梁浩楠
(中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710021)
新版地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范包含地鐵給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般要求,在規(guī)劃時(shí)考慮了節(jié)水、擴(kuò)散、用水定額、水質(zhì)和水壓等原則。同時(shí)還規(guī)定了管道材料的選擇以及管道的鋪設(shè)和連接要求。首先,供水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)初期,生活用水和消防用水必須分開供給,施工管理人員的選擇和安裝需要選擇復(fù)合鋼管和塑料或球墨鑄鐵管道等具有良好的抗壓性的材料。其次,給排水系統(tǒng)需要側(cè)通道、中間污水池、污水泵和壓力井以及沿線的公共排水管線的相互作用,以有效處理沖洗、系統(tǒng)和施工廢水以及消防廢水的排放問(wèn)題。最后,地下消防自動(dòng)滅火系統(tǒng)主要由自動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)和噴水滅火系統(tǒng)組成。由于地鐵采用的包層材料及電纜等均是無(wú)法燃燒的,而且地鐵內(nèi)部有火災(zāi)探測(cè)器及嚴(yán)格的安檢程序,所以地鐵發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)很低。
地鐵客流量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境狹窄是地下水系統(tǒng)污水處理工程建設(shè)的主要原因。車站的大量員工和乘客每天必須及時(shí)供水,發(fā)生火災(zāi)時(shí)必須有理想的滅火系統(tǒng)。其次,生活污水、消防廢水、結(jié)構(gòu)滲漏廢水也必須及時(shí)排放,以確保地鐵的運(yùn)行。因此,給排水系統(tǒng)對(duì)地鐵的平穩(wěn)運(yùn)行起著重要作用。地鐵的地下水和給排水規(guī)劃人員必須認(rèn)真仔細(xì)地規(guī)劃并注意設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)。
地鐵站的性質(zhì)決定了群眾聚集的高密度。生活供水作為地下水供水的組成部分,既要滿足負(fù)責(zé)人員的應(yīng)用需求,又要兼顧各種因素,完善市民的生活方式,使站內(nèi)供水更加人性化。對(duì)于地鐵站而言,其內(nèi)部供水系統(tǒng)的供水量直接關(guān)系到車站可服務(wù)的乘客數(shù)量和未來(lái)的發(fā)展。以西安地鐵站為例,人口密度很高,每天的客流量在幾萬(wàn),重要的節(jié)假日在幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)。在規(guī)劃地鐵站給排水系統(tǒng)時(shí),沒(méi)有考慮人員量超負(fù)荷問(wèn)題,這不可避免地導(dǎo)致節(jié)假日地鐵站的各類環(huán)節(jié)缺水,使地鐵站無(wú)法繼續(xù)正常工作。
在規(guī)劃地鐵項(xiàng)目的給排水系統(tǒng)時(shí),規(guī)劃消防供水是一個(gè)關(guān)鍵要素。根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn),地鐵現(xiàn)場(chǎng)的消防管道很難準(zhǔn)確預(yù)留孔位。如果發(fā)現(xiàn)了疏漏問(wèn)題,那么,軌道中的回填層需要被二次去除。同時(shí),由于地鐵線路規(guī)劃中減震道床的使用越來(lái)越多,加上施工過(guò)程的機(jī)電特性,浮板上的道床在某些區(qū)域不允許管槽和通道。中間通風(fēng)井與隧道進(jìn)出水口之間的連接管必須覆蓋50mm左右的保護(hù)層,以阻擋管道排水。這樣,消防連通管不僅缺少堅(jiān)固的保護(hù)層,而且還在管板上設(shè)置50mm左右的水位,這使得消防連接管的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。在此背景下,新地鐵線路上的給排水系統(tǒng)規(guī)劃專家正在考慮雙水站概念,其中一個(gè)站臺(tái)區(qū)間是防火環(huán)節(jié)的一部分,消防連接位于風(fēng)道區(qū)域。采用這種方法不僅簡(jiǎn)化了消防系統(tǒng)連接管的設(shè)計(jì),而且還可以將聯(lián)通管的電動(dòng)閥內(nèi)置于站內(nèi),使工作人員的操作和控制更加簡(jiǎn)單便捷。
首先,車站平臺(tái)板下方的垂直排水通道必須繞過(guò)自動(dòng)扶梯和升降機(jī)坑,并繼續(xù)對(duì)基坑建設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格防水。其次,不能屏蔽門前2.0m絕緣區(qū)的地板上安裝排水裝置,使水不會(huì)損壞絕緣區(qū)的保護(hù)層,使絕緣效果變差。最后,風(fēng)亭不能設(shè)在地鐵主體。如果需要內(nèi)置到主體結(jié)構(gòu)中并排水,可以內(nèi)置一個(gè)小圍堰,以防止雨水溢出。
(1)雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了收集污水、雨水和過(guò)濾水,排水泵和收集井通常安裝在風(fēng)亭的開放位置或地鐵站入口處。井內(nèi)有兩臺(tái)污水泵,必要時(shí)(暴雨天氣或者消防排水)會(huì)同時(shí)開啟。具體操作為將雨水升到地面,并排至城市的排水網(wǎng)路。
