陸新生

摘要：城市軌道交通包括地鐵和輕軌，具有大容量、高效率、低污染、集約化的特點(diǎn)。無(wú)論是建設(shè)速度，還是建設(shè)規(guī)模，目前我國(guó)的軌道交通發(fā)展正經(jīng)歷一個(gè)前所未有的發(fā)展期，中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的城市軌道交通建設(shè)市場(chǎng)。地鐵設(shè)計(jì)涉及專業(yè)眾多，地下空間受限的情況下專業(yè)之間協(xié)調(diào)難度較大，管線的走向、材質(zhì)及安裝稍不注意就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，從而給施工單位的安裝和運(yùn)營(yíng)單位的運(yùn)營(yíng)維修帶來(lái)各種不便。本文以以長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線東塘站-桂花公園站為例，談一下自己的看法和體會(huì)。

關(guān)鍵詞：地下;排水系統(tǒng);方案

一、背景簡(jiǎn)介

城市軌道交通在解決群眾交通出行、促進(jìn)城市發(fā)展等方面作用巨大，現(xiàn)在全國(guó)各地具備條件的城市也掀起了一股興建地鐵的小高潮。但站點(diǎn)布置及運(yùn)營(yíng)對(duì)周邊市政條件依賴性較高，如車站布置需考慮吸引客流、交通條件銜接等因素。對(duì)于給排水專業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)方案是在各個(gè)排水點(diǎn)設(shè)置基坑和潛水泵，通過(guò)潛水泵排出積水。

傳統(tǒng)方案需要在車站設(shè)置較多的集水坑，且集水坑大而深，不方便擴(kuò)展。對(duì)于車站區(qū)間，一般需要設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道和區(qū)間泵房。受限于土建施工和區(qū)間盾構(gòu)工藝，聯(lián)絡(luò)通道施工存在施工周期長(zhǎng)和較大的施工安全隱患。

二、地下車站常規(guī)排水系統(tǒng)介紹及局限性分析

1）地鐵車站局部排水點(diǎn)多，如出入口、風(fēng)亭集水坑、電梯基坑、轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑、電纜夾層、區(qū)間集水坑等位置，一般車站約15～20處。常規(guī)做法是采用逐點(diǎn)排水方案，每處設(shè)置集水坑及潛污泵，以泵組為單位設(shè)置排水管，并考慮市政排水接駁。

2）采用逐點(diǎn)排水方案，每個(gè)排水井相對(duì)獨(dú)立，安全可靠性高。但具有如下不足：市政接駁工作量較大;各排水點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，擴(kuò)展性差，土建新增集水點(diǎn)需增設(shè)排水泵組;配電及BAS系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)較分散;受制于潛污泵水位限制，停泵水位以下的集水無(wú)法排除;因集中收集較困難，車站實(shí)現(xiàn)中水回用難度較大等。

3）為解決地下車站常規(guī)逐點(diǎn)排水方案的部分缺陷，探索一種新的排水模式，深入研究智能中央排水系統(tǒng)并嘗試應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地下車站排水系統(tǒng)的可擴(kuò)展性很有必要。

三、智能中央排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介及優(yōu)缺點(diǎn)分析

（一）系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介

車站設(shè)置一套智能中央排水機(jī)組，并在各排水點(diǎn)設(shè)置真空隔膜閥及真空管道，集水經(jīng)真空管抽至中央機(jī)組，再統(tǒng)一外排至市政管網(wǎng)。各排水點(diǎn)排水流量可達(dá)3-15L/s，并可根據(jù)流量確定管徑和真空抽吸閥口徑。

系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò)展性，對(duì)于不確定的排水點(diǎn)也可提前預(yù)留。各排水點(diǎn)無(wú)需配電，并通過(guò)RS485接口聯(lián)網(wǎng)集中到中央機(jī)組管理。所有排水點(diǎn)的數(shù)據(jù)集中收集至中央控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理更方便可靠。

（二）系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)利用各排水點(diǎn)的集水坑作為中間收集單元，當(dāng)達(dá)到指定液位后，液位傳感器發(fā)出信號(hào)給控制柜，控制柜打開(kāi)真空隔膜閥開(kāi)關(guān)，通過(guò)負(fù)壓將集水坑內(nèi)的積水抽吸至真空機(jī)組的真空罐;真空罐內(nèi)設(shè)有液位計(jì)，真空罐內(nèi)的液位到指定液位后，通過(guò)排污泵將真空罐里的水排至排水管網(wǎng)。

工作狀態(tài)下系統(tǒng)始終維持在一定的真空度（-0.04MPa～-0.07MPa）。真空度不足時(shí)啟動(dòng)真空泵抽負(fù)壓，真空度過(guò)高時(shí)開(kāi)啟真空罐上的放空閥。

（三）系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)與不足

1）優(yōu)勢(shì)：

①各排水點(diǎn)通過(guò)真空管路聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)展方便，排除局部滲水;

②配電點(diǎn)只有一處（真空機(jī)組處），各排水點(diǎn)只需從真空機(jī)組敷設(shè)信號(hào)線和24V電源，系統(tǒng)集成度高;

③各排水點(diǎn)通過(guò)RS485通訊接口聯(lián)網(wǎng)，與BAS系統(tǒng)接口集中;

④檢修較方便，各排水點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)只有管道和閥門，僅真空機(jī)組有水泵，控制柜配備人機(jī)互動(dòng)界面，后期維護(hù)簡(jiǎn)單明了;

⑤利用PLC編程可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，輸出包含“泵啟動(dòng)時(shí)間”、“泵啟動(dòng)次數(shù)”、“故障信息統(tǒng)計(jì)”、“不同時(shí)間段的設(shè)備工作頻率”、“泵站工作效率”等項(xiàng)目報(bào)表，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)異常數(shù)據(jù)的分析處理，方便維護(hù)人員快速做出判斷，實(shí)現(xiàn)智能化管理;

