guī)格太少,功能單一無法滿足用戶需求,產(chǎn)品標準五花八門,產(chǎn)品質量良莠不齊,也沒有設計、安裝調試和驗收標準,無法滿足系統(tǒng)驗收和運營單位的日常運行維護的需要,對保證鐵路運輸和提高鐵路服務水平極為不利。新修編后的《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010)對動車段(所)及大型鐵路客運站動車組上水及卸污系統(tǒng)設計的相關內(nèi)容只是作出較為原則性的規(guī)定,有關更為詳細的設計、施工、安裝調試和驗收標準目前暫缺?；谏鲜鲈?目前當務之急是抓緊制定有關設計規(guī)程來指導旅客列車上水及卸污系統(tǒng)的設計,使其具備系統(tǒng)化、標準化和信息化,并最終達到管控一體化的使用功能要求。

根據(jù)鐵路工程建設標準體系安排,給排水專業(yè)專用標準有兩項：《鐵路旅客列車給水設施設計規(guī)程》和《鐵路旅客列車地面卸污設施設計規(guī)程》。根據(jù)鐵道部的標準編制計劃,目前《鐵路旅客列車地面卸污設施設計規(guī)程》正在編制征求意見稿,而《鐵路旅客列車給水設施設計規(guī)程》目前尚未啟動編制工作。建議有關部門抓緊安排編制計劃,早日完成上述兩項專用標準的編制工作,為今后鐵路旅客列車給水和卸污系統(tǒng)設計提供依據(jù)。

[1]蔣金輝，陳 軍.《鐵路給水排水設計規(guī)范》(TB10010—98)的修訂[J].鐵道標準設計，2000(10).

[2]TB10010—98，鐵路給水排水設計規(guī)范[S].

[3]GB50013—2006，室外給水設計規(guī)范[S].

[4]楊澤厚,蔣金輝，等.鐵路工程設計技術手冊·給水排水[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[5]GB50016—2006，建筑設計防火規(guī)范[S].

[6]TB10063—2007，鐵路工程設計防火規(guī)范[S].

[7]GB5749—2006，生活飲用水衛(wèi)生標準[S].

[8]中華人民共和國國務院令第279號，建設工程質量管理條例[S].

[9]中華人民共和國國務院令第293號，建設工程勘察設計管理條例[S].