作者簡介：劉青青（1993— ），女，漢族，江西吉安人，本科，工程師，研究方向：給排水設(shè)計。

摘要： 本文以某城市地下軌道交通2號線為例，分析了其給排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)，明確了設(shè)計中存在的問題，并提出了有效的優(yōu)化設(shè)計措施，如消防水池用水量和補(bǔ)水措施優(yōu)化、污水系統(tǒng)優(yōu)化等。結(jié)果顯示，在經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，2號線整體給排水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性得到了顯著提升，也有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：軌道交通；給排水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

引言

地下軌道交通在城市規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。給排水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)是地下軌道交通工程的主要內(nèi)容，需要設(shè)計單位結(jié)合工程的實(shí)際需求，把握給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)，針對存在的問題進(jìn)行優(yōu)化，提升設(shè)計的有效性，確保地下軌道交通工程的最終設(shè)計效果能夠達(dá)到預(yù)期。

一、項目概況

某城市地下軌道交通2號線（南北向）全長1732km，全線一共設(shè)置有14個車站，包含2個換乘車站。整條線路全部處于地下，與現(xiàn)有的1號線（東西向）以及3號線（環(huán)線）共同構(gòu)成了完整的地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)。在2號線規(guī)劃設(shè)計環(huán)節(jié)，給排水設(shè)計和消防設(shè)計是兩個最關(guān)鍵的內(nèi)容，其設(shè)計效果關(guān)系著線路的整體運(yùn)營?？紤]2號線在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)方面有了一定的更新，設(shè)計單位依照1號線和3號線的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在明確設(shè)計要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了給排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計，獲得了良好的反饋效果。

二、初始設(shè)計

（一）設(shè)計要點(diǎn)

1.給水系統(tǒng)

工程優(yōu)先使用市政自來水作為水源供給，給水管采用的是DN80管道，在車站內(nèi)呈現(xiàn)樹枝狀布局。為了確保管道壓力達(dá)標(biāo)，加強(qiáng)用水監(jiān)控，設(shè)置了水表井并配備了生產(chǎn)生活計量水表。設(shè)計人員計算了車站的平均用水量，依照計算結(jié)果選擇衛(wèi)生器具和沖洗閥組等設(shè)施。另外，為了提高給水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性，引入了新型監(jiān)測設(shè)施，可以智能監(jiān)測給水系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時找出系統(tǒng)中存在的問題，并做好維護(hù)工作^[1]。

2.排水系統(tǒng)

（1）污廢水系統(tǒng)。污水系統(tǒng)采用了密封式設(shè)備，污水先排放到室外泄壓井中泄壓，再排入化糞池處理，達(dá)標(biāo)后進(jìn)入市政污水管網(wǎng)。在每個站點(diǎn)選擇適當(dāng)位置設(shè)置泵房和排水泵，區(qū)間線路選擇低點(diǎn)位設(shè)置廢水泵站，每個泵站配備2臺或3臺排水泵，通過臨近車站將廢水排出。在污水系統(tǒng)設(shè)計中，需要考慮區(qū)域內(nèi)市政污水管網(wǎng)的具體情況，如果各方面條件達(dá)標(biāo)，可以取消化糞池，以節(jié)約成本費(fèi)用。

（2）雨水系統(tǒng)。雨水系統(tǒng)設(shè)計的主要依據(jù)是《建筑給水排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50015-2019）。在高架車站頂面設(shè)置虹吸排水系統(tǒng)，所有管道采用隱蔽安裝，不影響乘客通行及美觀。雨水管道沿墻柱布設(shè)，從方便檢修的角度，在進(jìn)出口兩端分別預(yù)留長度為200mm的不銹鋼法蘭接頭，以便當(dāng)管道出現(xiàn)腐蝕情況時可以更換。

3.消防系統(tǒng)

