黎獻綱

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 項目背景

靈山島尖地下空間工程項目位于廣州市南沙區(qū)，是該區(qū)域第一個集交通、人防、商業(yè)、休閑等功能于一體的地下商業(yè)綜合體。該地下空間工程，區(qū)外聯(lián)通地鐵15 號線、明珠灣過江隧道，區(qū)內(nèi)實現(xiàn)了周邊高端商務區(qū)綜合體的互聯(lián)互通，成為相鄰地塊之間、地下和地上連接的樞紐。

該項目對于完善當?shù)爻鞘泄才涮准吧虡I(yè)配套具有重要意義，是一個既滿足公益性又能追求商業(yè)價值的項目。給排水專業(yè)是項目重要的組成部分，其設計水平直接影響項目品質(zhì)。在該項目給排水設計過程中，遇到了一系列設計難點，以下對其展開討論[1]。

2 防洪防澇措施

本項目位于靈山島，臺風登陸時會帶來持續(xù)的強降水，加上地下水位高，故防水排水措施是保證本項目安全性的重要環(huán)節(jié)。地下空間項目在防洪方面處于“先天弱勢”，當周邊區(qū)域排水不暢時，地下空間處于地勢低點，容易成為區(qū)域洪澇水匯集之處。由于地下空間的積水難以快速排出，容易造成巨大的生命財產(chǎn)損失，因此，本項目的防洪設計十分重要。

本工程根據(jù)廣州市城市防洪總體規(guī)劃，合理設置地下空間各出入口的絕對高程，使出入口、敞口風井等出地面設施比四周市政道路路牙高0.3～0.5 m。同時在地下主要出入口采取設置梯級等擋水措施，防止地面雨水漫流進入室內(nèi)[2]。

3 敞口段雨水排水設計

本項目中的地下空間有大面積的敞口段，包括下沉廣場敞口區(qū)域及送風/排風井和出地面敞口風井，這給雨水排水設計帶來一定困難，需要考慮如何在滿足規(guī)范、保證排水安全的前提下，不影響下沉廣場的建筑方案效果。本項目在各個主出入口都設計了下沉廣場，它可以在一定程度上為地下空間解決采光、通風、消防等固有的缺陷。但同時下沉廣場帶有大面積的敞口空間，其中最大一處敞口面積約為1900 m2。

本項目下沉廣場地面整體采用透水鋪裝材料排出地面雨水，在透水鋪裝地面之下，通過結(jié)構(gòu)降板，設計約0.4 m 深的調(diào)蓄空間，儲存下滲雨水。下滲雨水通過引導設施匯流至雨水機房，雨水機房下方為雨水池及雨水提升泵，上方設置檢修通道，方便人員操作控制柜及進入雨水池檢修水泵。下沉廣場蓄水空間如圖1 所示。

圖1 下沉廣場蓄水空間

雨水排水設計流量的計算是根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》（GB 50015—2003），《室外排水規(guī)范》（GB 50014—2006）來選取設計重現(xiàn)期的。按50 年重現(xiàn)期選取排水設計流量，按照100 年重現(xiàn)期校核調(diào)蓄容積+排水設計流量[3]。對于雨水機房排水潛污泵選型，在考慮其開啟的最大值滿足50 年重現(xiàn)期的排水設計流量的同時，也要考慮經(jīng)濟性。結(jié)合作者的工作經(jīng)驗，在本項目中應考慮以下3 點。

（1）計算匯水面積時，需同時考慮敞口面積+側(cè)墻面積。

（2）計算揚程時，需考慮雨水內(nèi)混合的雜質(zhì)的影響，適當選取安全系數(shù)。

（3）計算總流量時，考慮多臺水泵并聯(lián)運行的影響，本項目采用3 臺3 用水泵，3 臺全開出水時，總流量折減系數(shù)取0.75。

對于水泵臺數(shù)的選取，需分別計算年平均降雨時和一年一遇至50 年一遇的設計流量，盡量做到平時降雨時開啟一臺水泵，雨季大雨時開啟兩臺水泵，重現(xiàn)期極端降雨時開啟全部水泵。這樣設計不僅可以使水泵組在大多數(shù)時間內(nèi)處于互相備用的狀態(tài)，還能節(jié)省電量。

對于雨水提升潛污泵，在設計時，應對其設備的質(zhì)量提出具體要求，以避免因交代不清，導致施工單位購買的設備不滿足使用條件。潛污泵的要求如下。

（1）泵殼、軸承體以及支承架、軸封壓蓋、軸承壓蓋等承壓部件為球磨鑄鐵材質(zhì)，需保證有足夠的厚度，使之能在工作溫度下經(jīng)受住最大容許壓力并限制變形。