⑥站內(nèi)實(shí)現(xiàn)中水回用（若有）較方便。

2）不足：

對(duì)系統(tǒng)配置的關(guān)鍵部件（如真空機(jī)組、真空廢水提升器及真空隔膜閥等）的可靠性要求較高。因?yàn)椴糠志植颗潘c(diǎn)地處車輛運(yùn)行區(qū)間，人員不方便進(jìn)出維修。

（四）彌補(bǔ)系統(tǒng)不足的技術(shù)措施

1）真空機(jī)組：機(jī)組所有與故障有關(guān)的部件均采用備用機(jī)制。

①真空泵設(shè)備用泵;

②污水泵設(shè)備用泵。

2）真空廢水提升器：收集器與故障有關(guān)的部件均采用備用機(jī)制。

①每條抽吸管路配真空隔膜閥、檢修閥和單獨(dú)的液位感應(yīng)器;②液位傳感器采用氣控和電極兩套傳感器。

3）真空隔膜閥：

①閥門保持120%開(kāi)度;

②閥門開(kāi)啟速度小于1秒/次;

③閥門自帶膜片破損傳感器;

4） 真空管道可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件任意穿越障礙，不影響其他系統(tǒng)管線敷設(shè)。管道在穿越人防門位置設(shè)置防爆閘閥，系統(tǒng)平、戰(zhàn)分離，戰(zhàn)時(shí)系統(tǒng)停止使用，可作廢棄處理。

四、 車站智能中央排水系統(tǒng)方案及比選分析

（一）范例車站的選擇

以長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線東塘站-桂花公園站為例，對(duì)系統(tǒng)方案做簡(jiǎn)要分析。

（二）東塘站-桂花公園站智能中央排水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

東塘站-桂花公園站包含東塘站、桂花公園站及東塘站-桂花公園站區(qū)間排水，可在東塘站和桂花公園站分別各設(shè)置1套智能中央排水系統(tǒng)，分別收集各車站衛(wèi)生間及站臺(tái)板下集水坑的廢水，其中桂花公園站的智能中央排水系統(tǒng)還負(fù)擔(dān)東塘站-桂花公園站區(qū)間的局部排水任務(wù)。

以桂花公園站為例，在車站站臺(tái)板下電梯底坑集水井位置、員工衛(wèi)生間、公共衛(wèi)生間、東塘站-桂花公園站區(qū)間電纜通道設(shè)真空抽吸管道，匯總接至真空泵組真空罐內(nèi)，罐內(nèi)設(shè)液位計(jì)，當(dāng)液位到指定液位后，通過(guò)排污泵將罐內(nèi)的水排至市政排水管網(wǎng)。

根據(jù)現(xiàn)狀車站設(shè)備房布置情況，系統(tǒng)可利用原污水泵房，將真空機(jī)組布置在污水泵房?jī)?nèi)部，泵房布局及面積可參考下圖。

桂花公園站擬通過(guò)真空排水方案的排水點(diǎn)排水量及管道敷設(shè)路徑如表1

五、方案對(duì)比

六、重難點(diǎn)分析

區(qū)別于早期的真空排水系統(tǒng)，新方案真空管道距離較長(zhǎng)，特別是對(duì)于區(qū)間集水坑，真空管需要連續(xù)爬坡后才能接入污水泵房，真空管敷設(shè)應(yīng)采用鋸齒型敷設(shè)原則，防止倒流。

采用較大罐體的真空機(jī)組，為方便施工和安裝，設(shè)備通道及設(shè)備間門寬應(yīng)不小于1.5米。

考慮真空系統(tǒng)故障的應(yīng)急排水，應(yīng)在部分重要的節(jié)點(diǎn)設(shè)置備用排水方案，如采用在真空管上另設(shè)應(yīng)急排水口，如下圖所示：

五、智能中央排水系統(tǒng)應(yīng)用前景展望

智能中央排水系統(tǒng)因其便于管理、系統(tǒng)布置方便靈活及擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)備受好評(píng)，有效解決了常規(guī)排水系統(tǒng)對(duì)土建條件要求苛刻、系統(tǒng)擴(kuò)展性差等帶來(lái)的一系列問(wèn)題，可其視作一種新的排水模式并在新線建設(shè)中的一些特殊站點(diǎn)（如水源保護(hù)地站點(diǎn)和無(wú)市政官網(wǎng)或難接駁的站點(diǎn)）考慮應(yīng)用。

杭州、常州等已投入使用的工程運(yùn)營(yíng)成果表明，智能中央排水系統(tǒng)可完美解決地鐵車站配線上方大面積物業(yè)排水困難的問(wèn)題，在污水排放變化幅度較大、景觀要求高的旅游地區(qū)、遠(yuǎn)離市政管網(wǎng)的城鄉(xiāng)結(jié)合部，以及人口密度、建筑密度高的老城區(qū)等都有很好的推廣價(jià)值，值得大力推廣。

六、結(jié)語(yǔ)

地鐵車站給排水系統(tǒng)的可靠安裝是保證地鐵能否安全正常運(yùn)行的關(guān)鍵，作為地鐵項(xiàng)目中技術(shù)含量比較高的分項(xiàng)工程其施工優(yōu)劣對(duì)整個(gè)地鐵站和地鐵項(xiàng)目的整體質(zhì)量起著直接的影響。因此，需要及時(shí)了解行業(yè)最新技術(shù)動(dòng)態(tài)，使地鐵車站給排水系統(tǒng)的作用得到全面發(fā)揮。

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（作者單位：長(zhǎng)沙市軌道交通運(yùn)營(yíng)有限公司）