（1）消火栓。消火栓水源主要來自消防水池和泵房，設(shè)置了兩路水源，在車站兩個不相鄰出入口各設(shè)置一組室外消火栓，管道直徑為DN150。同時，設(shè)置了增壓和穩(wěn)壓系統(tǒng)，以保障消火栓的供水效果?？紤]到該工程所處城市冬季氣溫較低，對管道及消火栓進(jìn)行了防凍處理，使用玻璃棉管殼搭配05mm厚鋁合金保護(hù)層，保證了消防系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）自動噴淋滅火系統(tǒng)?？紤]到地鐵車站巨大的人流量，如果采用噴水滅火的方式，地面積水后變得濕滑，會影響人群疏散，因此車站主體不設(shè)置自動噴淋滅火系統(tǒng)，主要設(shè)置在區(qū)間、商業(yè)開發(fā)區(qū)等位置，與地下軌道交通系統(tǒng)相互獨(dú)立。

（3）氣體滅火系統(tǒng)。在車站變電所、設(shè)備房等位置設(shè)置了氣體滅火系統(tǒng)。使用的氣體是IG541混合惰性氣體，搭配自動、手動和應(yīng)急操作三種啟動方式^[2]。

（二）存在的問題

完成初步方案設(shè)計后，設(shè)計人員對方案的可行性進(jìn)行分析和論證。結(jié)果顯示，方案能夠較好地契合2號線的整體規(guī)劃設(shè)計要求，同時也存在一定的問題。在排水系統(tǒng)設(shè)計中，部分車站和區(qū)間缺乏相應(yīng)的排水條件，周邊沒有市政雨污水管網(wǎng)覆蓋，污水和廢水排放困難。同時，2號線整體排水量巨大，不同污水、廢水的排放方式有所區(qū)別。在消防系統(tǒng)中，對于消防水池水源的補(bǔ)充，采用的是常規(guī)的浮球閥物理自控措施。這種措施是最為常用的方式，可能出現(xiàn)浮球閥失靈的情況，導(dǎo)致消防水池連續(xù)補(bǔ)水，引發(fā)漏水問題。此外，在更換故障浮球閥過程中，無法實(shí)現(xiàn)自動化供水控制。2號線一共有14個車站，其中有12個站點(diǎn)設(shè)置在交通擁堵地段。在工程建設(shè)中，車站和市政給排水管線的接駁需要挖開路面，交通管制給車輛通行以及周邊市民的日常出行帶來不便。

三、優(yōu)化設(shè)計

針對原本設(shè)計方案中存在的問題，技術(shù)人員在經(jīng)過深入研究和討論的情況下，開展了優(yōu)化設(shè)計。

（一）排水系統(tǒng)優(yōu)化

1.優(yōu)化排水方式

在部分不具備排水條件的車站，設(shè)置一體化污水集水箱，借助管道完成了污水和廢水的匯流。為了最大限度保障排水效果，采用了雙集水箱和雙水泵的方案，并在污水泵房中安裝了便攜式潛污泵，以便在進(jìn)行設(shè)備清洗或者維修更換時，保障污水的順利排放。依照車站及相鄰區(qū)域的排水需求，將集水箱的容積設(shè)計為1600L。

2.優(yōu)化廢水處理

在車站每一層的墻角位置，以30m作為間隔，設(shè)置排水地漏，以確保有效收集滲漏水和生產(chǎn)廢水，就近排放到市政雨污水管網(wǎng)中。同時，從確保車站排水順暢、減少積水問題的角度，在站內(nèi)配備了可移動的真空排水設(shè)施，確保在積水較多時能夠作為備用設(shè)施。

3.優(yōu)化區(qū)間排水

在區(qū)間線路最低點(diǎn)設(shè)置隧道廢水泵房，確保其能夠結(jié)合區(qū)間防災(zāi)聯(lián)絡(luò)通道同步設(shè)置，解決渠道隧道結(jié)構(gòu)滲漏、沖洗以及消防產(chǎn)生的廢水問題^[3]。結(jié)合2號線的具體情況，排水量如表1和表2所示。