（2）葉輪為球墨鑄鐵材質(zhì)，表面挫光。為保證其靜止平衡和動平衡，采用保護帽密封，使其牢固地裝在泵軸上，無論是沿著順時針還是逆時針方向旋轉(zhuǎn)，葉輪都不會松動。

（3）泵軸采用304 不銹鋼材質(zhì)，能承受軸向和徑向負載，并與液體完全隔離。泵軸必須具有足夠的強度和剛度，才能承受正常工作、啟動、停機時可能出現(xiàn)的最大扭矩，確保自身運行平穩(wěn)。

（4）性能要求：①水泵的工作曲線是連續(xù)上升的，在工作范圍內(nèi)，相應的效率曲線比較平緩。而選型在水泵特性曲線的高效區(qū)。②潛污泵應為單級、易拆卸的雙通道無阻塞型潛污泵，帶自動攪拌裝置，泵體與潛水電機直接相連。③潛污泵在全淹沒或部分淹沒的條件下能夠連續(xù)運行，同時也能夠在間歇運行和長期停機后恢復正常啟動運行。④潛污泵在設計負荷范圍內(nèi)，無振動和氣蝕現(xiàn)象，運行平穩(wěn)。⑤潛污泵采用立式耦合式安裝方式。配置自耦安裝的潛污泵，需配備出水彎管、自耦底座和移動、自動就位時起連接作用的不銹鋼導軌及提升鏈。

（5）電機：①電機為全密封潛水全淹式電機，絕緣等級為F 級，防護等級為IP68，電源為三相/380 V/50 Hz。②水泵所用電機需有足夠的功率儲備，使水泵在性能曲線允許的范圍之內(nèi)工作時，不會超負荷。③電機能夠連續(xù)和間歇運行，每小時啟動次數(shù)為15次，且不會對泵帶來任何有害影響。

（6）控制柜：①控制柜應具有水位控制功能。超過高水位時聲光報警；降至設計的下限水位時，自動停泵；恢復到啟泵水位時，自動啟動。具有系統(tǒng)爆管時的保護功能，實現(xiàn)水泵自動交替運行，保證各水泵運行時間相同。②控制柜應具有定時自動切換的功能。定時輪流循環(huán)，自動按照先開先停的順序控制各臺水泵的啟停，并根據(jù)流量的變化自動投入運行或切除，保證各臺水泵能夠均等工作，以延長其使用壽命。③控制柜具有故障自動切換的功能。運行過程中單臺水泵出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動將故障泵切除，下一臺水泵自動投入運行，實現(xiàn)完全無人守候，自動運行?？刂乒窬哂惺謩雍妥詣涌刂乒δ?，實現(xiàn)低水位停泵、高水位啟泵、超高水位兩臺同時運行并報警（含一臺情形）；兩泵運行一泵故障時，備用泵自動投入運行并有故障顯示。

通過廣場地下降板+雨水機房調(diào)蓄池，本項目每處下沉廣場都具備一定規(guī)模的調(diào)蓄空間。該方法在規(guī)范基礎上提高了排水安全性，雨水收集池調(diào)節(jié)容積達到10 min 降雨量，能應付諸如極端天氣、室外積水倒灌、設備損壞等突發(fā)狀況，使地下空間的防澇安全系數(shù)得到大幅提高。

為配合地面景觀效果，本項目大部分出地面的風井為敞口設置，故除下沉廣場外，敞口風井也是另一處雨水能直接進入地下的地段。本項目在各風井底部設置地漏，風井周圍就近設置集水井，風井內(nèi)積水通過地漏流至集水井進行加壓排放。

4 商業(yè)餐飲排水的規(guī)劃及預留條件

在現(xiàn)代地下商業(yè)空間的設計中，為商鋪預留餐飲改造的條件，是給排水規(guī)劃應著重考慮的問題。地下空間剛建成時，周邊的出讓地塊還處于未建成或啟動階段，故地下空間的商業(yè)業(yè)態(tài)并不發(fā)達。但作為區(qū)域內(nèi)各出讓地塊的連接通道，地下空間將慢慢成為人流匯集的場所，商業(yè)價值也逐步提升，商業(yè)業(yè)態(tài)也變得更加豐富。在當今社會，商業(yè)業(yè)態(tài)中餐飲的占有比例越來越高，因此，如何在地下空間設計中為商鋪預留餐飲改造條件以滿足招商業(yè)態(tài)的多樣性需求，就成為一個普遍性的問題。