(2)廢水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。廢水泵站通常安裝在整條線路的最低坡度上,一般安裝兩臺(tái)潛水泵。當(dāng)同時(shí)開啟消防水時(shí),根據(jù)兩個(gè)排水泵的最大容量,可以吸入廢水集水池的時(shí)間約為20min。當(dāng)廢水上升到地表時(shí),最終接入城市的排水系統(tǒng),因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮城市中各種地下結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。
(3)污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。地鐵站的廁所是按規(guī)定設(shè)計(jì)的。廁所分為員工廁所和公共廁所。污水系統(tǒng)的管道用于收集。將污水送到地面后,經(jīng)化糞池處理后排入城市污水管道。
地鐵的建設(shè)需要大量的工作環(huán)節(jié)。通常是先制作套管,在土木工程中,要預(yù)留給排水孔洞,所以要注意主體的尺寸以及主體和結(jié)構(gòu)板的高度,同時(shí)要在設(shè)計(jì)圖紙上作出標(biāo)記。首先,套管的尺寸必須與管道尺寸相匹配。通常,圖紙還應(yīng)顯示套管留洞的外徑。其次,套管分為地漏套管和一般套管。在這種情況下,地漏管必須與建筑板齊平,其他管道必須高于建筑結(jié)構(gòu)板。為保證以后管道維修無(wú)阻礙,設(shè)計(jì)者必須準(zhǔn)確測(cè)量實(shí)際高度。最后,設(shè)計(jì)者要明確套管材質(zhì),盡量避免使用塑料表殼,盡量使用鋼殼。
無(wú)論是給排水系統(tǒng)還是滅火系統(tǒng),設(shè)計(jì)者不僅要考慮套管穿孔的大小和套管與建筑板的高度差,還要考慮穿孔的尺寸和深度以及套管中的凹槽。建筑方面結(jié)合地鐵項(xiàng)目的地形和整體設(shè)計(jì),以降低施工難度,確保供水和排水系統(tǒng)以及地鐵的整體協(xié)調(diào)。此外,給排水規(guī)劃人員必須考慮鉆探管道所需的空間和現(xiàn)場(chǎng)施工的復(fù)雜性,以確保套管形狀和位置的精確程度。
本文以西安地鐵14號(hào)線工程為例。4號(hào)和14號(hào)線(機(jī)場(chǎng)線)客運(yùn)北站位于高鐵北廣場(chǎng)下方,2號(hào)線客運(yùn)北站位于高鐵北站房下方,是西安最重要的交通樞紐。2號(hào)線與4號(hào)線、14號(hào)線(機(jī)場(chǎng)線)之間的客流必須在出站后二次安檢和購(gòu)票后重新?lián)Q乘,十分不便。高鐵北站作為西安重要的窗口,具有顯著的名片效應(yīng),需要拓寬高鐵和地鐵之間以及地鐵2號(hào)線和14號(hào)線之間的過(guò)渡。
將廊橋作為地鐵連通的一部分,同時(shí)沒(méi)有改變建筑物的原防火分區(qū)和建筑物疏散區(qū)。改造過(guò)程中,新建的廊橋上下安裝若干消防栓,橋下增設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),避免發(fā)生火災(zāi)時(shí)出現(xiàn)盲點(diǎn)。消火栓安裝在廊橋上方,消防管網(wǎng)接至已開通四號(hào)線現(xiàn)有管網(wǎng)。自噴系統(tǒng)安裝在橋下的封閉區(qū)域,緊鄰國(guó)家鐵路的服務(wù)信號(hào)。
新的噴淋滅火系統(tǒng)將安裝在有廊橋下的盲點(diǎn)區(qū)域。新的主噴淋滅火管線將鋪設(shè)在重疊區(qū)域和帶有信號(hào)閥的國(guó)鐵大廳報(bào)警閥間旁邊,該信號(hào)閥位于國(guó)家鐵路軸線的13-V區(qū)。在原安全報(bào)警閥后新增了109個(gè)噴頭,共計(jì)450個(gè),符合新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。橋體上部分將安裝8個(gè)消火栓,與4號(hào)線預(yù)留滅火線網(wǎng)北端相連,最大距離不大于30m。4號(hào)線消防水源由市政直接供水,供水的水量和壓力符合本項(xiàng)目的要求,同時(shí)消防泵站和消防水池不涉及其中。
合理地與結(jié)構(gòu)專業(yè)結(jié)合,有效地節(jié)省層高空間。廊橋結(jié)構(gòu)鋼梁腹板開洞,為管線敷設(shè)預(yù)留條件,為滿足腹板開洞的結(jié)構(gòu)受力及構(gòu)造要求,所有橫梁采用統(tǒng)一尺寸。廊橋下方消防管道與結(jié)構(gòu)工字梁的結(jié)合設(shè)計(jì)為行人通行區(qū)域提供了相對(duì)充足的空間。設(shè)計(jì)情況及安裝預(yù)留示意如下圖所示。
圖1 廊橋消防系統(tǒng)剖面圖示意
圖2 廊橋消防預(yù)留安裝孔洞示意
綜上所述,地鐵給排水及消防系統(tǒng)是地鐵工作環(huán)境的重要組成部分,為乘客提供安全和舒適的乘坐環(huán)境。由于設(shè)計(jì)方面及地下工程相對(duì)復(fù)雜的原因,通常會(huì)影響地下空間的利用率。結(jié)合有關(guān)實(shí)例分析得知,與結(jié)構(gòu)、建筑等專業(yè)積極地結(jié)合優(yōu)化布置,合理利用既有的資源及有限的地下空間,提高當(dāng)前的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)創(chuàng)新能力,地鐵的設(shè)計(jì)應(yīng)在考慮允許投資項(xiàng)目的同時(shí),還需考慮地鐵的人文關(guān)懷理念。