經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，車站和區(qū)間的污水廢水排放量減少，降低了排水系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。

（二）消防系統(tǒng)優(yōu)化

消防系統(tǒng)的優(yōu)化包括消防水池優(yōu)化和室外消防優(yōu)化兩個方面。

1.消防水池優(yōu)化

針對原本設(shè)計方案中存在的補(bǔ)水問題，在水池中安裝了超聲波液位計，并在補(bǔ)水管一側(cè)設(shè)置電動蝶閥。當(dāng)浮球閥因?yàn)楦鞣N原因失靈時，超聲波液位計會及時反饋異常信息，并自動控制電動蝶閥開啟或者關(guān)閉，在確保消防水池水量充足的同時，避免過度供水導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)問題。

2.室外消防優(yōu)化

依照《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB51298-2018）的相關(guān)要求，優(yōu)化室外消防系統(tǒng)，室外消火栓系統(tǒng)的設(shè)計流量為20L/s，部分車站采用了單水源供給方式，由市政供水管網(wǎng)供水。在車站非相鄰出入口分別設(shè)置了室外消火栓。消火栓采用了單口單閥設(shè)計，間距控制在30m左右，最大限度保障車站的運(yùn)行安全^[4]。

（三）管線優(yōu)化改遷

針對2號線與市政管網(wǎng)接駁問題，對接駁點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，推動了接駁與管線改遷工作的同步進(jìn)行。在實(shí)際操作中，在確定車站附屬方案后，同步確定管線接駁方案，向市政管線部門提交相應(yīng)的管線接駁需求，確保其能與市政管線整體規(guī)劃保持高度一致。另外，在附屬施工圍擋以及道路恢復(fù)前，預(yù)留好市政和管線接駁口，為后續(xù)給排水管線接入提供便利。

（四）其他優(yōu)化設(shè)計

在車站上方開發(fā)區(qū)域，優(yōu)化消防系統(tǒng)，依照區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)，控制室外消火栓間距為40m，整體使用消防器材箱和SA65型室外消火栓的形式。即便火災(zāi)發(fā)生時消防車沒有及時到達(dá)，也可以展開人工救援工作，及時做好火情撲救，為人員疏散爭取時間，減少火災(zāi)造成的損失^[5]。在車輛段設(shè)置有物資總庫，高度為122m，依照《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2017）的相關(guān)要求，可以采用兩種不同的噴頭。第一種噴頭的最小工作壓力為01MPa，噴頭數(shù)量為20個，噴頭為直立型結(jié)構(gòu)；第二種噴頭的最小工作壓力為02MPa，噴頭數(shù)量為12個，噴頭為下垂型結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員從成本、工期和效果等方面展開了全面分析，最終選擇了第二種噴頭，搭配吊頂設(shè)計，在保障消防安全的同時，降低了前期的資金投入。

結(jié)語

總而言之，在該地下軌道交通2號線的建設(shè)中，設(shè)計人員依照實(shí)際情況，優(yōu)化了給排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的設(shè)計方案，并將經(jīng)過優(yōu)化后的方案提交給消防部門審查，得到了高度認(rèn)可。目前，2號線已經(jīng)正式運(yùn)營超過2年，給排水及消防系統(tǒng)取得了較為理想的反饋效果，消防水池的水量始終控制在安全線內(nèi)，避免了斷水以及漫水的情況。污水系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化后，車站衛(wèi)生間的停用率對比1號線，從22%下降到了68%。在后續(xù)地下軌道交通建設(shè)中，需要進(jìn)一步推動給排水及消防系統(tǒng)的優(yōu)化，引入先進(jìn)的技術(shù)手段和節(jié)能節(jié)水設(shè)備，運(yùn)用全生命周期設(shè)計理念，結(jié)合云計算、BIM等，加強(qiáng)對地下軌道交通系統(tǒng)中給排水與消防系統(tǒng)的設(shè)計和管理，推動軌

道交通系統(tǒng)穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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