本項目采取餐飲排水管溝加隔油間的方式解決該問題。在方案階段配合土建工程技術(shù)，根據(jù)業(yè)態(tài)分布，在各商鋪廚房區(qū)域地面以下分別設置餐飲排水管溝。商鋪餐飲排水經(jīng)管溝匯合至油水處理間，經(jīng)隔油處理、加壓提升后就近排至市政管道。在布置管溝的同時，將本項目各商業(yè)區(qū)域劃分為不同排水分區(qū)，每個分區(qū)設置一處隔油間。管溝尺寸為1000 mm×1400 mm，可安裝 3～5 根 DN150 排水管，并預留走管找坡空間。餐飲排水管溝構(gòu)造如圖2 所示。

圖2 餐飲排水管溝構(gòu)造

管溝在公共區(qū)域為暗溝，在各商業(yè)餐飲區(qū)域內(nèi)設置檢修入孔800 mm×800 mm。隔油間部分提資土建做下沉房間，隔油間利用當層下方的空間，不占用當層業(yè)態(tài)面積。隔油間的設備房門統(tǒng)一開在安全通道，油渣可以不通過公共通道及商業(yè)通道，直接運送至室外。排水暗溝+檢修口的合理布置，既不影響公共區(qū)域的環(huán)境衛(wèi)生，又能方便商鋪排水管安裝及管道的檢修，這有助于提高地下空間的商業(yè)價值[4]。

5 與市政設施對接

本項目面臨與市政設施對接的布置空間有限的問題。地下空間整體位于市政道路下方，其上方有市政綜合管溝、市政雨水管、河涌水景等設施，周邊也有各出讓地塊的用地紅線，因此，可用的地面基本為市政道路兩側(cè)的人行道，寬3～5 m。

本項目采取將人行道定義為緩沖地帶的方式解決該問題，并將排水出戶井及構(gòu)筑物設置于地面緩沖區(qū)。在水平層面，合理定位各出戶管線及構(gòu)筑物，避免與市政管線發(fā)生沖突，使地下空間管線與市政管線的界面更明晰；在豎向?qū)用?，采用局部降板的方式以滿足排水構(gòu)筑物的豎向設置要求，降低市政道路的覆土厚度，減少工程整體開挖。整體而言，項目地下空間各衛(wèi)生間、雨水、餐飲、消防的排水都以壓力流方式排入就近市政管道，接駁點比較分散。設計過程中建筑給排水與市政給排水工程緊密配合，合理布置了市政接駁井、排水出戶管、化糞池和消能井等排水構(gòu)筑物。

對于消防系統(tǒng)，本項目合理布置室外消火栓點位，實現(xiàn)僅用一套消防系統(tǒng)即可同時保護市政路及地下空間。本項目的室外消火栓設置于各出入口附近，室外消防全部由市政消火栓供水[5]。

6 其余系統(tǒng)經(jīng)驗總結(jié)

生活給水系統(tǒng)充分利用市政水壓供水，以區(qū)域為單位設置專用的水表間，集中設置水表，同時預留可供后期擴容的給水接口及水表安裝空間。這樣既滿足業(yè)態(tài)升級的要求，也為運營管理及維護創(chuàng)造便利。

衛(wèi)生間排水系統(tǒng)在各公共衛(wèi)生間旁設置污水提升間，衛(wèi)生間污水經(jīng)加壓提升后排至地面化糞池，處理后就近排至市政管道。污水提升間利用衛(wèi)生間下方的空間，不占用當層業(yè)態(tài)面積。

7 綜合管線

本項目中的地下空間有商鋪、設備房、走道等多重功能區(qū)域。因此對室內(nèi)消火栓及噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)的布置有供水距離遠和地下空間設備管線密集等不利因素。項目結(jié)合建筑信息化（building information modeling, BIM）技術(shù)，通過合理規(guī)劃管線路由，將消防管主環(huán)、支環(huán)、支管互相結(jié)合布置，提高了管網(wǎng)的安全性，降低了水損能耗，并且滿足了綜合管線的要求。

8 結(jié)語

靈山島尖地下空間給排水設計在安全性及經(jīng)濟性間找到平衡點，貫徹了以有限的公共投入，引導城市活動向地下延展，發(fā)掘城市更多的空間價值的理念，達到了整合空間資源的規(guī)劃效果。通過地上地下一體化設計，落實“低碳節(jié)能”的建設理念，為靈山島尖實現(xiàn)打造具有世界先進水平的粵港澳大灣區(qū)中央商務區(qū)的目標奠定了堅實的基礎。本項目既充分借鑒已有項目的經(jīng)驗，也結(jié)合自身特點進行創(chuàng)新，充分發(fā)揮主觀能動性，成功打造了一個令各方滿意的項目。